小型喷雾干燥制药技术进展

                                                                                      喷雾干燥技术

  干燥在制药生产中占有重要地位。近年来有许多适宜中药生产的干燥技术和设备问世。喷雾干燥是干燥技术中较为的方法,由于其干燥效率高,对有效成分破坏少,浸膏粉溶解性好又适合工业化大生产,已越来越多地被利用于中药提取液的干燥以及新产品的开发。目前已有利用此技术制备微囊、应用PVA进行薄膜包衣等新工艺的研究报道。因此,喷雾干燥技术在中药生产以及新剂型的开发上起着愈来愈重要的作用。

  1.基本原理、设备及流程：

  喷雾干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种较好的方法。其基本原理是利用雾化器将一定浓度的液态物料,喷射成雾状液滴,落于一定流速的热气流中,使之迅速干燥,获得粉状或颗粒状制品。其特点是:瞬间干燥,特别适用于热敏性物料;产品质量好,保持原来的色香味,且易溶解;可根据需要调节和控制产品的粗细度和含水量等质量指标;制剂体积小;有利于制剂卫生。

  喷雾干燥设备一般由干燥室、喷头、空气滤过器、预热器、气粉分离室、收集桶、鼓风机组成。喷雾器是喷雾干燥设备的关键部分,它影响到产品的质量和能量消耗。常用喷雾器有三种类型:压力式喷雾器、气流式喷雾器、离心式喷雾器。压力式喷雾器应用较多,它适用于粘性药液,动力消耗小。气流式喷雾器结构简单,适用于任何粘度或稍带固体的药液。离心式喷雾器适用于高粘度或带固体颗粒料液的干燥,但造价较高。另外还有流动造粒干燥机、喷粉塔以及适用于教学和科研的自动间歇喷雾干燥机等。

  喷雾干燥简单工艺流程为:药材—→提取—→浓缩—→喷雾—→收集药粉。

  具体操作过程(压力式喷雾干燥)如下:中药饮片置提取罐内蒸汽加热浸出数次,浸出液通过真空抽滤管抽入减压浓缩罐内,浓缩至一定浓度,药物由导管经流量计至喷头下,进入喷头的压缩空气(39123×104～49104×104Pa),将药液自喷头经涡流器利用离心力增速成雾滴喷入干燥室,再与热气流混合进行热交换后很快即被干燥。当开动鼓风机后,空气经滤过器、预热器加热至280℃左右,自干燥室上部沿切线方向进入干燥室,干燥室内一般保持120℃以下,已干燥的细粉落入收集桶内,部分干燥的粉末随热空气流进入分离室后捕集于布袋中,热废气由排气口排出。

  2 .应用实例

  2.11 低糖型精乌冲剂的制备

  设备:FL2120型喷雾干燥制粒机。

  处方:制何首乌250g,制黄精250g,制女贞子125g,墨旱莲125g。

  制备过程:

  ①提取:以上4味,加水煎煮数次,过滤,合并滤液浓缩至相对密度1108～1110(60℃),醇沉,上清液回收乙醇并浓缩至相对密度1121～1125(80～85℃)备用。

  ②制粒:根据生产的实际需要计算原辅料用量。将辅料(蔗糖或糊精等,粒度)投入沸腾制粒锅内,送入热风,预热干燥进风(辅料预热干燥温度80℃左右),间歇喷入药液使与辅料凝聚成多孔状颗粒(喷雾制粒温度80～110℃,出风温度40～50℃),取样检查合格后,出料、整粒即得。

  2.12 藿香挥发油微囊的制备

  制备过程:取藿香挥发油一定量,加入不同比例的水、高分子胶质(水溶性膜材)以及稳定剂,置捣碎机中高速搅拌,制成均匀的乳浊液,喷雾干燥即得。干燥条件:进风146℃,出风87℃。注意控制乳浊液中膜材量的比例,实验表明膜材量大于水量的70%,挥发油保留率较高。

  2.13 灯盏细辛胶囊PVA薄膜包衣

  设备:LF2120A流化床喷雾干燥制粒机。

  制备过程:灯盏细辛乙醇回流提取,减压浓缩(比重1135左右),得到清膏,低温真空干燥后,粉碎制粒,过筛。以灯盏细辛颗粒为填充料,以PVA17-88溶液为喷浆液在流化床喷雾干燥制粒机上进行薄膜包衣。操作条件:进风100℃;出风60℃;喷压2kg;流量1000ml??min。包衣完毕后,取出过筛,填充制成胶囊。实验结果表明,经PVA包衣的胶囊颗粒溶出速度不受影响,易装入胶囊,稳定性大幅度提高。

  3 易发生的问题及解决办法喷雾干燥若使用不当,会出现堵塞喷头、粘壁、结块等问题,从而影响干燥质量。出现上述问题,可能与下列因素有关。

  (1)干燥设备选择与安装不当。立式圆锥体结构干燥塔,易在锥体部位造成粘壁,而立式圆柱体结构能克服此缺点。雾化器的结构设计不合理或安装不当也会造成粘壁现象。当压力式和气流式雾化器的气体通道和液体通道轴心不重合时,所产生的大雾滴还没达到表面干燥时即被粘到壁面造成粘壁。或安装时喷嘴轴线不在塔的中心垂线上,也会造成粘壁现象。

  (2)药液处理不当。喷雾前药液必须过滤以除去粗颗粒。未过滤或浓缩过浓以及水提醇沉处理后的药液都易出现堵塞喷头等现象。药液浓缩的相对密度一般在1110～1125g??ml(50～60～80℃)。水提醇沉后药液的干燥一定要预试验。也可在药液中加入10%～40%的糊精或1%～5%微粉硅胶一起喷。

  (3)干燥温度选择不当。压力式或气流式喷雾干燥机一般进口风温130～150～180℃,出口风温一般低于120℃(80～90～110℃)。应根据被干燥物料的性质而定。如对于低熔点物料,就应控制塔内高温度区不过物料的熔点,否则易发生粘壁现象。

  (4)药液流量不稳定,也会产生粘壁,可采用密闭储料罐以恒压压缩空气送料。

  (5)后处理不当。如药液较浓,粘度大,喷完后立即关机,喷头易发生堵塞。应以适量热蒸馏水经喷雾冲洗管道和喷头5～10min再关机。在中药生产中,喷雾干燥所得浸膏粉用于冲剂、片剂、丸剂、胶囊剂的生产,均收到了很好的效果。从目前研究趋势来看,喷雾干燥将会一改过去仅仅为了干燥而干燥的现状,逐步向干燥技术与制剂技术相结合的方向发展。干燥设备的研究[2]也趋向于多功能组合式。由此看来,喷雾干燥技术在开辟药物新剂型方面将有着广阔的应用前景。


  2 .应用实例

  2.11 低糖型精乌冲剂的制备

  设备:FL2120型喷雾干燥制粒机。

  处方:制何首乌250g,制黄精250g,制女贞子125g,墨旱莲125g。
制备过程:
①提取:以上4味,加水煎煮数次,过滤,合并滤液浓缩至相对密度1108～1110(60℃),醇沉,上清液回收乙醇并浓缩至相对密度1121～1125(80～85℃)备用。

②制粒:根据生产的实际需要计算原辅料用量。将辅料(蔗糖或糊精等,粒度)投入沸腾制粒锅内,送入热风,预热干燥进风(辅料预热干燥温度80℃左右),间歇喷入药液使与辅料凝聚成多孔状颗粒(喷雾制粒温度80～110℃,出风温度40～50℃),取样检查合格后,出料、整粒即得。

  2.12 藿香挥发油微囊的制备

  制备过程:取藿香挥发油一定量,加入不同比例的水、高分子胶质(水溶性膜材)以及稳定剂,置捣碎机中高速搅拌,制成均匀的乳浊液,喷雾干燥即得。干燥条件:进风146℃,出风87℃。注意控制乳浊液中膜材量的比例,实验表明膜材量大于水量的70%,挥发油保留率较高。

  2.13 灯盏细辛胶囊PVA薄膜包衣

  设备:LF2120A流化床喷雾干燥制粒机。

  制备过程:灯盏细辛乙醇回流提取,减压浓缩(比重1135左右),得到清膏,低温真空干燥后,粉碎制粒,过筛。以灯盏细辛颗粒为填充料,以PVA17-88溶液为喷浆液在流化床喷雾干燥制粒机上进行薄膜包衣。操作条件:进风100℃;出风60℃;喷压2kg;流量1000ml??min。包衣完毕后,取出过筛,填充制成胶囊。实验结果表明,经PVA包衣的胶囊颗粒溶出速度不受影响,易装入胶囊,稳定性大幅度提高。

  3 易发生的问题及解决办法喷雾干燥若使用不当,会出现堵塞喷头、粘壁、结块等问题,从而影响干燥质量。出现上述问题,可能与下列因素有关。

  (1)干燥设备选择与安装不当。立式圆锥体结构干燥塔,易在锥体部位造成粘壁,而立式圆柱体结构能克服此缺点。雾化器的结构设计不合理或安装不当也会造成粘壁现象。当压力式和气流式雾化器的气体通道和液体通道轴心不重合时,所产生的大雾滴还没达到表面干燥时即被粘到壁面造成粘壁。或安装时喷嘴轴线不在塔的中心垂线上,也会造成粘壁现象。

  (2)药液处理不当。喷雾前药液必须过滤以除去粗颗粒。未过滤或浓缩过浓以及水提醇沉处理后的药液都易出现堵塞喷头等现象。药液浓缩的相对密度一般在1110～1125g??ml(50～60～80℃)。水提醇沉后药液的干燥一定要预试验。也可在药液中加入10%～40%的糊精或1%～5%微粉硅胶一起喷。

  (3)干燥温度选择不当。压力式或气流式喷雾干燥机一般进口风温130～150～180℃,出口风温一般低于120℃(80～90～110℃)。应根据被干燥物料的性质而定。如对于低熔点物料,就应控制塔内高温度区不过物料的熔点,否则易发生粘壁现象。

  (4)药液流量不稳定,也会产生粘壁,可采用密闭储料罐以恒压压缩空气送料。

  (5)后处理不当。如药液较浓,粘度大,喷完后立即关机,喷头易发生堵塞。应以适量热蒸馏水经喷雾冲洗管道和喷头5～10min再关机。在中药生产中,喷雾干燥所得浸膏粉用于冲剂、片剂、丸剂、胶囊剂的生产,均收到了很好的效果。从目前研究趋势来看,喷雾干燥将会一改过去仅仅为了干燥而干燥的现状,逐步向干燥技术与制剂技术相结合的方向发展。干燥设备的研究[2]也趋向于多功能组合式。由此看来,喷雾干燥技术在开辟药物新剂型方面将有着广阔的应用前景