隨著噴霧干燥過程機理不斷的被深入研究和噴霧干燥技術在各行各業中被廣泛使用,本文從近幾年國內外噴霧干燥研究成果著手,介紹了此領域最新的研究進展。
一、噴霧冷凍干燥技術
自從1964 年Werly 等提出噴霧冷凍干燥技術以來該技術在各個領域內獲得了較快的發展,噴霧冷凍干燥是噴霧技術與冷凍技術相結合的一種獨特的干燥技術,噴霧冷凍干燥技術首先通過液氮等冷卻介質把霧滴凍結成冰顆粒,再通過干燥技術把凍結的冰顆粒脫水干燥成粉體。
噴霧冷凍干燥獲得的顆粒形態優于噴霧干燥和冷凍干燥,可以獲得尺寸分布良好的霧滴,同時,溶液中的水份在凍干過程中在顆粒內部留下微小孔道,這些微孔結構的形成增加了顆粒的比表面積,大大提高了產品的潤濕性和溶解度,由于在低溫下進行干燥,特別適用于高熱敏性物料的干燥,該技術目前已在食品和醫藥研發領域獲得了廣泛的應用。
為提高阿奇霉素的水溶性和生物利用度,Adeli 等利用噴霧冷凍干燥技術制備了阿奇霉素固體分散體,分析發現,噴霧冷凍干燥技術制備的阿奇霉素的溶出速率高于常規噴霧干燥技術制備的藥物的溶出速率,且使用噴霧冷凍干燥法制備的藥物的溶出度比常規方法制備藥物提高了8.9 倍。
Jae-Young Her 等嘗試使用噴霧冷凍干燥法制備獲得了存活率高達97.7%的一種益生菌粉,且該益生菌粉具有很大的比表面積。
S.PadmaIshwarya 等對噴霧冷凍干燥技術在可溶性咖啡的理化指標和香氣品質進行了評價,結果表明,與使用噴霧干燥與冷凍干燥技術加工的咖啡相比,噴霧冷凍干燥法加工的咖啡保留了特有的低沸芳香化合物的香氣品質,具有良好的流動性和速溶性,與同類產品相比具有較大的競爭優勢。
二、過熱蒸汽噴霧干燥技術
過熱蒸汽噴霧干燥技術是利用過熱蒸汽溫度高于相應壓力下對應飽和溫度的特點直接把過熱蒸汽與物料接觸而達到物料干燥目的,與傳統熱風干燥技術相比,過熱蒸汽比熱容量高、使用量小且干燥速度快,具有熱效率高,干燥品質好,無氧化和爆炸等風險,節能效果顯著等特點。
張志輝等采用熱空氣和過熱蒸汽干燥法制備了粉末,結果表明,與熱空氣噴霧干燥相比,過熱蒸汽噴霧干燥法粉末橡膠表面存在許多均勻微孔,相對分子質量保持較好。
V. V.Sidorchuk 等分別采用熱空氣和過熱蒸汽噴霧干燥法制備微球形氣溶膠,結果發現,與熱空氣噴霧干燥相比,過熱蒸汽噴霧干燥法可以獲得尺寸更均勻的微粒。
Yonggun Park 等對熱空氣與過熱蒸汽相結合干燥的節能效果進行了評價,結果表明,熱空氣噴霧干燥處理節能效果為46%~51%,而熱空氣與過熱蒸汽相結合干燥的節能效果為77%~82%。
三、納米噴霧干燥技術
納米級噴霧干燥技術主要應用于納米級顆粒藥物制備領域,相比于微米級顆粒藥物,納米級藥物比表面積大,藥物溶出速率和生物利用度高,因此納米噴霧干燥技術尤其適用于難溶性藥物的制備領域。
瑞士Buchi 公司開發研制的B90 型納米噴霧干燥器可以直接制備粒徑在0.3~0.5μm 顆粒藥物,納米級噴霧干燥設備由高頻振動霧化器,層流加熱器及高壓靜電收集器等部分構成。
在納米噴霧干燥器中,液體流經電驅動的振動網狀霧化器霧化成細小的液滴,在干燥室中進行干燥以產生固體顆粒,最后由靜電干粉收集器分離收集。
傳統的噴霧干燥技術一般采用壓力式霧化器把液體霧化并與熱空氣接觸干燥后經旋風分離器收集固體顆粒,產率約為30~50%,而納米級噴霧干燥器采用高壓靜電收集器收集固體顆粒,產率可達90%以上。
周揚等采用納米噴霧干燥技術制備了載藥量為30%、收率高達89%、吸濕性良好的生地黃低聚糖微粉。
TaoranWan 等采用納米噴霧干燥技術制備了固體脂質納米粒和納米結構脂質載體,并通過創新的納米噴霧干燥技術將所得的脂質膠體顆粒轉化為固體粉末,獲得的固體粉體呈聚集狀,球形粉體細小、均勻。