噴霧干燥技術(shù)是用噴霧的方法，使物料以霧滴狀態(tài)分散于熱氣流中，物料與熱氣體充分接觸，在瞬間完成傳熱和傳質(zhì)的過程，使溶劑迅速蒸發(fā)為氣體，達到干燥的目的。噴霧干燥技術(shù)在制藥行業(yè)中應(yīng)用廣泛，在固體制劑領(lǐng)域，常用于高熱敏性藥品和料液濃縮過程中易分解藥品的干燥。所得產(chǎn)品粒度細小、均勻，流動性和速溶性好。

噴霧干燥機的特點及分類

噴霧干燥機是將溶液或懸浮液直接干燥為固體顆粒的干燥設(shè)備，可省去蒸發(fā)、結(jié)晶、分離及粉碎等單元操作，可連續(xù)、自動化生產(chǎn)，操作穩(wěn)定。采用這種干燥方法，噴霧干燥機中氣固兩相接觸表面積大，干燥時間短，一般為5～30s，適宜于干燥熱敏性物料。干燥所得產(chǎn)品性能良好，可獲得30～50mm的微粒，產(chǎn)品流動性和速溶性好。缺點是干燥器的體積大，傳熱系數(shù)低，導(dǎo)致熱效率低，動力消耗大。

噴霧干燥機的分類方法很多，按氣液流向可分為并流式、逆流式和混流式；按霧化器的安裝方式可分為上噴下式、下噴上式；按霧化器的結(jié)構(gòu)可分為離心式、壓力式和氣流式；按加熱氣體是否循環(huán)可分為開放式、部分循環(huán)式和密閉式。

噴霧干燥的基本流程（密閉式）

料液通過霧化器霧化，分散為細小霧滴進入干燥腔，同時，加熱氣體經(jīng)鼓風(fēng)機送入加熱器升溫，然后進入干燥腔。料液霧滴與熱氣體在干燥腔內(nèi)充分混合、接觸。霧滴瞬間蒸發(fā)為氣體，物料干燥成細小的顆粒。混合的氣固兩相被引風(fēng)機吸入旋風(fēng)分離器分離，固體物料沉降到底部收集器，氣相被引送至粉塵過濾器，捕集逃逸的物料。過濾氣相經(jīng)冷凝器冷凝后，攜帶的溶劑變成液體，可收集套用，作為載體的氣體經(jīng)干燥后在系統(tǒng)中循環(huán)使用。流程圖如下：

固體制劑的工藝要求

固體制劑種類繁多，工藝要求也千差萬別，在噴霧干燥機設(shè)計制造的過程中，最好針對不同的品種做不同的設(shè)計，以達到設(shè)備和工藝相適應(yīng)的最佳狀態(tài)。固體制劑生產(chǎn)用噴霧干燥機應(yīng)滿足下列要求：

潔凈要求

原料藥生產(chǎn)的主要工序需要在十萬級的潔凈環(huán)境中進行，噴霧干燥就是質(zhì)量控制的重要工序。噴霧干燥機接觸物料的部分要采用不銹鋼材質(zhì)，對于酸腐蝕性較強的物料最好選用316L不銹鋼。干燥腔、旋風(fēng)分離器、過濾器等直接接觸物料的部件，應(yīng)內(nèi)壁光滑，無死角，易于拆卸，方便清洗。噴霧干燥機往往體系龐大，因此不能整體都放在潔凈區(qū)域，經(jīng)常只將收集物料的部分放在潔凈區(qū)，這就要求系統(tǒng)密閉性能好，以防外部污染系統(tǒng)。

避免粘壁

粘壁現(xiàn)象是妨礙噴霧干燥機正常操作的一個突出問題，固體制劑（特別是中藥）的噴霧干燥過程尤為明顯。物料粘壁不僅不利于收集操作，而且隨著時間的延長，敏感的粘壁物料會變質(zhì)成為不合格物料。從工藝角度出發(fā)，解決手段包括選用合適的溶劑，增加輔料，改變工藝參數(shù)，但是這些方法可調(diào)節(jié)的余地不是很大，因此必須從設(shè)備的角度尋求根本的解決方案。國內(nèi)外專家對干燥過程中的粘壁和結(jié)塊問題進行了研究，認為造成粘壁的主要原因是壁溫。

以下列舉了防止粘壁的五種可能途徑：

采用夾壁干燥塔，其間用空氣冷卻，使壁溫保持在50℃以下；

通過塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁；

塔內(nèi)近壁處安裝由一排噴嘴組成的氣掃帚，并使之沿塔壁緩慢轉(zhuǎn)動；

塔壁增加氣錘，通過氣錘的敲擊，強制使粘壁物料脫離；

增加加工的精度，塔內(nèi)壁拋光也可以減輕粘壁。

自控性能

噴霧干燥是連續(xù)生產(chǎn)過程，其密閉循環(huán)系統(tǒng)的控制點包括：進料濃度、進料速度、進風(fēng)速度、進風(fēng)溫度、系統(tǒng)壓力、各部件壓差、氣體純度檢測等，依靠傳統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)非常困難。一套好的自控系統(tǒng)，可以使整個噴霧干燥系統(tǒng)運轉(zhuǎn)順暢，降低產(chǎn)品的不合格率，減少安全隱患。

干燥效果

原料藥還需要進一步完成制劑工藝，在提高制劑效果和最終藥品的服用吸收效果方面，對噴霧干燥產(chǎn)品的物理性質(zhì)提出不同的要求。首先，水分含量是干燥產(chǎn)品的第一指標(biāo)，要控制在一定的范圍。其次，藥物的分裝一般按照體積來控制裝量，這就要求產(chǎn)品的堆密度穩(wěn)定，產(chǎn)品的流動性要好。口服沖劑則往往要求速溶性。改變霧化的分散度或適當(dāng)改變操作條件以控制干燥速率，可以制得具有不同堆密度的產(chǎn)品，但變化的幅度有限。在改善物性方面值得一提的一種技術(shù)是泡沫噴霧干燥，即將進料液體先泡沫化后再行噴霧干燥。該方法最初是為提高熱效率而提出的，后來用以調(diào)整產(chǎn)品的物性。現(xiàn)已證明，泡沫噴霧干燥制得的產(chǎn)品粒徑大、多孔、多凹陷、表面粗糙，具有良好的速溶性。另外，口服原料藥還會有一些特殊的要求，比如顆粒形狀等。一般來說，通過改變霧化方式可以得到不同形狀的顆粒。原料藥廠家在選擇噴霧干燥機之前，最好在設(shè)備制造企業(yè)的協(xié)助下，進行參數(shù)優(yōu)化的實驗，以確定最佳的參數(shù)組合，確保噴出藥品的干燥效果。

保護措施

藥品的特殊性對設(shè)備的保護設(shè)計也提出了更高的要求。用有機溶劑溶解的物料，在干燥時要求整個系統(tǒng)必須滿足防爆要求。在電機、儀表、控制閥等配件設(shè)計時都要選擇防爆型。另外，為防止溶劑和空氣混合為爆炸氣體，系統(tǒng)必須采用密閉循環(huán)系統(tǒng)，載體要選用惰性氣體，如氮氣等。除此之外，一些易氧化物料的干燥，也要采用以氮氣為載體的密閉循環(huán)系統(tǒng)

環(huán)境保護

噴霧干燥的產(chǎn)品為細粒子，為適應(yīng)環(huán)保的要求，只用旋風(fēng)分離器分離產(chǎn)品、凈化尾氣是不夠的，一般還要用袋式除塵器凈化，使尾氣含塵量低于50mg/nm3氣體；或選用濕式洗滌器，將尾氣含塵量降到15～35mg/nm3氣體。采用氮氣做載體時，系統(tǒng)要注意密閉，排氣口要引到室外。

降低成本

熱空氣進口溫度在并流操作時為250～500℃，逆流操作時為200～300℃，霧化干燥后出口溫度一般控制在60～100℃。噴霧干燥的熱利用率較低，工業(yè)規(guī)模的噴霧干燥器，熱效率一般為30%～50%。國外帶有廢熱回收的噴霧干燥機，熱效率可達到70%，但該設(shè)備只有在生產(chǎn)能力大于100kg（水）/h時才有經(jīng)濟意義。但在用到氮氣載體和有機溶劑時，采用密閉循環(huán)系統(tǒng)，可使氮氣循環(huán)使用，溶劑冷凝套用，從而有效地降低了生產(chǎn)成本。