淺析噴霧干燥生產中影響產品質量的若干因素
時間：2019.02.01
噴霧干燥機的原理是采用霧化器將原料液分散成極細的霧滴后，與干燥介質（熱風）接觸干燥而獲得固體產品的過程。隨著噴霧干燥機的不斷研究和發展，大大簡化了工業產品的生產流程，節省了投資費用，改善了勞動條件，同時提高了產品產量和質量，因此已在化學工業、食品工業、醫藥化工產品加工、林業、農藥、陶瓷、水泥、冶金等多領域中廣泛應用，使其具有廣闊的發展前景。在噴霧干燥機設備設施固定的情況下，影響噴霧干燥產品質量的因素分別為：干燥出風溫度、霧化空氣壓力、物料流速以及熱風風量。本文對干燥出風溫度及霧化空氣壓力的情況為大家做個詳細介紹。
1 干燥出風溫度
無菌抗生素噴霧干燥過程中，需要監測或控制的溫度一般有三個：干燥室進風溫度、旋風分離器進風溫度、旋風分離器出風溫度。有些文獻或流程中，認為旋風分離器只起到固氣分離的作用，沒有干燥作用。但筆者在多年抗生素噴霧干燥中發現，旋風分離器在固氣分離的同時，也起到部分干燥作用，因此稱旋風分離器出風溫度為干燥出風溫度，即干燥溫度。噴霧干燥產品最終的含水量（干燥失重）由干燥尾氣的水蒸汽分壓pw或相對濕度決定。由于在絕大多數的抗生素噴霧干燥過程中，熱空氣的相對濕度是不加以控制的，而在其他因素相同的情況下，干燥溫度對空氣相對濕度產生決定性影響，因此出風溫度就成為決定產品干燥失重的關鍵指標。出風溫度越高，干燥尾氣的相對濕度越低，水蒸氣分壓pw越低，有利于水分從產品表面向熱空氣中擴撒，最終產品的干燥失重越低，反之則干燥失重越高。在無菌抗生素生產中，干燥失重是產品質量的一個關鍵指標。因此，在一般無菌抗生素噴霧干燥生產中，干燥的出風溫度都作為關鍵指標來控制。
2 霧化空氣壓力
霧化器一般被認為是噴霧干燥設備的核心。氣流式霧化器一般分為二流體、三流體、四流體霧化器，用來霧化粘度不同的料液[5]。出于無菌系統滅菌的需要，低粘度的抗生素噴霧干燥一般采用二流體霧化器。這就涉及到霧化空氣壓力這個影響干燥產品粒度分布的關鍵指標。一般噴霧干燥的霧化空氣壓力為0.3～0.7MPa，但在低粘度抗生素噴霧干燥中，霧化空氣壓力一般維持在0.1～0.2 MPa。其原因一是考慮到干燥粉體的流動性。霧化空氣壓力越高，干燥粉體粒度越小，其流動性就差，給后續制劑產品的分裝及下一步加工帶來不便。因此為滿足下一步制劑產品的分裝要求，降低霧化空氣壓力，增大粉體粒度從而增加粉體流動性。降低霧化空氣壓力的另一個原因在于適應干燥過程的分裝。眾所周知，粉體粒徑在小到一定程度時，由于微粒間的相互作用，粒度越小，粉體的堆密度越小，反之粒度越大，粉體堆密度越大。因此在噴霧干燥中為滿足產品分裝問題，降低生產成本而降低霧化空氣壓力。同時，霧化空氣壓力對產品的干燥失重也起到一定的作用，即霧化空氣壓力越高，料液霧化粒徑越小，干燥過程中熱交換的表面積越大，干燥效果越好。因此在抗生素噴霧干燥過程中，霧化空氣壓力的適當調整，也可以起到微調產品干燥失重的效果。