化工干燥设备介绍..

(3) 旋风式气流干燥器
类似于旋风分离器，但更长，气流携带固体颗粒沿切 线方向进入后作螺旋运动，气固两项间的相对速度大 大增加；使物料在瞬间得到干燥。适用于允许磨损的 热敏性物料（如制药行业土霉素，四环素，氯霉素粗 品，甲喹酮等）。
喷雾干燥器（Spray dryer）
用于干燥溶液、浆液或悬浮液。液状物料由雾化器喷成雾状细滴 并分散于热气流中，使水分迅速汽化而获得微粒状干燥产品。 雾 滴 直 径 通 常 仅 为 30~60m，所需干燥时间很 短（约为5~30s）。 特别适合于干燥热敏性的 物料 ，如牛奶 、蛋制品、 血浆、抗菌素、酵母、中 药制剂和染料等，已广泛 应用于食品、医药、燃料、 塑料及化学肥料等行业。
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药物干燥过程中不允许产生粘壁、结团以及物料受热不均匀等， 以保证整批均一性。在连续干燥如喷雾干燥等则应严格控制整个 干燥过程的操作指标，使整批物料质量均一。 对喷雾干燥，其热空气系统应以能耐热空气温度的高效过滤器将 经加热的空气进行过滤。不允许过滤以后再加热，以免加热器表 面氧化物脱落进入药品。
雾化器（Sprayer）
雾化器的一般要求 雾化器是喷雾干燥器的关键部件，它将影响到产品的质量 和能量消耗，好的雾化器应具有雾滴直径均匀，喷嘴结构 简单，生产能力大，能量消耗低，操作方便等特点。 气流式雾化器 压缩空气在喷嘴处达到音速并形 成很低的压力，抽送料液由喷嘴 成雾状喷出。可制备粒径小于 5m 的微细颗粒，能处理粘度较 大的料液，但动力消耗较大，装 置的生产能力较小。用于 核苷酸、 蛋白质、链霉素、新霉素、红霉 素等药品溶液及中药制剂的干燥。
干燥器 （Dryer）
干燥器的选型
GMP对干燥设备的要求

GMP对干燥设备的要求 – 要求原位清洗与原位灭菌功能。 – 在干燥过程中都不能有外界灰尘、微生物等杂质侵入。 进入系统的热空气、料液等都必须经过除菌过滤；在 无菌状态所得的结晶在进入干燥装置时也应保持洁净。 分批干燥器的容积以能容纳一个批号药物正常运转为 度。
干燥设备
干燥器 （Dryer）
干燥器：实现物料干燥过程的机械设备。干燥是药物固体 制剂生产中不可缺少的单元操作，广泛应用生物、化 学及中药制药工业中于药剂辅料、原料药、中间体以 及成品的干燥
被干燥药物的特点：
状态：有块状、片状、粒状、粉状，膏糊状、溶液、乳浊液等； 结构：多孔疏松型，紧密型； 耐热性：中药及生物制品、保健品多为热敏性； 结块：易粘结成块的湿物料在干燥过程中能逐步分散，散粒性很 好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块。
气流干燥器的传热强化形式
(1) 多级气流干燥器
将多台气流干燥串联使用，总管长相同的情况下，加速段增加。且各 干燥器可选择合适的气体条件，有利于热能的回收和合理利用。在淀 粉、奶粉生产中被广泛采用。
(2) 脉冲式气流干燥器(20m, 0.3-0.5m)
脉冲管内气速随管径变化而交替地增大和减小。 由于惯性的作用，颗粒运动速度滞后气体，使气 固两相的相对速度增加。
喷雾干燥器（Spray dryer）
喷雾干燥装置及选择 喷雾干燥器由空气加热过滤系统、干燥系统、干粉收集及气 固分离系统组成。
干燥装置主要包括喷雾器和干燥塔。
（1）干燥塔：干燥塔是物料干燥成成品的设备，新型的喷雾干燥设备几 乎都采用塔式结构，塔底为锥形，有利于收集干粉并防止粘壁。
（2）雾化器：有压力式喷雾器、气流式喷雾器和离心式喷雾器。在制 药工业中，后两种喷雾干燥应用较多。 直线型并流：雾滴与热风同方向流动，物料停留时间短，干燥器的塔 身较高。适于易粘壁及热敏性物料 螺旋形并流：物料停留时间较长，塔身可较低，但离心力作用使液滴 甩向器壁的机会增多。 逆流：雾滴与热风反向流动，成品含水低，热效率高。不适合热敏性， 但适用于压力式。
气流干燥器的结构与流程：
空气经加热过滤后 ， 湿物料通过加料器 与热气流充分混合 ， 1 - 空气过滤器 并 流 接 触 ， 形 成 以 2 - 空气加热器 3 - 加料器 对 流 为 主 的 复 杂 热 4 - 风机 交 换 过 程 ， 最 终 达 5 - 干燥管 到 干 燥 的 目 的 。 经 6 - 旋风分离器 7 - 除尘器 干燥后的气固混合 物，经旋风分离器 分离排出物料，再 经布袋除尘器 过滤， 除去粉末，引风机 排出废气。
生物制药:将动物的提取物经干燥后制成固体制剂。 制粒后的干燥：湿法制粒后的干燥，便于压片及胶囊填充
干燥器 （Dryer）
对产品的要求：
干燥程度：脱除表面水分，结合水分甚至结晶水分。要求平 均湿含量及干燥的均匀性。 外观：一定的晶型和光泽，不开裂变形等。 质量：质量好，具有良好的分散性、流动性和溶解性。
干燥器 （Dryer）
干燥的目的： 是便于物料进一步的加工、运输、贮存及使用方便，提高药 物的稳定性，保证药物的质量。 干燥在固体制剂中的应用：
中药制剂:提取液－浸膏－喷雾干燥－粉状产品－制粒－片 剂、颗粒剂、胶囊剂等（80％中药固体制剂）.或将 浸膏直接配以蔗糖、乳糖、淀粉、药渣或其他辅料， 干燥制粒得到各种形式的固体制剂。
GMP对干燥设备的要求
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(3)热空气在接触药物进行干燥以后，不得重复利用。 以免所挟带少量药物在经空气加热器受热变质后影响 药物质量；
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(4)与药物直接接触的热空气，应在加热以后进行洁净 过滤，以防加热器表面有异物脱落。所用洁净过滤器 在操作温度范围内不能脱落过滤介质，如纤维、颗粒 等。
气流干燥器（Flash dryer）
缺点：干燥器直径较大，雾化器加工难度大，制造价格高。
雾化器（Sprayer）
压力式雾化器
应用最为广泛。 压力喷雾干燥是利用 往复运动的高压泵，以 5 ～ 20Mpa 的压 力将液体从 Φ 0.5 ～ 3.5mm 喷孔喷出。 分散成50～150μ m的液滴。 应用于发酵工厂中酵母的干燥，奶粉 的干燥，但因高压泵的加工精度及材 料强度都要求比较高，喷嘴易磨损、 堵塞，对粒度大的悬浮液不适用。
制药装备与控制技术
喷雾干燥器（Spray dryer）

中国药科大 学 于颖
1 – 空气过滤器 2 – 鼓风机 3 - 加热器 (电,蒸汽,燃油,气, 煤) 4 - 料槽 5 - 供料泵 6 - 喷枪 7 - 干燥塔 8 - 一级收尘器 (旋风分离器) 9 - 二级收尘器 (旋风分离器,袋 滤器) 10 - 引风机 湿式除尘器 (水沫除尘器,文 丘里)
气流干燥器的特点
(1)气流干燥机适用于易脱水的颗粒、粉末状及颗粒状物料，粒径 小于0.5-0.7mm,可迅速除去物料水分(主要是表面水分)。 (2) 在制药行业主要用于土霉素、阿司匹林、安乃近、四环素等 和部分保健品、食品（味精、柠檬酸和葡萄糖）的生产。 (3)干燥速度快，强度大，固体物料分散悬浮在气流中，气固两相 间具有很大的传热传质面积。热气体进口速度高（20-40m/s）， 气固两相间（尤其是加速段）相对速度很大，平均体积传热 系数为 3000-7000 W/(m3· K)，比其它类型干燥器高几倍至几十 倍，同等生产能力条件下，气流干燥器的体积小得多。 (4)干燥时间极短，一般为1～5s。使干燥成品的品质得到最佳的 控制。以味精为例，用厢式干燥需 2h ，如用气流干燥，从加 料到卸料整个过程约5～7s。 (5) 气流干燥器中，固体物料呈活塞流流动，每一颗粒子经历的干 燥时间大致相同，因而干燥产品的湿含量均匀一致。 (6) 结构简单，设备投资少，占地面积小，操作方便，性能稳定， 维修量小。
干燥器的选型应考虑以下因素：
干燥设备应依据干燥物料的形状、产品的最终状态及操作方式进行 选择。 (1) 从操作方式角度：小批量、多品种、干燥时间长的物料干燥宜 选间歇操作的干燥器；大批量、单一的物料干燥，宜选连续操 作的干燥器； (2) 从物料的形状及状态角度：热敏性、易氧化及含水量要求较低 的物料，易选真空干燥器；生物制品、蛋白质类药品、血液制 品宜选冷冻干燥器；对于中药及生物提取液等液状或悬浮液状 物料，宜选择喷雾干燥器；对于有形状要求的物料或中药饮片， 宜选择厢式、隧道式、带式干燥或微波式干燥器；对于糊状、 粉状和颗粒状物料，宜选用气流式或沸腾干燥器。 (3) 保证物料的干燥质量，干燥均匀，不发生变质，保持晶形完整， 不发生龟裂变形； (4) 能量消耗低，热效率高，动力消耗低； (5) 干燥工艺简单，设备投资小，操作稳定，控制灵活，劳动条件 好，污染环境小。
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喷雾干燥器（Spray dryer）
优点：干燥速度快，干燥时间短，特别适合于热敏性物料 （成品质量好，基本接近于真空下干燥的标准）；操 作过程简化、操作方便，替代干燥、粉碎、过筛多道 工序；产品纯度高、质量好，具有良好的分散性、流 动性和溶解性；自控程度高，适合于连续化大生产。 缺点：喷雾干燥的热利用率较低，工业规模的喷雾干燥器， 热效率一般为 30% ～ 50%。国外带有废热回收的喷 雾干燥机，热效率可达到 70%；更换品种时，设备 清洗麻烦，操作弹性小，易发生粘壁现象。设备庞 大，故干燥器体积庞大，体积传热系数很低，废气 中微粒的分离回收装置
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沸腾干燥所用热空气除要求洁净以外，其风温、风量要 求可精确调节，以保证药物的干燥及正常沸腾，以及投 料以前沸腾干燥系统的灭菌。沸腾干燥器也要求可原位 清洗及原位灭菌。 对于其他形式干燥器用于药物干燥者，包括结晶—过 滤—干燥联合机等应注意： (1) 传动轴的轴封及轴与壁之间的间隙，要求能清洗及 灭菌； (2) 与药物接触的器壁，内设件如搅拌器等均不得粘附 药物；
GMP对干燥设备的要求
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雾化器要求采用经净化过滤的压缩空气雾化的气流式雾 化器。压力式雾化器因高压泵的洁净程度以及离心雾化 器高转速轴的密封不能保证洁净要求，迄今均未能被正 常投运。 结晶状原料药常用双锥回转真空干燥器。其特点是干燥 温度低、干燥速度较快、物料均一性佳。需特别注意的 是排气引出管与一侧旋转轴之间的间隙也应满足原位清 洗及原位灭菌的要求； 沸腾干燥也是固体颗粒的干燥方法。用于药物干燥，热 空气也要求在加热以后过滤，并达到洁净要求。在沸腾 干燥的同时喷入洁净的药液或有关料液可以完成药物的 造粒，为压片作准备。