干燥器优缺点汇总

本文重点讨论了干燥工艺在原料药生产中的应用，并介绍了欧美已经普遍使用的单锥真空干燥机，同时会和我国现在普遍使用的双锥真空干燥器及性能进行比较。

干燥操作的目的是除去某些固体原料，半成品及成品中的水分或溶剂，以便于储存，运输，加工和使用。在工业生产中，多先用机械法最大限度地去除固体物料中的湿分，再用干燥法除去剩余的湿分，最后得到合格固体产品。

制药工业的操作有自身的特点，如系统的整体密闭性，上游设备和下游设备的合理配合，符合GMP要求，保证药品生产过程的合理、产品均一、无积料、可以满足在线清洗（Cleaning in Place，CIP）等要求，用于无菌原料药上的干燥装置还要满足在线灭菌（Sterilizing in Place，SIP）的要求。

当物料具有热敏性，易氧化性，或湿分是有机溶剂时，蒸气与空气混合具有爆炸危险，有机溶剂需要回收保护环境的情况下，一般可采用真空干燥。真空干燥器的特点如下：

能用较低的温度得到较高的干燥速率，可以低温干燥热敏性物料；

可干燥易受空气氧化或有燃烧危险的物料；适合于干燥有溶剂或有毒气体的物料，溶剂回收容易；

能将物料干燥到很低的水分，故可用于低含水率物料的二次干燥。

双锥真空干燥及问题

目前国内广泛使用双锥真空干燥器，其工作原理是在夹套里通入热能源（如热水，蒸汽），热量经内壳传给被干燥物料；在动力驱动下，罐体作缓慢旋转，罐内物料不断混合，从而达到强化干燥的目的；物料处于真空状态，气压下降使物料表面的水份（溶剂）可快速蒸发，并由真空泵及时排出及回收，从而达到干燥的目的。

但目前的工艺带来的问题：

现有的翻转式真空干燥器的干燥时间太长；

加料和下料过程太费时间和力气，并且会有粉尘泄漏到操作环境中；

物料在里面通常整体翻转，物料会有团聚现象，有时下料需要来回翻转或人工破坏团聚颗粒；

■机械密封件完全在产品区域内运转，寿命太短，且会污染产品；

■装料量一般在30%~ 50%之间，如果产量很大，需要很多的面积来放置很多的机器。

单锥真空干燥

目前国外已经普遍使用单锥真空干燥系统，单锥真空干燥器工作过程为批量操作，湿物料进入料仓后，利用夹套给热，进行干燥。通过选择合适的锥形真空干燥器（工作容积）可以达到适宜的处理量范围。采用上驱动式结构的真空干燥器具有高效干燥，混合能力的同时，由于安装空间充裕，更便于使用者进行检修维护。

工艺使用的选择因素

对于需要进行真空干燥工艺的用户，通常所关注的设备技术因素多为如下几点：

生产能力；

敏感性物料（热敏性，晶型等）在干燥过程中不被破坏；

蒸发量；

易出料，CIP，SIP；

干燥效率及效果；

安全措施。

锥形干燥器的优点

灵活性

由于该设备整体是静止固定的，只有内部的转臂和混合螺杆进行公转和自转，整体无振动，非常容易和上游设备连接，如离心机，三合一过滤洗涤干燥机，也可以和下游设备如整粒粉碎机，分装机等连接，使整个生产线成为密闭的，全部自动化的生产线。

同时，单锥真空干燥器的有效装料量通常可以达到85%，假设装水量至悬臂下方为1000L，那么有效装料量约为850L，且最低装料量为10%，即装料100L即可以很好的进行干燥。

该干燥系统可以适合不同水（溶剂）含量的物料，从干粉到混悬液都可以进行干燥。

搅拌温和

对结构脆弱的产品来说只是温和的搅拌，同时起到非常高的混合精度，转臂的正常速度是0.95 RPM，沿着容器内筒体壁旋转。混合螺杆是悬空式的，通过法兰直接连接到转臂上，所以螺杆不需要底部的支撑。

螺带是开口的设计，便于清洗。螺杆的正常速度是70 RPM，所以即使脆弱的产品也不会被破坏。

由于物料受到不同方向的混合力，实验证明，混合装500 kg的物料，按照1:100?000的比例加入贴加剂，这意味着每10g取样中应该有100μg的贴加剂。经过10min的混合，取不同点进行测试，均匀度基本一致。

传热效率高

单锥的设计，使得物料最大限度地接受到筒体壁的传热，加热部位包括筒体夹套，容器顶盖，过滤器。物料在内部的持续搅拌，可以使干燥的速度得到优化。

产品区域内无机械密封

整个系统在悬臂和螺杆之间有机械密封，物料是在这密封之下，底部断面球阀，可以在0~180度之间开关（细川密克朗集团设计），所以可以控制出料速度。

单锥真空干燥器通过断面球阀方式实现自动卸料过程。物料在重力作用下，沿下料通道向下流动。下料阀下部可以用不同的容器或连接管道来传送物料。

CIP和SIP

无菌原料药生产对设备提出非常高的要求，整个系统需要在130度的蒸汽里面灭菌30min，同时在悬臂内部不能有任何泄漏，内部驱动往往需要干式带式驱动，密封一般采取最高要求的机械密封，背后有无菌氮气保护，同时根据欧盟的规定，机械密封内部都需要蒸汽灭菌。机械密封不可有颗粒物掉进产品区域。国外在这一方面已经有非常多的经验。整个系统符合FDA标准。

总结

由于单锥真空干燥器集合干燥功能和混合功能，整个系统静止和密闭，完全符合GMP要求，所以在制药行业将会普遍使用。