論藥品干燥器的工作原理及選用

摘要:近20年來隨著改革開放的進程，制藥行業(yè)迅猛發(fā)展，同時藥機行業(yè)也呈現(xiàn)百花齊放的大好局面。干燥器選用時要根據(jù)藥品特性、成品要達到的理想狀態(tài)而定，尤其要考慮無菌原料藥干燥設(shè)備的材質(zhì)和無菌保證。我國制藥干燥設(shè)備發(fā)展很快，專業(yè)干燥設(shè)備廠非常多，其產(chǎn)品既有通用性，也各有特點，這就為用于原料藥干燥的進口設(shè)備國產(chǎn)化和選擇符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)的理想干燥器提供了條件。

關(guān)鍵詞:制藥 干燥 原則 原理

近年來，各原料藥進口國對我國制藥企業(yè)的生產(chǎn)過程提出了更高的要求，因此各種認證迅速在制藥行業(yè)展開。對原料藥來說，這些認證的重點都集中在精、干、包崗位，所以干燥器的合理選擇顯得尤為重要。干燥設(shè)備選用時要根據(jù)藥品特性、成品要達到的理想狀態(tài)而定，尤其要考慮無菌原料藥干燥設(shè)備的材質(zhì)和無菌保證。目前，我國原料藥干燥器類型比較多，其各自特點和適用條件不同。

一、各種常用干燥器的工作原理

1、 真空干燥箱

真空干燥箱為較古老的干燥裝置，箱內(nèi)被加熱板分成若干層。加熱板中通入熱水或低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)，將鋪有待干燥藥品的料盤放在加熱板上，關(guān)閉箱門，箱內(nèi)用真空泵抽成真空。加熱板在加熱介質(zhì)的循環(huán)流動中將藥品加熱到指定溫度，水分即開始蒸發(fā)并隨抽真空逐漸抽走。此設(shè)備易于控制，可冷凝回收被蒸發(fā)的溶媒，干燥過程中藥品不易被污染，可以用在藥品干燥、包材滅菌及熱處理上。

2、 真空回轉(zhuǎn)干燥器

真空回轉(zhuǎn)干燥器源自雙錐混合器，多為圓柱形器身、兩頭錐形，也俗稱雙錐干燥器。錐體中部有兩中空懸軸，用以設(shè)備旋轉(zhuǎn)支撐和真空、熱水的通道。藥品在干燥器中邊干燥邊轉(zhuǎn)動，對整批藥物的均一性有良好保證。熱介質(zhì)由一端中空管進入夾套，器內(nèi)熱氣隨另一端中空管中的排氣管排出，并經(jīng)冷凝回收揮發(fā)的溶媒。此設(shè)備的配套裝備有真空系統(tǒng)、溶媒回收系統(tǒng)、清洗滅菌系統(tǒng)等。由于此設(shè)備操作簡單間歇生產(chǎn)易于調(diào)節(jié)、可以進行在線清洗和在線滅菌，因此成為中小型抗生素原料藥企業(yè)的首選干燥器，像青霉素、潔霉素、金霉素、咖啡因等都可選用。設(shè)備選擇時主要考慮兩個中空軸的同心度和空心軸的密封問題，為保證設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，同心度要求軸端跳動量小于0.01mm，空心軸的密封效果主要是防止?jié)櫥瑒┗蛱盍衔廴舅幤贰?/p>

3、三合一設(shè)備

三合一指把過濾、洗滌、干燥三道工序合在同一設(shè)備中進行，在醫(yī)藥行業(yè)非常具有代表性，此種設(shè)備在上世紀(jì)90年代以后發(fā)展迅速由設(shè)備形式又分為帶式、罐式、離心式等幾種類型。

帶式三合一又有步進式和連續(xù)式兩種，主要是濾帶的前進方式不同，工作流程完全相同物料由加料器均勻地鋪在濾帶上，濾帶由傳動裝置拖動在干燥機內(nèi)移動。在洗滌、抽濾段進行溶媒洗滌，真空冷抽回收溶媒母液;干燥段熱空氣進入，真空排除并冷凝回收溶媒。用于大產(chǎn)量成批生產(chǎn)，適用于透氣性較好的顆粒物料的干燥，成品干燥均勻，在我國維生素C和青霉素行業(yè)應(yīng)用很廣。進入21世紀(jì)隨著GMP認證步伐的加快，我國藥機行業(yè)大力開發(fā)或仿制同類進口設(shè)備，但由于加工精度和工序控制方面的差距，國產(chǎn)的三合一設(shè)備主要應(yīng)用在非無菌原料藥的生產(chǎn)上。

4、氣流干燥裝置

氣流干燥機適用于易脫水的顆粒、粉末狀物料，可迅速除去物料水分(主要是表面水分)。在氣流干燥中，由于物料在干燥器內(nèi)停留時間短，使干燥成品的品質(zhì)得到最佳的控制。濕物料通過加料器與熱氣流充分混合，在干燥的同時在風(fēng)力吸引下進入干燥管進一步均勻干燥。風(fēng)力無法吸引的濕重顆粒在干燥器內(nèi)繼續(xù)被撞擊、破碎、干燥，直到能被風(fēng)吸起進入干燥管，干燥管末端為旋風(fēng)分離器。此設(shè)備在制藥行業(yè)主要用于土霉素和部分保健品的生產(chǎn)。

5、噴霧干燥器

噴霧干燥器的干燥過程類似于氣流干燥?？諝獬鯙V后由加熱器加熱，產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)若干級過濾(按藥品等級選用)，然后于干燥室頂部蝸殼通道由熱風(fēng)分配器產(chǎn)生均勻旋轉(zhuǎn)的氣流進入干燥室內(nèi)。物料經(jīng)過濾通過離心式霧化盤或壓力噴嘴，產(chǎn)生分散、微細的料霧，料霧與旋流的熱空氣接觸，水分迅速蒸發(fā)，在極短的時間內(nèi)物料得到干燥。此設(shè)備適合于溶液、乳濁液、懸濁液、糊狀液等流動性好的液狀料干燥。

6、沸騰床

沸騰床在干燥過程中藥品從床身上部加入，熱風(fēng)從底部吹入，并穿過多孔分布板與一定料層厚度的物料接觸，物料呈流化、沸騰狀態(tài)，在氣流中上下翻動、互相混合與碰撞，氣固之間接觸面積大，進行劇烈的傳熱傳質(zhì)，較大地提高了干燥速度和干燥效率，是一種理想的干燥設(shè)備。對一些較濕的物料可一次干燥達到要求的水分指標(biāo)。流化沸騰狀態(tài)熱效率高。停留時間可以調(diào)節(jié)，易于得到低水分的成品?？梢赃M行在線清洗和滅菌，在制藥行業(yè)中抗生素和半合抗生產(chǎn)上應(yīng)用很廣。

二、干燥器的選用原則

1、真空干燥箱 用于中小試生產(chǎn)

真空干燥箱為較古老的干燥裝置，箱內(nèi)被加熱板分成若干層。加熱板中通入熱水或低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)，將鋪有待干燥藥品的料盤放在加熱板上，關(guān)閉箱，箱內(nèi)用真空泵抽真空。加熱板在加熱介質(zhì)的循環(huán)流動中將藥品加熱到指定溫度，水分即開始蒸發(fā)并隨抽真空逐漸抽走。

此設(shè)備易于控制，可冷凝回收被蒸發(fā)的溶媒，干燥過程中藥品不易被污染，可以用在藥品干燥、包材滅菌及熱處理上。在上世紀(jì)80年代，原料藥行業(yè)多用此設(shè)備為主要干燥器，但由于不易對料盤進行在線清洗(CIP)和在線滅菌(SIP)，干燥速度慢，工人勞動強度大，而且為實現(xiàn)藥品均一性，干燥后還要經(jīng)混粉裝置混合，現(xiàn)在原料藥大生產(chǎn)上已很少應(yīng)用，多用于中、小試生產(chǎn)或包材熱處理。

2、真空回轉(zhuǎn)干燥器 須考慮空心軸密封效果

真空回轉(zhuǎn)干燥器源自雙錐混合器，多為圓柱形器身、兩頭錐形，也俗稱雙錐干燥器。錐體中部有兩個中空懸軸，用以設(shè)備旋轉(zhuǎn)支撐和真空、熱水的通道。藥品在干燥器中邊干燥邊轉(zhuǎn)動，對整批藥物的均一性有良好保證。熱介質(zhì)由一端中空管進入夾套，器內(nèi)熱氣隨另一端中空管中的排氣管排出，并經(jīng)冷凝回收揮發(fā)的溶媒。此設(shè)備在上世紀(jì)80年代由上海醫(yī)藥工業(yè)研究院開發(fā)，在青霉素生產(chǎn)上試用成功，并很快在全國抗生素行業(yè)得到推廣，目前國內(nèi)制造廠家很多。后來又出現(xiàn)了單軸回轉(zhuǎn)干燥器多維旋轉(zhuǎn)干燥器、傾斜式回轉(zhuǎn)干燥器等類似產(chǎn)品。此設(shè)備的配套裝備有真空系統(tǒng)、溶媒回收系統(tǒng)、清洗滅菌系統(tǒng)等。

3、三合一設(shè)備 國產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量有待提高

三合一指把過濾、洗滌、干燥三道工序合在同一設(shè)備中進行，在醫(yī)藥行業(yè)非常具有代表性。三合一設(shè)備在上世紀(jì)90年代以后發(fā)展迅速，根據(jù)設(shè)備形式又分為帶式、罐式、離心式等幾種類型。

近幾年此類設(shè)備已大量應(yīng)用于青霉素鈉鹽和半合抗生產(chǎn)。進入21世紀(jì)，隨著GMP認證步伐的加快，我國藥機行業(yè)大力開發(fā)或仿制同類進口設(shè)備，但由于加工精度和工序控制方面的差距，國產(chǎn)的三合一設(shè)備主要應(yīng)用在非無菌原料藥的生產(chǎn)上。

4、噴霧干燥器 適用于液狀料

噴霧干燥器的干燥過程類似于氣流干燥。空氣初濾后由加熱器加熱，產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)若干級過濾(按藥品等級選用)，然后于干燥室頂部蝸殼通道由熱風(fēng)分配器產(chǎn)生均勻旋轉(zhuǎn)的氣流進入干燥室內(nèi)。物料經(jīng)過濾通過離心式霧化盤或壓力噴嘴，產(chǎn)生分散、微細的料霧，料霧與旋流的熱空氣接觸，水分迅速蒸發(fā)，在極短的時間內(nèi)物料得到干燥。

5、冷凍干燥機 增加混粉器保證均一性

真空冷凍干燥機適用于熱敏性或易氧化藥品的干燥，俗稱凍干機，主要包括凍干箱、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。按擱板面積可分為小型實驗凍干機、中型生產(chǎn)凍干機、大型工業(yè)生產(chǎn)凍干機。原料藥和制劑藥的干燥應(yīng)用凍干機的都很多。主要要求其可靠性高，滅菌功能齊全，同一擱板內(nèi)和板層間的溫差不大于1.5℃，這也就必須要求擱板的平整度要好。