中藥丸劑干燥方式淺析

文/劉紅玉

中藥丸劑生產(chǎn)的干燥方式可分為兩大類(lèi)——靜態(tài)干燥和動(dòng)態(tài)干燥。隨著國(guó)家對(duì)中藥質(zhì)量提升工程的部署及中藥干燥新設(shè)備、新技術(shù)的升級(jí)換代，中藥丸劑的干燥方式正朝著節(jié)能、高質(zhì)量的方向發(fā)展。在本文中，筆者結(jié)合長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)幾種常見(jiàn)的干燥方式，分別從其工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)性等方面進(jìn)行了總結(jié)分析，對(duì)中藥丸劑的干燥具有一定的指導(dǎo)意義。

中藥丸劑為天然緩釋制劑，因其療效確切、成本低廉，十分貼合中醫(yī)臨床用藥需求。根據(jù)使用粘合劑的不同，丸劑可分為蜜丸、水蜜丸、水丸、糊丸、濃縮丸及蠟丸等類(lèi)型。隨著中藥裝備制造水平的提升、制藥設(shè)備的更新?lián)Q代，中藥丸劑生產(chǎn)的自動(dòng)化水平也得到了很大提升，目前市場(chǎng)上濃縮丸、小蜜丸、水蜜丸、水丸的需求量不斷增大，已成為中成藥市場(chǎng)的主流劑型。

干燥是中藥丸劑制劑工藝流程中的重要環(huán)節(jié)，常見(jiàn)的干燥方法可分為靜態(tài)干燥（熱風(fēng)循環(huán)干燥、真空烘箱干燥）和動(dòng)態(tài)干燥（真空帶式干燥、螺旋振動(dòng)干燥、微波干燥）兩類(lèi)。它們干燥方式的工作原理不同，干燥過(guò)程也各有優(yōu)劣之處。

1 熱風(fēng)循環(huán)干燥

熱風(fēng)循環(huán)干燥是目前中藥丸劑領(lǐng)域應(yīng)用較早，使用極為廣泛，用量極大的一種干燥方式。熱風(fēng)循環(huán)烘箱廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、食品、輕工等行業(yè)物料的加熱固化、干燥脫水過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用的品種多，操作簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是烘干均勻度差、不易清潔，物料堆積易受熱變形，不適用于黏性較強(qiáng)的品種干燥。

1.1 工作原理

熱風(fēng)循環(huán)烘箱的空氣循環(huán)系統(tǒng)采用風(fēng)機(jī)循環(huán)送風(fēng)方式，風(fēng)源由循環(huán)送風(fēng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)輪，經(jīng)由加熱器將熱風(fēng)送出，由風(fēng)道至烘箱內(nèi)室，最后使用后的空氣會(huì)被吸入風(fēng)道作為風(fēng)源再度循環(huán)加熱使用。熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的組成主要包括旋風(fēng)分離器、鼓風(fēng)機(jī)、空氣過(guò)濾器和加熱器等。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）熱風(fēng)在烘箱內(nèi)循環(huán)，熱效率高，節(jié)約能源；

（2）烘箱運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，自動(dòng)控溫，安裝維修方便；

（3）適用范圍廣，但不適用于黏性較強(qiáng)的品種干燥。

2 真空干燥

真空干燥可分為真空烘箱干燥（靜態(tài)）和真空帶式干燥（動(dòng)態(tài)）。常壓下的各種加熱干燥方法，因其烘干溫度高，物料的色、香、味和指標(biāo)性成分會(huì)受到一定程度的損失；而真空干燥是在一定負(fù)壓狀態(tài)、較低溫度下對(duì)物料進(jìn)行干燥，烘干溫度低，烘干速度快，可更好地保持物料原有的特性，減少品質(zhì)損失[1]。

2.1 工作原理

真空干燥是一種將物料置于真空負(fù)壓條件下，并通過(guò)適當(dāng)加熱達(dá)到水分在負(fù)壓狀態(tài)下的沸點(diǎn)，或者通過(guò)降溫使得物料凝固而后使其中固態(tài)水分直接升華來(lái)干燥物料的干燥方式。它是一種適應(yīng)于熱敏性物料的烘干工藝。水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)是100℃，在真空負(fù)壓條件下，水的沸點(diǎn)可以降到80℃、60℃，乃至40℃[2]。常見(jiàn)的真空干燥設(shè)備有真空干燥箱，真空帶式干燥設(shè)備等。進(jìn)行真空干燥時(shí)，將需干燥的物料放置在密閉的干燥室內(nèi)，在用真空系統(tǒng)抽真空的同時(shí)，對(duì)需干燥物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?，使物料?nèi)部的水分通過(guò)壓力差或濃度差擴(kuò)散到表面，當(dāng)水分子在物料表面獲得足夠的動(dòng)能，能夠克服分子間的吸引力后，便逃逸到真空室的低壓空氣中，從而被真空泵抽走除去。

真空帶式干燥設(shè)備

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）真空干燥適用于熱敏性物料，或高溫下易氧化的物料，或排放的氣體有價(jià)值或有毒害、有燃燒性的物料；

（2）干燥時(shí)所采用的真空度和加熱溫度范圍較大，通用性較好；

（3）干燥的溫度低，無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象，水分易于蒸發(fā)，干燥時(shí)間短；

（4）減少了物料與空氣的接觸機(jī)會(huì)，能避免物料被污染或發(fā)生氧化變質(zhì)；

（5）被干燥的產(chǎn)品可形成多孔結(jié)構(gòu)，呈松脆的海綿狀，易于粉碎，且有較好的溶解性、復(fù)水性，有較好的色澤和口感；

（6）干燥過(guò)程中的揮發(fā)性液體可以回收利用。

此外，應(yīng)特別注意在對(duì)易發(fā)生黏連現(xiàn)象的藥丸進(jìn)行真空干燥時(shí)，裝盤(pán)量不宜太多，以免在干燥過(guò)程發(fā)生藥丸變形現(xiàn)象，影響干燥效果。

3 螺旋振動(dòng)干燥

螺旋振動(dòng)流化干燥器是振動(dòng)干燥器與流化干燥器復(fù)合而成的干燥設(shè)備，其利用振動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的激振力使沿螺旋軌道行進(jìn)的物料受振拋灑，同時(shí)又使其受熱風(fēng)作用而被吹浮，從而達(dá)到瞬間流化干燥[3]。該設(shè)備克服了一般流化床對(duì)易團(tuán)聚、易粘結(jié)的物料不能流化以及對(duì)大顆粒物料難以流化的缺點(diǎn)，避免了流化床操作中出現(xiàn)的騰涌、溝流及物料干燥隨機(jī)性大等弊病。因此，它是一種新型的高效節(jié)能干燥設(shè)備，主要適用于中藥丸劑特別是水丸的干燥，也可適用于化工、食品等行業(yè)的顆粒狀、短條狀、球狀物料的干燥。

3.1 工作原理

濕物料經(jīng)頂部加料口進(jìn)入螺旋床內(nèi)，在周向激振力及重力作用下，物料沿螺旋面自上而下作跳躍運(yùn)動(dòng)，直至最底層完成出料；同時(shí)，潔凈的熱風(fēng)由螺旋床底部進(jìn)入，與分布在床上的物料進(jìn)行充分的傳熱和傳質(zhì)后，余熱空氣及水蒸汽會(huì)由頂部排氣口排出，干燥后的物料會(huì)由干燥機(jī)底部的排料口排出。

3.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）熱風(fēng)多次穿過(guò)物料層，與物料逆向運(yùn)動(dòng)，使得熱交換充分、熱效率高；

（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；

（3）物料在干燥機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間可以調(diào)節(jié)，操作方便；

（4）物料沿螺旋床自上而下作圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，自身也進(jìn)行跳躍，從而增加了物料與熱風(fēng)的接觸面積，增強(qiáng)了干燥效果；

（5）連續(xù)的進(jìn)出料適合于流水線生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的箱式干燥；

螺旋振動(dòng)干燥器實(shí)物及側(cè)視圖

（6）該干燥過(guò)程對(duì)物料的表面及形狀基本沒(méi)有損傷，不僅保證了丸劑的圓度，而且大大地降低了丸劑的破碎率。

4 微波干燥

微波干燥技術(shù)在國(guó)外發(fā)展非常迅速，該技術(shù)在輕工業(yè)、食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域都達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用的程度。我國(guó)微波干燥技術(shù)的應(yīng)用始于20 世紀(jì)70 年代初期，主要應(yīng)用于輕工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品加工等方面，在2000 年后微波干燥技術(shù)得到推廣，快速且廣泛地應(yīng)用于中藥丸劑的干燥。與傳統(tǒng)干燥方式相比，它具有干燥速率大，節(jié)能、生產(chǎn)效率高，干燥均勻，可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和可提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，因而在干燥的各個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越受到重視。

4.1 工作原理

水分子是極性分子，當(dāng)微波照射到含水物料時(shí)，水分子的排列從雜亂無(wú)章轉(zhuǎn)變成有序排列；當(dāng)外電場(chǎng)方向反復(fù)變動(dòng)時(shí)，水分子的排列相應(yīng)地隨之反復(fù)轉(zhuǎn)換，頻繁地?cái)[動(dòng)，在擺動(dòng)過(guò)程中，分子間便產(chǎn)生大量熱量（類(lèi)似摩擦作用），物料的溫度也隨之升高[4]。微波加熱是將微波的能量轉(zhuǎn)化成為物料加熱所需要的熱能，物料吸收的熱量與其物料電介質(zhì)的損耗因子成正比。由于水（或其他溶劑）的電介質(zhì)損耗因子比其他物質(zhì)大得多，所以水（或其他溶劑）分子會(huì)優(yōu)先吸收微波能，吸收了能量的水分子便會(huì)由物料內(nèi)部向表面移動(dòng)，最終變成水蒸汽被排走，從而迅速達(dá)到干燥的目的。

微波干燥器

4.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）干燥速度快，干燥時(shí)間短；由于微波特殊的加熱方式使物料溫度可以在短時(shí)間內(nèi)快速升高，而整體加熱使溫度梯度同水分蒸發(fā)方向一致，提高了干燥推動(dòng)力，致使干燥時(shí)間變得非常短，與傳統(tǒng)干燥方式相比，一般可縮短50%以上的干燥時(shí)間；

（2）適用于對(duì)溫度敏感物質(zhì)的低溫干燥，可保持物料的性質(zhì)；

（3）產(chǎn)品質(zhì)量高，由于微波加熱溫度均勻，表里一致干燥產(chǎn)品，所以可以做到水分分布均勻；

（3）微波是一種節(jié)能環(huán)保、無(wú)公害型能源；微波源可即開(kāi)即用，功率連續(xù)可調(diào)，易于控制，能源利用率高。

5 實(shí)際應(yīng)用

上述幾種常見(jiàn)的丸劑干燥方式，在實(shí)際生產(chǎn)中各有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，具體如下：

（1）熱風(fēng)循環(huán)干燥法雖然在以前應(yīng)用很普遍，但因采用這一方法易使藥丸堆積受熱變形，所以本方法不適用于黏性較強(qiáng)的品種干燥；

（2）真空干燥法適用于絕大多數(shù)丸劑品種的干燥，尤其適用于黏性大、耐熱性差的丸劑的干燥，如黏性大的天王補(bǔ)心丸藥丸就可使用真空干燥，以避免藥丸變形問(wèn)題；金芪降糖丸含有的綠原酸成分不耐高溫，使用真空干燥，便可保證其有效成分不發(fā)生損失；但真空干燥的設(shè)備投資和動(dòng)力消耗均高于熱風(fēng)循環(huán)干燥；

（3）螺旋振動(dòng)干燥法是一種高效節(jié)能且快速的干燥方法，主要適用于不含藥膏、粘性差的中藥機(jī)制水丸（或粒徑較小的藥丸）的快速干燥，能夠保證水丸生產(chǎn)線的聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)，現(xiàn)已應(yīng)用于如黃連上清丸、防風(fēng)通圣丸等品種的干燥；

（4）微波干燥法因其具有干燥速率大、生產(chǎn)效率高、可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和可提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于多數(shù)濃縮丸品種如六味地黃丸、桂附地黃丸的干燥，但在實(shí)際生產(chǎn)中也曾發(fā)現(xiàn)微波干燥不適用于對(duì)含醇提膏比例大的濃縮丸品種的干燥，如對(duì)知柏地黃丸、杞菊地黃丸進(jìn)行微波干燥時(shí)，藥丸會(huì)出現(xiàn)較大的膨脹，這是因這些品種含醇滲漉藥膏多，而滲漉藥膏多為大分子物質(zhì)，經(jīng)過(guò)微波干燥后，藥丸體積便會(huì)膨脹，而改為使用烘箱干燥即可避免這一問(wèn)題發(fā)生。

6 結(jié)語(yǔ)

干燥方法的選擇直接決定了中藥丸劑干燥成品的質(zhì)量，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，制藥企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際需求，揚(yáng)長(zhǎng)避短，選擇合理的丸劑干燥設(shè)備。