近年来,喷雾干燥技术在制药行业得到广泛应用,特别是在固体制剂领域。喷雾干燥常用于高热敏性药品和易分解药品的干燥过程。不同的原料药对喷雾干燥有不同的特殊要求,设备设计者和使用者都需要注意一些细节问题。
首先是保证洁净要求。某些原料药的生产工序需要在10万级的洁净环境中进行,喷雾干燥是其中重要的工序。为了确保药品质量,喷雾干燥机接触物料的部分应采用不锈钢材质,对于酸腐蚀性较强的物料,最好选择L不锈钢。干燥腔、旋风分离器、过滤器等直接接触物料的部件应具有光滑的内壁,无死角,易于拆卸和清洗。由于喷雾干燥机体积较大,无法完全放置在洁净区域,通常只将收集物料的部分放在洁净区域,因此系统的密闭性能要好,以防止外部污染。
其次是避免粘壁现象。在固体制剂(尤其是中药)的喷雾干燥过程中,粘壁现象是一个突出的问题,阻碍了喷雾干燥机的正常操作。物料粘壁不仅不利于收集操作,而且随着时间的延长,敏感的物料可能会变质成为不合格品。从工艺的角度来看,可以通过选择合适的溶剂、增加辅助物料、改变工艺参数等方式来解决粘壁问题,但这些方法的调节范围有限,因此需要从设备的角度寻求根本解决方案。近年来,国内外专家对干燥过程中的粘壁和结块问题进行了研究,提出了防止粘壁的五种措施,包括采用夹壁干燥塔、通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁、安装气扫帚等。这些措施可以有效减轻粘壁现象。
改进自控性能也是一个关键问题。喷雾干燥是一个连续生产过程,其密闭循环系统的控制点包括进料浓度、进料速度、进风速度、进风温度、系统压力、各部件压差、气体纯度等。依靠传统的手动调节非常困难,因此需要加强系统的自控性能。一个良好的自控系统可以使整个喷雾干燥系统运行顺畅,降低产品的不合格率,减少安全隐患。
满足不同物理性质要求也是一个重要考虑因素。喷雾干燥后的原料药还需要进一步进行制剂工艺,不同的生产要求对喷雾干燥产品的物理性质提出不同的要求。例如,药物的分装通常根据体积进行控制,要求产品具有稳定的堆密度和良好的流动性,而口服冲剂通常要求具有良好的溶解性。通过改变雾化的分散度或调整操作条件以控制干燥速率,可以制得具有不同堆密度的产品,但变化的幅度有限。近年来,一种新技术——泡沫喷雾干燥,即将进料液体先进行泡沫化,然后再进行喷雾干燥,被提出来用于调整产品的物理性质。泡沫喷雾干燥制得的产品具有较大的粒径、多孔、多凹陷、表面粗糙,具有良好的速溶性。
安全保护措施也是不可忽视的。某些药品对设备的保护设计提出了更高的要求。对于使用有机溶剂溶解的物料,在干燥时需要满足防爆要求,电机、仪表、控制阀等配件的设计也要选择防爆型。此外,为了防止溶剂与空气混合形成爆炸气体,系统必须采用密闭循环系统,并选择惰性气体如氮气作为载体。对于易氧化的物料干燥,也需要采用以氮气为载体的密闭循环系统。
环保指标的达标也是必须考虑的因素。喷雾干燥产生的产品为细粒子,容易形成粉尘。为了满足环保要求,仅仅使用常规配置的旋风分离器进行产品分离和尾气净化是不够的,可以加装袋式除尘器进行净化,使尾气中的含尘量低于50毫克/立方纳米气体,或者选择湿式洗涤器将含尘量降低到15~35毫克/立方纳米气体。在使用氮气作为载体时,系统需要注意密闭性,将排气口引到室外。
在使用氮气作为载体和有机溶剂时,通过采用密闭循环系统、氮气循环利用和溶剂冷凝等方式,可以有效降低生产成本。
总的来说,喷雾干燥技术在制药行业的应用中,设备设计者和使用者都需要