喷雾干燥法-3
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喷雾干燥(热解)法
喷雾干燥(热解)法是一种将液体物质通过喷雾器雾化成小颗粒后,利用热风进行干燥或热解的方法。
下面是该方法的详细步骤:
1. 准备液体物质:将待处理的液体物质准备好,可以是溶液、悬浮液或乳液等。
液体物质的浓度、粘度和温度等参数需要根据具体实验要求进行调整。
2. 准备喷雾器:选择合适的喷雾器,常用的有压缩空气喷雾器、压力喷雾器和超声波喷雾器等。
根据物质的性质和要求,调整喷雾器的参数,如喷嘴直径、喷雾压力和喷雾角度等。
3. 进行喷雾:将液体物质通过喷雾器雾化成小颗粒。
喷雾过程中要注意控制喷雾速度和喷雾量,以确保颗粒大小均匀且适合后续的干燥或热解过程。
4. 干燥或热解:将喷雾后的小颗粒暴露在热风中进行干燥或热解。
热风的温度和流量需要根据物质的特性和要求进行调整,以确保颗粒能够快速干燥或热解,并且不会发生过度热解或燃烧等不良反应。
5. 收集产品:经过干燥或热解后的颗粒会被带走,需要设置合适的收集装置进行收集。
收集装置可以是过滤器、旋风分离器或电除尘器等,根据颗粒的大小和性质选择合适的收集方式。
需要注意的是,喷雾干燥(热解)法在实际应用中还需要考虑一些其他因素,如喷雾器的清洁和维护、热风的净化和排放等。
此外,不同的物质和实验目的可能需要根据具体情况进行一些调整和改进。
简述喷雾干燥的工艺流程
喷雾干燥是一种常用的干燥技术,适用于液态物质的干燥。
其工艺流程一般包括以下几个步骤:
1. 原液准备:将待干燥的溶液或悬浮液制备并调整其成分和浓度。
可以通过溶解、搅拌、混合等方法得到稳定的原液。
2. 喷雾过程:将原液通过高速喷头或压缩空气喷雾设备雾化成微小液滴。
在喷雾的过程中,可以根据需要调整喷雾压力、喷雾角度、液滴大小等参数。
3. 热风干燥:将雾化的液滴与热风进行接触和热交换,使液滴中的水分蒸发。
热风的温度和流速可以根据物料的性质和终产品的要求进行调节。
4. 产品收集:经过热风干燥后,原液中的水分会被蒸发掉,形成干燥的固态颗粒。
这些颗粒可以通过离心分离器、过滤器等装置进行分离和收集。
5. 产品后处理:干燥后的颗粒可能需要经过一系列的后处理步骤,例如冷却、筛分、包装等,以得到满足产品要求的最终成品。
喷雾干燥工艺流程的具体参数和操作方式会受到物料性质、干燥设备的特点以及产品要求等因素的影响,因此实际的工艺流程会有所差异。
随着新分子实体开发的不断深入,新药的分子的结构越来越复杂,溶解性也越来越差。
对于溶解度低的分子,无疑是对制剂工作者的一大考验。
根据文献报道,全球在售药,有百分之40是难溶型药,而在研药却高达百分之90,那么有什么方法容易提取呢?答案就是喷雾干燥法,那么,什么是喷雾干燥法呢?有什么类型的喷雾干燥机器呢?下面由小编来举例子介绍一下其中一种。
这里主要介绍的是中-药浸膏高速离心喷雾装置。
该机采用全封闭形式,所有部件均采用不锈钢制造,配有三级净化装置,过滤后的空气达十万级要求.筒体装有冷壁装置,使壁温<80℃,物料在壁上停留也不焦化变质现象,大大增加了收粉率(达百分之95以上),而且不会产生混药现象和粘壁现象。
其运用喷雾干燥法的原料:中-药浸膏高速离心喷雾装置是离心式喷雾干燥技术在特定物料干燥中的应用,也是利用高速离心式雾化器使物料分散成雾状,与热空所充分接触,完成瞬间干燥,形成粉状成品的干燥装置。
中-药浸膏专用干燥机是专门用来解决中-药浸膏和植物提取液的喷雾干燥机,它解决了物料在原LPG高速喷雾干燥机在中-药浸膏干燥中出现的以下情况:1、物料粘壁,收粉率低;2 、物料在壁上停留时间长,产生物料的焦化变质现象3 、难以清洗,不符合GMP要求;4 、产量低:LPG-150型喷雾干燥机,其产量只能处理50-60kg/h料液。
鉴于以上状况,我厂根据中-药浸膏的物料性质与工艺要求设计中-药浸膏干燥机难题,干燥后的物料颜色好、不变质、大大地提高了工厂的经济效益,中-药浸膏与LPG高速离心喷雾干燥机相比有以下特点:1 、采用了三级空气净化,使进风达到30万级要求;2 、采用了冷壁装置,使内壁温度达到80℃,物料在壁上停留也不焦化;3、整个体积是原LPG标准离心喷雾的3.5倍。
4 、采用快开冲洗装置,适用于多品种生产要求5 、除尘采用了湿式除尘,使粉尘无外出,符合环保要求;6 、采用气扫装置,其效果更令人满意;7 、提供雾化器2台,并采用变频调速8 、采用了PLC控制,程控系统屏幕显示;9 、可以配带冲洗装置10 、可以配采用干空气密封闭输送;该产品的特点:1、塔体具有冷风夹套;2 、塔体上装有自动振打装置;3 、塔体、管路配有快开清洗孔及排污孔;4 、可以配自动控制恒温加料罐;5 、可以配手工高压洗塔随机附件;6 、与物料接触的部分采用不锈钢材料制作;(或全不锈钢制造)7 、物料收集采用两极旋风除尘装置,或单级旋风除尘器和湿式除尘器;8 、进风温度实现自动控制及连续装置。
喷雾干燥的原理及应用1. 喷雾干燥的原理喷雾干燥是一种常用的固体颗粒物的干燥方法,它通过将液体通过喷嘴雾化成小液滴,然后在热空气中进行瞬间干燥,使液滴快速转化为固体颗粒。
喷雾干燥的原理主要涉及到液体雾化、热传导和传质等过程。
1.1 液体雾化喷雾干燥的第一步是将液体雾化成小液滴。
这一过程可以通过喷嘴来实现,喷嘴通过高速气流将液体分散成小液滴。
液体的物理性质、喷嘴的结构和操作条件等因素都会影响液滴的大小和分布。
1.2 热传导当液滴被雾化形成后,它们会被热空气包围,通过热传导的方式将热量传递给液滴。
随着热量的传导,液滴中的水分开始蒸发,使液滴逐渐变小。
1.3 传质除了热传导,喷雾干燥还涉及到传质的过程。
在热空气中,水分子会从液滴的表面蒸发到气相中,这个过程称为传质。
传质的速度受到温度、湿度、气流速度和液滴大小等因素的影响。
2. 喷雾干燥的应用由于其高效、快速的干燥特性,喷雾干燥在许多领域都得到了广泛的应用。
以下是一些常见的喷雾干燥应用案例:2.1 食品工业在食品工业中,喷雾干燥广泛应用于乳制品、咖啡、香精和调味品等的生产。
通过喷雾干燥,液体食品可以迅速转化为可储存和运输的固体颗粒,同时保留其营养成分和风味。
2.2 医药工业在医药工业中,喷雾干燥常用于制备药物颗粒。
通过喷雾干燥,药物可以转化为可溶性粉末,有助于药物的稳定性和服用便捷性。
2.3 化工工业化工工业中的某些化合物由于其特殊性质而难以通过传统的干燥方法进行处理,而喷雾干燥提供了一种有效的解决方案。
通过喷雾干燥,这些化合物可以迅速转化为固体粉末,便于储存和使用。
2.4 环境保护喷雾干燥还可以用于环境保护领域。
例如,在废气处理中,喷雾干燥可将液体废物雾化成小液滴,然后与废气中的有害物质进行接触,从而达到净化废气的目的。
3. 小结喷雾干燥作为一种常用的干燥方法,通过将液体雾化成小液滴,然后在热空气中进行干燥,广泛应用于食品工业、医药工业、化工工业和环境保护等领域。
乳粉的喷雾干燥
乳粉的喷雾干燥是一种根据需求将乳粉喷雾进行干燥的工艺过程。
这种干燥工艺主要目的是通过将乳粉细分成微小的颗粒,在干燥过程中迅速去除水分,使乳粉保持干燥状态和长期稳定性。
乳粉喷雾干燥工艺一般包括以下几个步骤:
1. 喷雾:将液态乳粉通过喷雾器喷雾成微小颗粒,通常使用高速离心喷雾器或压力喷雾器进行喷雾。
2. 干燥:将喷雾出的乳粉颗粒与热空气接触,水分迅速蒸发,使乳粉颗粒逐渐干燥。
3. 分离:在干燥过程中,乳粉颗粒通过离心力和气流的作用逐渐脱离热空气并形成干燥的乳粉颗粒。
4. 收集:干燥后的乳粉颗粒通过收集设备进行收集,常见的收集设备包括旋风分离器、静电收集器等。
乳粉的喷雾干燥工艺具有以下几个优点:
1. 快速干燥:喷雾干燥是一种高效的干燥方法,能够在短时间内将液态乳粉迅速转化为干燥的粉末。
2. 保持品质:喷雾干燥过程中温度短暂,可以有效保持乳粉的营养成分和风味。
3. 稳定性好:喷雾干燥的乳粉颗粒大小均匀,水分含量低,具有较好的物理和化学稳定性。
4. 适用范围广:喷雾干燥工艺适用于各类乳粉的干燥,如全脂奶粉、脱脂奶粉、成人奶粉等。
乳粉的喷雾干燥是一种常用的乳制品加工工艺,能够有效地将液态乳粉迅速转化为干燥的粉末,并保持乳粉的品质和稳定性。
三元正极材料喷雾干燥法制备工艺三元正极材料喷雾干燥法制备工艺引言•三元正极材料在锂离子电池中起着至关重要的作用,其制备工艺对电池性能具有重要影响。
•喷雾干燥法作为一种高效、节能的制备工艺,对于三元正极材料的制备具有较大优势。
工艺流程1.原料准备–确定三元正极材料的组成比例,选择合适的正极材料。
–准备其他辅助材料及溶液,如硝酸、乙酸等。
2.液体喷雾–将正极材料与辅助材料溶解在溶液中,形成均匀的悬浮液。
–将悬浮液注入喷雾机中,通过高速气流将液体喷雾成细小颗粒。
–控制喷雾过程中的温度、压力等参数以确保喷雾效果。
3.干燥处理–将喷雾得到的颗粒送入干燥设备中,利用热风进行干燥。
–控制干燥过程中的温度、湿度、风速等参数以确保颗粒的均匀干燥。
–干燥后的颗粒具有良好的结晶性和颗粒度分布。
4.粉碎处理–对干燥后的颗粒进行粉碎处理,使颗粒的尺寸符合要求。
–可采用机械研磨等方法进行粉碎处理。
–控制粉碎过程中的时间、速度等参数以确保颗粒的均匀粉碎。
5.最终产品–经过粉碎处理的三元正极材料即可用于锂离子电池的生产。
–检测产品性能,如容量、循环性能、安全性等指标。
–优化工艺参数、改进生产设备以提高产品性能和工艺效率。
优势和应用•喷雾干燥法制备三元正极材料具有以下优势:–高效节能:喷雾干燥法可以快速将溶液喷雾成颗粒,并通过热风进行快速干燥,减少了能源消耗和生产时间。
–均匀颗粒:喷雾干燥法可得到均匀的颗粒分布,提高了正极材料的结晶性和电池性能。
–可控性强:通过合理调控喷雾和干燥过程中的参数,可以精确控制颗粒的尺寸、形状和成分。
•三元正极材料喷雾干燥法广泛应用于锂离子电池、电动汽车等领域。
–三元正极材料的制备工艺对电池的性能有直接影响,喷雾干燥法可以提高电池容量、循环寿命和安全性能。
–电动汽车等新能源领域对高性能锂离子电池的需求日益增加,喷雾干燥法作为一种快速、高效的制备工艺得到广泛应用。
结论•三元正极材料喷雾干燥法是一种高效、节能的制备工艺,具有均匀颗粒、可控性强等优势。
压力喷雾干燥和离心喷雾干燥一、压力喷雾干燥压力喷雾干燥是一种将液态物质通过喷嘴喷雾成小颗粒,并在高温高压的环境下快速蒸发的干燥方法。
其原理是通过将液体物料喷入干燥室,利用压缩空气将液滴雾化为微小颗粒,然后在干燥室中通过加热和通风使其迅速蒸发,最终得到干燥的粉末。
压力喷雾干燥具有以下优点:1. 干燥速度快:喷雾成小颗粒后,表面积大大增加,利于蒸发,从而实现快速干燥。
2. 适用范围广:适用于多种物料的干燥,包括液体、悬浮液、乳液等。
3. 干燥后的粉末颗粒均匀:喷雾干燥可获得均匀的颗粒尺寸,有利于产品的质量控制。
然而,压力喷雾干燥也存在一些缺点:1. 能耗较高:由于需要加热和通风,所以能耗相对较高。
2. 设备复杂:压力喷雾干燥设备需要具备喷雾、加热、通风等多种功能,设备复杂,维护成本较高。
二、离心喷雾干燥离心喷雾干燥是一种将液态物质通过离心力将其喷雾成小颗粒,并在高速旋转的离心机内迅速蒸发的干燥方法。
其原理是通过离心机的高速旋转将液体物料喷入旋转碟中,使其受到离心力的作用从而形成液滴雾化,然后在高温环境下迅速蒸发,最终得到干燥的粉末。
离心喷雾干燥具有以下优点:1. 干燥效果好:由于离心力的作用,液滴雾化更加均匀,干燥效果更好。
2. 适用范围广:适用于多种物料的干燥,包括液体、悬浮液、乳液等。
3. 设备相对简单:相比压力喷雾干燥,离心喷雾干燥设备相对简单,维护成本较低。
然而,离心喷雾干燥也存在一些缺点:1. 干燥速度较慢:相比压力喷雾干燥,离心喷雾干燥的干燥速度相对较慢。
2. 粉末颗粒不够均匀:由于离心力的作用,离心喷雾干燥得到的粉末颗粒尺寸分布相对不均匀。
压力喷雾干燥和离心喷雾干燥都是常见的干燥方法,各有优缺点。
在选择干燥方法时,需要根据物料的性质、干燥要求以及设备投资等方面进行综合考虑。
希望本文对读者有所帮助,增加对这两种干燥方法的了解。
喷雾干燥技术在口服固体制剂生产中的应用
喷雾干燥技术是用喷雾的方法,使物料以雾滴状态分散于热气流中,物料与热气体充分接触,在瞬间完成传热和传质的过程,使溶剂(包括水和有机溶媒)迅速蒸发为气体,达到干燥的目的。
喷雾干燥技术在我国制药行业中应用广泛,在口服固体制剂领域,常用于高热敏性药品和料液浓缩过程中易分解药品的干燥。
所得产品粒度细小、均匀,流动性和速溶性好。
喷雾干燥机的特点及分类
喷雾干燥机是将溶液或悬浮液直接干燥为固体颗粒的干燥设备。
可由料液直接获得干燥产品,省去蒸发、结晶、分离及粉碎等单元操作,可连续、自动化生产,操作稳定。
采用这种干燥方法,喷雾干燥机中气固两相接触表面积大,干燥时间短,一般干燥时间为5~30s,适宜于干燥热敏性物料。
干燥所得产品质量良好,可获得30~50μm的微粒,产品流动性和速溶性好。
缺点是干燥器的体积大,传热系数低,导致热效率低,动力消耗大。
喷雾干燥机的分类方法有很多种,按气液流向可分为并流式、逆流式和混流式;按雾化器的安装方式可分为上喷下式、下喷上式;按雾化器的结构可分为离心式、压力式和气流式;按加热气体是否循环可分为开放式、部分循环式和密闭式。
喷雾干燥的基本流程(密闭式)
料液通过雾化器雾化,分散为细小雾滴进入干燥腔,同时,加热气体经鼓风机送入加热器升温,然后进入干燥腔。
料液雾滴与热气体在干燥腔内充分混合、接触。
液滴中的液体瞬间蒸发为气体,物料干燥成细小的颗粒。
混合的气固两相被引风机吸入旋风分离器,两相分离,固体物料沉降到底部收集器,气相被引送至粉尘过滤器,捕集逃逸的物料。
过滤气相经过冷凝器冷凝后,气相携带的溶剂变成液体,可收集套用,作为载体的气体被干燥后则在系统中循环使用。
流程图如下:
口服原料药的工艺要求
口服固体制剂种类繁多,具体的工艺要求也千差万别,在喷雾干燥机设计制造的过程中,最好针对不同的品种做不同的设计,以达到设备和工艺相适应的最佳状态。
固体制剂生产在选用喷雾干燥机时,经常会提出下面所列的一些要求:
1.洁净要求(以下7个小标题请改成斜体)
原料药生产的主要工序需要在十万级的洁净环境中进行,喷雾干燥就是质量控制的重要工序。
喷雾干燥机接触物料的部分,要采用不锈钢材质,对于酸腐蚀性较强的物料,最好选用316L不锈钢。
干燥腔、旋风分离器、过滤器等直接接触物料的部件,应内壁光滑,无死角,易于清扫,易于拆卸,方便清洗。
喷雾干燥机往往会体系庞大,因此不能整体都放在洁净区域,经常只将收集物料的部分放在洁净区,这就要求系统密闭性能好,以防外部污染不会系统。
2.避免粘壁
粘壁现象迄今为止仍然是妨碍喷雾干燥机正常操作的一个突出问题,固体制剂(特别是中药)的喷雾干燥过程尤为明显。
物料粘壁不仅不利于收集操作,而且随着时间的延长,敏感的粘壁物料会发生变质,变为不合格物料。
从工艺角度出发,解决手段包括选用合适的溶剂,增加辅料,改变工艺参数,但是这些方法可调节的余地不是很大,因此必须从设备的角度寻求根本的解决方案。
国内外专家对干燥过程中的粘壁和结块问题进行了深入研究,一致认为造成粘壁的主要原因是壁温。
以下列举了防止粘壁的五种可能途径:
* 采用夹壁干燥塔,其间用空气冷却,使壁温保持在50℃以下;
* 通过塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁;
* 塔内近壁处安装由一排喷嘴组成的气扫帚,并使之沿塔壁缓慢转动;
* 塔壁增加气锤,通过气锤的敲击,强制使粘壁物料脱离;
* 增加加工的精度,塔内壁抛光也可以减轻粘壁。
3.自控性能
喷雾干燥是个连续生产的过程,控制点比较多。
比如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、气体纯度检测等等,依靠传统的手动调节非常困难。
一套好的自动控制系统,可以使整个喷雾干燥系统运转顺畅,降低产品的不合格率,减少安全隐患。
目前国内产品在自控方面比较落后,而国外的一些先进设备,比如丹麦尼鲁公司的喷雾干燥机,在自控方面技术就已经非常比较成熟。
4.干燥效果
由于口服原料药还需要进一步完成制剂工艺,在提高制剂效果和最终药品的服用吸收效果方面,对喷雾干燥产品的物理性质提出不同的要求。
首先,水分含量是干燥产品的第一指标,一般要求控制在一定的范围,不能过高或过低。
其次,药物的分装一般按照体积来控制装量,这就要求产品的堆密度稳定,产品的流动性要好。
口服冲剂则往往要求速溶性。
一般说来,改变雾化的分散度或适当改变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,但变化的幅度是有限的。
在改善物性方面值得一提的一种技术是泡沫喷雾干燥,即将进料液体先泡沫化后再行喷雾干燥。
该方法最初是为提高热效率而提出的,后来用以调整产品的物性。
现已证明,泡沫喷雾干燥制得的产品粒径大、多孔、多凹陷、表面粗糙,具有良好的速溶性。
另外,口服原料药还会有一些特殊的要求,比如:颗粒形状。
有的要求球形颗粒,颗粒大小均匀。
一般来说,通过改变雾化方式,可以得到不同形状的颗粒。
原料药厂家在选择喷雾干燥机之前,最好在设备制造企业的协助下,进行参数优化的实验,以确定一个最佳的参数组合,确保喷出药品的干燥效果。
5.保护措施
由于药品的不同性质,对设备的保护设计方面也提出一些更高的要求。
用有机溶剂溶解的物料,在干燥时要求整个系统必须满足防爆要求。
在电机、仪表、控制阀等配件设计时都要选择防爆型。
另外,为防止溶剂和空气混合为爆炸气体,系统也不能采用开放式,而必须采用密闭循环系统,并且载体要选用惰性气体,如氮气等。
除此之外,一些易氧化物料的干燥,也要采用以氮气为载体的密闭循环系统。
6.环境保护
喷雾干燥的产品为细粒子,为了适应环境保护的要求,喷雾干燥系统只用旋风分离器分离产品、净化尾气还是不够的,一般还要用袋式除尘器净化,使尾气中的含尘量低于50mg/(nm)3气体;或选用湿式洗涤器,可将尾气含尘量降到15~35mg/(nm)3气体。
采用氮气做载
体时,系统要注意密闭,排气口要引到室外。
7.降低成本
热空气进口温度在并流操作时为250~500℃,逆流操作时为200~300℃,雾化干燥后出口温度一般控制在60~100℃。
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,热效率可达到70%,但这种设备只有在生产能力大于100kg(水)/h时才有经济意义。
但在用到氮气载体和有机溶剂时,采用密闭循环系统,可使氮气循环使用,溶剂冷凝套用,从而有效地降低了生产成本。
国内喷雾干燥机生产厂家正在不断提高技术水平,解决喷雾干燥在口服原料药领域的技术难题,相信在不远的将来,一定能够生产出更为适用的、质优价廉的产品,使我国的喷雾干燥技术达到世界的领先水平。