制剂工业中常用的流化床干燥器

一、干燥

干燥是利用热能或其他适宜的方法使湿物料中的湿分（水分或其他溶剂），从而获得干燥固体产品的操作。物料中的湿分多数为水，带走湿分的气流一般为空气。在制剂生产中需要干燥的物料多数为湿法制粒物和中药浸膏等。干燥的温度应根据药物的性质而定，一般为40～60℃，个别对热稳定的药物可适当放宽到70～80℃，甚至可以提高到80～100℃。干燥程度根据药物的稳定性质不同有不同要求，一般为3%左右，但阿司匹林片的干颗粒含水量应控制在0.3%～0.6%，而四环素片则要求水分控制在10%～14%。

二、影响干燥的因素

物料的干燥分为恒速阶段和降速阶段，两个阶段的干燥速率不同，其影响因素不同，因此，在干燥时，除考虑物料的性质不同影响干燥外，还应根据物料所处的干燥阶段选择适宜的干燥方法及设备。

（一）物料的性质

湿物料的量、料层的厚薄、水分的结合方式等都会影响干燥的速率，这是影响干燥的最主要因素。由于不同的物料结构、形态及与水结合的状态均影响水分在物料内部的扩散速度，因此，不同性质的物料干燥时间差异较大。

（二）空气的温度、湿度、流速

在干燥过程中，介质空气温度、湿度、流速等凡能影响表面汽化速率的因素都可以影响恒速阶段的干燥。因此，可通过提高干燥空气的温度、减小湿度（排走湿空气）、增加热空气流速、增大蒸发表面等多种方法加快干燥。干燥速率主要与内部扩散有关。影响降速阶段的干燥以物料的结构特性、厚度、干燥的温度等因素为主。

（三）干燥速度与干燥方法

在干燥过程中，首先是物料表面的水分被蒸发，然后是内部水分逐渐扩散至表面蒸发，直至干燥。若干燥温度过高、速度过快造成表面水分迅速蒸发，物料表面硬结，而内部水分很难再扩散出来，会影响继续干燥。因此，应根据物料的性质，选择合适的干燥设备，以控制物料的干燥速率。

三、干燥方法与设备

（一）干燥的方法

1.常压干燥　是指在常压下进行的静态干燥方法，一般要求温度逐渐升高，以便于物料内部水分逐渐扩散至表面蒸发。操作过程中，应避免突然升温，造成假干现象。

2.减压干燥　是指在密闭的容器中，通过抽真空并进行加热干燥的一种方法。真空干燥箱一般由金属箱体、真空泵、冷凝器组成。其特点是干燥温度低，速度快，减少物料成分被破坏的可能性；由于在密闭状态下，减少了物料与空气的接触，避免物料被污染和氧化变质；干燥成品呈松脆海绵状，易于粉碎。适用于高温下易氧化及热敏性物料的干燥。(www.xing528.com)

3.沸腾干燥　又称流化床干燥，是指利用热空气流将湿颗粒由下向上吹起，使之悬浮，呈“沸腾状”，热空气从湿颗粒间通过，水分被蒸发而达到干燥的一种动态干燥方法。目前使用较多的设备是负压卧式沸腾干燥床。沸腾干燥的特点：蒸发面积大，热利用率高，干燥速度快，成品产量高。适于颗粒性物料的干燥，如片剂、颗粒剂的干燥，可用于大规模生产。但热能消耗大，设备清扫较麻烦。

4.喷雾干燥　系将适当浓缩的湿物料经雾化器雾化为细小液滴，在一定流速的热气流中进行热交换，水分被迅速蒸发而达到干燥的一种动态干燥方法。喷雾干燥特点：药液呈细雾状，表面积大，热交换快，瞬间干燥，干燥后直接为粉末状，不须粉碎，产品质量高；受热时间短、温度低，适合于热敏性物料的干燥。但设备复杂，不易清洗，最好用于单一品种的大生产使用。

5.冷冻干燥　又称升华干燥，是指将被干燥的液态物料冷冻成固体，然后放至低温、低压的干燥器内，利用冰的升华性能，使物料脱水而得以干燥的方法。其特点是：在高真空、低温条件下干燥，干品多孔疏松，易溶解；含水量低，有利于药品长期贮存。但设备投资大，耗能高，导致生产成本高。特别适用于受热易分解又具有较高医用价值物料的干燥。

6.红外线干燥　属于辐射加热干燥，是指利用远红外辐射器所产生的电磁波被湿物料吸收后，直接转变为热能，使物料脱水而达到干燥的方法。其特点是热效率较高，干燥速度快，成品质量好，但电耗大。适用于热敏性物料，尤其是中药粉末、颗粒、小丸等物料表层的干燥。生产中常用的有振动式和隧道式红外干燥机。

7.微波干燥　是指物料中水分在高频电磁场中吸收能量后，反复极化而不断快速转动并发生剧烈碰撞和摩擦生热，使物料被加热而干燥的方法。其特点是物料内外受热均匀，热利用效高，干燥速度快，对热敏成分破坏少，且兼有杀虫及灭菌作用。适用于对热较稳定的物料干燥。但设备及生产成本较高。目前还有微波真空干燥设备，其干燥温度更低，速度更快。

（二）干燥的设备

1.厢式干燥器　如图7-12，在干燥厢内设置多层支架，在支架上放入物料盘，表示干燥器中空气性质的变化过程。进入干燥器的空气，经预热器加热后温度升高，湿度不变，相对湿度降低，空气经预热后进入干燥室内，通过物料表面时水分蒸发进入空气中，因而空气中的湿度增加，温度降低，空气再次加热，温度升高，再次进入干燥室内汽化物料中的水分，空气的湿度增加，温度降低，依次类推反复加热以降低空气的相对湿度，提高干燥速率。为了使干燥均匀，干燥盘内的物料层不能太厚，必要时在干燥盘上开孔，或使用网状干燥盘以使空气透过物料层。

厢式干燥器为间歇式干燥器，其设备简单，适应性强，适用于小批量生产物料的干燥中。缺点是劳动强度大、热量消耗大等。

2.流化床干燥器　热空气以一定速度自下而上穿过松散的物料层使物料形成悬浮流化状态的同时进行干燥的操作。物料的流态化类似液体沸腾，因此生产上也叫沸腾干燥器。流化床干燥器有立式和卧式，在制剂工业中常用卧式多室流化床干燥器，如图7-13所示。

将湿物料由加料器送入干燥器内多孔气体分布板（筛板）之上，空气经预热器加热后吹入干燥器底部的气体分布板，当气体穿过物料层时物料在呈悬浮状做上下翻动的过程中得到干燥，干燥后的产品由卸料口排出，废气由干燥器的顶部排出，经袋滤器或旋风分离器回收其中夹带的粉尘后排空。

流化床干燥器结构简单，操作方便，操作时颗粒与气流间的相对运动激烈，接触面积大，强化了传热、传质，提高了干燥速率；物料的停留时间可任意调节，适用于热敏物料的干燥。流化床干燥器不适宜于含水量高，易黏结成团的物料，要求粒度适宜。流化床干燥器在片剂颗粒的干燥中得到广泛的应用。

图7-12　厢式干燥器

图7-13　流化床干燥器示意图