中藥浸膏幹燥在各幹燥設備中的應用(噴霧幹燥機)
幹燥是指用熱能使濕物料內(nei) 液體(ti) 汽化,被幹燥介質帶走,使濕物料得到幹燥的操作。幹燥的方法通常有兩(liang) 種,一是自然幹燥,二是人工幹燥。其中,自然幹燥是將濕物料堆置於(yu) 露天或室內(nei) 場地上,借風吹和日曬的自然條件使物料脫水幹燥;人工幹燥是將濕物料放在(幹燥機)中進行加熱,使物料幹燥。
幹燥是中藥生產(chan) 中的重要環節,應用於(yu) 藥劑輔料、原料藥、中間體(ti) 以及成品的生產(chan) ,中藥浸膏的幹燥,其操作的好壞直接影響產(chan) 品的性能、質量、外觀和成本。
1 問題的導入
目前,浸膏幹燥主要依賴熱風循環型烘箱、真空幹燥箱等傳(chuan) 統幹燥設備,而近年來噴霧幹燥、真空冷凍幹燥、微波真空幹燥等新型幹燥技術在中藥浸膏幹燥過程中已有推廣應用。
由於(yu) 中藥浸膏黏性大、透氣性差,一般中藥浸膏幹燥技術的幹燥過程中存在幹燥時間長、產(chan) 量低、能耗高、生產(chan) 效率低和產(chan) 品質量不高等缺點,已遠遠不能滿足中藥現代化對高效、節能、環保及中藥浸膏幹燥工藝的要求。運用高新技術改造中藥產(chan) 品的傳(chuan) 統製造方式,已是中藥產(chan) 業(ye) 走向高技術產(chan) 業(ye) 化先要解決(jue) 的關(guan) 鍵問題。其中,真空低溫連續帶式幹燥機可有效解決(jue) 中藥浸膏幹燥難題,但由於(yu) 此技術在國內(nei) 起步比較晚,在中藥行業(ye) 對該技術認識不足,限製了它的推廣和運用。因此,將此具有高效、節能、環保的真空低溫連續帶式幹燥機在行業(ye) 內(nei) 加快推廣應用,對於(yu) 提升我國中藥工業(ye) 整體(ti) 裝備水平,具有重大意義(yi) 。
2 中藥浸膏幹燥常用技術
2.1真空幹燥箱
真空幹燥箱是較早采用且簡單的幹燥方法,目前仍在中藥浸膏幹燥中普遍采用。真空幹燥箱內(nei) 由多層加熱板或蒸汽加熱管做成的管架組成,加熱板或加熱管架中通入熱水或低壓蒸汽作為(wei) 加熱介質,將鋪有待幹燥藥品的料盤放在加熱板或管架上,箱內(nei) 由真空泵抽成真空。加熱板或加熱管架在加熱介質的循環流動中將藥品加熱到溫度,利用真空泵進行抽氣抽濕把物料中的水分蒸發,並隨抽真空抽走,使工作室處於(yu) 真空狀態,物料的幹燥速度大大加快,同時也節省了能源。
真空幹燥箱的特點是簡單易行,投入少,適用性強,對易燃、黏性、有觸變性或膏狀料一般都可適用。幹燥過程中藥品不易被汙染,可以用在藥品幹燥及熱處理上。但也存在多方麵的缺陷,如勞動強度高、熱量消耗大、熱效率低(熱能利用率低於(yu) 40%),而且幹燥時間長,易造成一些熱敏性成分分解,顏色難看,藥品質量降低,同時幹燥過程中物料易結成硬塊,較難粉碎,口感差。
真空幹燥箱適用於(yu) 小批量、多品種物料的幹燥,因此實驗室、中間體(ti) 試驗廠、工廠都安裝有大小不同的這種幹燥設備。隨著新技術的發展,真空幹燥箱逐漸被其他幹燥技術替代。現在中藥企業(ye) 保留的真空幹燥箱多數是一些改•進型的設備,其傳(chuan) 熱係數較高、熱利用率較好、物料幹燥時間縮短。
2.2噴霧幹燥機
目前噴霧幹燥技術在我國中藥製藥行業(ye) 的應用已經較多。近年來,噴霧技術又與(yu) 流化、微型包囊和包衣等多項技術相結合,使其在中藥領域中的應用不斷擴展,發揮著越來越重要的作用。
中藥浸膏的噴霧幹燥過程中,經初、中效過濾,淨化等級達10萬(wan) 級的潔淨空氣,經蒸汽換熱和電加熱補償(chang) 加熱至相應要求的溫度,被引至熱風分配器分布均勻後入塔,同時物料由料泵供至位於(yu) 幹燥塔頂的離心式霧化器,霧化成相應要求的液滴,均勻噴入幹燥塔,與(yu) 分布好的熱空氣,大麵積對流接觸,瞬時完成幹燥成型,獲得粉狀或顆粒狀製品。
噴霧幹燥具有幹燥速度快、產(chan) 品質量穩定、生產(chan) 效率高等特點,同時可以省去濃縮、過濾、粉碎等工序,產(chan) 品流動性和速溶性相對較好。在中藥製藥行業(ye) ,噴霧幹燥技術的運用,大大簡化了中藥提取液到製劑半成品或成品的工藝,從(cong) 而縮短生產(chan) 周期,提高了生產(chan) 效率和產(chan) 品質量。
對於(yu) 中藥浸膏,噴霧幹燥的Z大難題是幹燥過程中出現粘壁和幹燥產(chan) 品易吸潮現象,難以處理高濃度、高黏性的中藥浸膏。通過研究表明,中藥浸膏軟化點低於(yu) 噴霧幹燥的進風溫度是產(chan) 生粘壁現象的主要原因,通過加入輔料提高浸膏軟化點,可以消除粘壁現象,但加入輔料可能會(hui) 影響產(chan) 品的純度。噴霧幹燥的另一缺陷是產(chan) 品回收率相對幹燥技術要低,需要引起重視。
2.3冷凍幹燥機
冷凍幹燥是基於(yu) 低溫、低壓下的傳(chuan) 熱傳(chuan) 質機理,將中藥浸膏在低於(yu) 浸膏共晶點溫度下的低溫環境中進行凍結,然後將其置於(yu) 高真空環境中,使物料中的水分以冰晶狀態直接升華為(wei) 氣體(ti) ,從(cong) 而將物料中的水分除去。凍幹適用於(yu) 熱敏性或易氧化藥品的幹燥,在中藥材的幹燥過程中有著較多的應用。因為(wei) 低溫操作,冷凍幹燥過程在保持浸膏有效成分的穩定性方麵具有Z大的優(you) 勢。
冷凍幹燥的不足之處在於(yu) 設備複雜、幹燥成本高等,因此,經濟性是該技術在中藥工業(ye) 應用的瓶頸問題。如何提高凍幹設備生產(chan) 率和降低能耗是凍幹技術研究的關(guan) 鍵。
2.4真空低溫連續帶式幹燥機
真空低溫連續帶式幹燥技術是在幹燥溫度和效率方麵介於(yu) 冷凍幹燥和噴霧幹燥之間的比較適中的幹燥方式,雖然國內(nei) 開發的時間不長,但頗受業(ye) 內(nei) 人士的高度關(guan) 注,並得到用戶的較高評價(jia) 。真空低溫連續帶式幹燥機是一種連續進料、連續出料形式的接觸式真空幹燥設備,中藥浸膏在進料罐預熱至設定溫度後由進料泵按預先設定的進料速率進料,經布料器均勻地平鋪在幹燥機內(nei) 的若幹條幹燥帶上,由電機驅動特製的膠輥帶動幹燥帶以設定的速度沿幹燥機筒體(ti) 方向運動,每條幹燥帶的下麵都設有獨立的加熱板和一個(ge) 冷卻板,幹燥帶與(yu) 加熱板、冷卻板緊密貼合,以接觸傳(chuan) 熱的方式將幹燥所需要的能量傳(chuan) 遞給物料。當幹燥帶從(cong) 筒體(ti) 的一端運動到另一端時,物料已經幹燥並經過冷卻,幹燥帶折回時,幹燥後的料餅從(cong) 幹燥帶上剝離,通過一個(ge) 上下運動的鍘斷裝置,打落到粉碎裝置中,粉碎後的物料通過兩(liang) 個(ge) 氣閘式的出料鬥出料。由於(yu) 物料直接進入高真空度,經過一段時間逐步幹燥(通常是30~60 min),幹燥後所得的顆粒從(cong) 微觀結構上看內(nei) 部有微孔。直接粉碎到所需要的粒徑後,顆粒的流動性很好,可以直接壓片或者灌膠囊,同時由於(yu) 顆粒具有微觀的疏鬆結構,速溶性好,而且顆粒的外觀好,對於(yu) 速溶(衝(chong) 劑)產(chan) 品,可以大大提升產(chan) 品的檔次。帶式真空幹燥機分別在機身的兩(liang) 端連續進料、連續出料、配料和出料部分都可以設置在潔淨間中,整個(ge) 幹燥過程封閉,不與(yu) 外界環境接觸,符合GMP。
真空帶式幹燥技術特點:(1)幹燥溫度低,適合幹燥熱敏性的中藥浸膏;(2)適合幹燥易氧化的中藥浸膏;(3)適合幹燥高濃度、高黏性的中藥浸膏;(4)產(chan) 品溶解性能好,物料經幹燥後從(cong) 微觀結構上看到內(nei) 部有微孔,直接粉碎到所需要的粒徑後,顆粒的流動性很好,同時由於(yu) 顆粒具有微觀的疏鬆結構,速溶性好;(5)產(chan) 品幹燥過程中,產(chan) 品一直處於(yu) 真空狀態下,同時對物料進行冷卻,使之接近室溫,減少產(chan) 品氧化並使物料不易粘貼。Z大限度地保持其原有的色、香、味,得到高質量的Z終產(chan) 品;(6)可連續運行,適用於(yu) 大規模的生產(chan) 。
真空低溫連續帶式幹燥機是一種全新概念的高效節能、環保型幹燥設備。其已成功應用於(yu) 丹參浸膏、三七浸膏、當歸浸膏以及食品麥精、咖啡、奶粉等的幹燥,獲得了較好的效果,尤其是對於(yu) 食品,由於(yu) 其幹燥時間短、低溫、真空狀態無氧化,有很好的保留香味兒(er) 的優(you) 點,這一點,也可以在製藥領域應用,對於(yu) 一些活性物質、API、熱敏性物質、維生素、芳香類物質等有很好的保留活性和香味的作用。
2.5 其他幹燥方法
除了上述幾種常用於(yu) 中藥產(chan) 業(ye) 的幹燥技術之外,還有其他多種幹燥設備適用於(yu) 膏狀物料的幹燥,如微波真空幹燥機、氣流幹燥機、流態化幹燥機、旋轉閃蒸幹燥機、雙錐回轉幹燥機、多功能幹燥機等。但這些幹燥設備不是專(zhuan) 門用於(yu) 中藥浸膏的幹燥,由於(yu) 中藥浸膏粘度大、含糖量高、透氣性差,因此需要對這些幹燥設備進行改•進才能用於(yu) 中藥行業(ye) 。
雖然適合中藥浸膏的幹燥方式和設備種類繁多,但目前常用的是噴霧幹燥、真空帶式幹燥和冷凍幹燥,這些技術各有其優(you) 勢和適用範圍,根據中藥的特性,合理地選擇適當的幹燥方法,有利於(yu) 提高中藥浸膏的質量並降低生產(chan) 成本。
3 提高幹燥效率的途徑
為(wei) 了提高中藥浸膏的質量並降低浸膏有效成分的損失,一方麵需要合理選擇幹燥工藝,另一方麵則要不斷改•進幹燥設備,提高幹燥效率。
以下幾方麵需要引起重視:(1)改•進和完善已有設備的幹燥工藝;(2)采用新的幹燥方法及聯合幹燥方法,克服單一技術的缺陷;(3)由於(yu) 幹燥是中藥生產(chan) 中能耗較大的單元過程,因此,在設計和操作時應考慮到如何節能及符合環保要求。
4 結語
隨著科學技術的不斷發展,中藥行業(ye) 的幹燥裝備技術也在不斷提高,新的幹燥技術層出不窮,這必定會(hui) 加快我國實現中藥現代化的進程。