中藥制藥干燥工藝過程技術(shù)的工程化研究課件

1、中藥制藥干燥過程技術(shù)的工程化研究 2009.8國家中藥制藥工程技術(shù)研究中心沈平孃 國家中藥制藥工程技術(shù)研究中心（簡稱工程中心）由國家科技部批準(zhǔn)，國家中醫(yī)藥管理局和上海市科委直接領(lǐng)導(dǎo)的國家級中藥研發(fā)機(jī)構(gòu)。目前坐落在上海浦東張江高科技園區(qū)，中醫(yī)藥創(chuàng)新園內(nèi)。 工程中心有機(jī)集成了先進(jìn)的中藥提取、分離新技術(shù)、中藥制劑等新技術(shù)，是國家中藥現(xiàn)代化創(chuàng)新技術(shù)平臺。新技術(shù)中試設(shè)備：符合GMP規(guī)范的制劑車間 沸騰干燥制粒設(shè)備濕法制粒設(shè)備我們針對中藥制藥過程中干燥工藝是一項(xiàng)必不可少的關(guān)鍵工藝過程，開展了比較系統(tǒng)的工藝技術(shù)及工程化研究。通過真空干燥過程中水蒸發(fā)速率的影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)性研究，探索真空干燥過程的規(guī)律，

2、為真空干燥工藝研究及設(shè)備的研制提供基礎(chǔ)性技術(shù)支持。根據(jù)干燥過程的不同階段的特點(diǎn)采取合適的工藝技術(shù)措施，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)真空干燥與制粒的工藝過程提供了依據(jù)。為此，工程中心近年來承擔(dān)的國家科技部“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，連續(xù)真空帶式、干燥、制粒一體化技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)研究（項(xiàng)目編號：2006BAI09B07-08）展開了真空干燥、制粒的連續(xù)化一體化技術(shù)與設(shè)備的研究。真空干燥是將樣品置于減壓環(huán)境內(nèi)完成溶劑如水分等蒸發(fā)移除的工藝過程。含水物質(zhì)中的自由液態(tài)水汽化成氣態(tài)的過程為吸熱過程，過程速率與樣品溫度及環(huán)境中水蒸汽分壓有關(guān)。環(huán)境中水分的濃度達(dá)到飽和后，汽化過程達(dá)到平衡，即單位時(shí)間內(nèi)汽化成氣體的水分子數(shù)與重新

3、被液態(tài)水捕獲進(jìn)入液態(tài)水面的水分子數(shù)相等，此時(shí)環(huán)境中水蒸汽分壓稱為與相應(yīng)溫度對應(yīng)的平衡蒸汽分壓。二是通過氣態(tài)物質(zhì)質(zhì)量移出系統(tǒng)的工作，如通過真空產(chǎn)生與維持系統(tǒng)降低環(huán)境總壓包括其中水蒸汽的分壓，可以增加氣體溢出的推動(dòng)力，打破氣液間的動(dòng)態(tài)平衡。一、干燥過程的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)研究：實(shí)驗(yàn)室干燥動(dòng)力學(xué)研究裝置 在減壓環(huán)境建立之前，溫度是蒸發(fā)發(fā)生的主要推動(dòng)力，隨著溫度升高蒸發(fā)速率也同步增加； 在減壓環(huán)境建立前期，在施加的氣體逸散推動(dòng)力的作用下，樣品的減重速率快速增加，此時(shí)溫度的影響作用相對減弱； 在減壓環(huán)境建立后期，溫度以及環(huán)境真空度的影響都減弱，樣品減重速率受限于氣體在樣品內(nèi)的擴(kuò)散過程，且表觀蒸發(fā)速率逐漸下降，在

4、干燥終點(diǎn)時(shí)接近為零，樣品質(zhì)量基本維持不變。典型的實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)如下 圖1. 常、減壓條件下含水40%黃芍銀屑顆粒藥液蒸發(fā)干燥實(shí)驗(yàn) 盛器為內(nèi)徑46mm稱量皿，60預(yù)熱20分鐘后啟動(dòng)真空泵，干燥設(shè)定溫度80；物料蓬松情況差，干燥物占體積小，不夠蓬松。c: 藥液蒸發(fā)曲線a: 設(shè)定溫度b: 實(shí)際溫度 圖2. 常、減壓條件下含水40%黃芍銀屑顆粒藥液蒸發(fā)干燥實(shí)驗(yàn) 盛器為內(nèi)徑46mm稱量皿，無主動(dòng)外界熱量傳入（因設(shè)定的溫度5顯著低于環(huán)境溫度），啟動(dòng)真空泵干燥20分鐘后，啟動(dòng)溫度控制（干燥設(shè)定溫度80），20分鐘后溫度設(shè)定降至20；物料蓬松情況好，干燥物占體積大，物料蓬松。c: 藥液蒸發(fā)曲線a: 設(shè)定溫度b:

5、 實(shí)際溫度二、 真空干燥物的形態(tài)控制研究 在真空環(huán)境下的干燥實(shí)驗(yàn)表明，由于真空度的快速下降和樣品環(huán)境壓力的降低，樣品的水分出現(xiàn)快速汽化成氣泡溢出浸膏的現(xiàn)象，表現(xiàn)為劇烈的類沸騰現(xiàn)象。 干燥過程的類沸騰現(xiàn)象 顯然，破碎干燥塊狀物制成顆粒的堆密度會(huì)比較小。 一方面由于干燥物料的多孔性其溶解性應(yīng)該會(huì)比較好，但對于需要將制成顆粒繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)制劑加工，如灌裝膠囊或者與其它輔料混合后壓片而言，堆密度過小顯然是不利的。 干燥物破碎后堆密度的影響因素 因此如何從工藝和設(shè)備角度改進(jìn)，提高制成顆粒的堆密度是下一步研究改進(jìn)的目標(biāo)。已有的試驗(yàn)結(jié)果表明（如圖1、圖2），物料在干燥前是否存在一個(gè)預(yù)熱恒溫的過程，對干燥物的發(fā)

6、泡蓬松狀態(tài)是有影響的。這表明因預(yù)熱過程的存在，使物料在真空干燥前的含水量降低，這對提高干燥物的密實(shí)程度是有利的，也就有利于提高制成顆粒的堆密度。 浸膏涂布器的設(shè)計(jì) 干燥后制粒裝置的設(shè)計(jì) 顆粒整粒與收料儲(chǔ)桶的設(shè)計(jì) 自動(dòng)清洗裝置 系統(tǒng)的自動(dòng)控制連續(xù)真空帶式干燥制粒設(shè)備的中試樣機(jī) 在樣機(jī)上進(jìn)行了雙黃連分散片、濟(jì)泰片等浸膏的干燥實(shí)驗(yàn)。干燥時(shí)間縮短為十分之一；含水量的均一性；顆粒的疏松性很好；顆粒色澤均一。在通過真空干燥動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，掌握了解了真空干燥過程中蒸發(fā)減重速率的變化規(guī)律，以及不同階段工藝因素如溫度、真空度等對其的影響程度，將多項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，選擇提高干燥過程效率最佳的技術(shù)方法，設(shè)計(jì)最佳技術(shù)手段，以求提高干燥過程的總體效率，改變了傳統(tǒng)干燥制粒工藝方法中能耗大、時(shí)間長的缺點(diǎn)。在設(shè)備的設(shè)計(jì)上努力實(shí)現(xiàn)