中药制药干燥工艺过程技术的工程化研究课件

1、中药制药干燥过程技术的工程化研究 2009.8国家中药制药工程技术研究中心沈平孃 国家中药制药工程技术研究中心（简称工程中心）由国家科技部批准，国家中医药管理局和上海市科委直接领导的国家级中药研发机构。目前坐落在上海浦东张江高科技园区，中医药创新园内。 工程中心有机集成了先进的中药提取、分离新技术、中药制剂等新技术，是国家中药现代化创新技术平台。新技术中试设备：符合GMP规范的制剂车间 沸腾干燥制粒设备湿法制粒设备我们针对中药制药过程中干燥工艺是一项必不可少的关键工艺过程，开展了比较系统的工艺技术及工程化研究。通过真空干燥过程中水蒸发速率的影响因素进行分析的基础性研究，探索真空干燥过程的规律，

2、为真空干燥工艺研究及设备的研制提供基础性技术支持。根据干燥过程的不同阶段的特点采取合适的工艺技术措施，为实现连续真空干燥与制粒的工艺过程提供了依据。为此，工程中心近年来承担的国家科技部“十一五”科技支撑计划项目，连续真空带式、干燥、制粒一体化技术与设备的开发研究（项目编号：2006BAI09B07-08）展开了真空干燥、制粒的连续化一体化技术与设备的研究。真空干燥是将样品置于减压环境内完成溶剂如水分等蒸发移除的工艺过程。含水物质中的自由液态水汽化成气态的过程为吸热过程，过程速率与样品温度及环境中水蒸汽分压有关。环境中水分的浓度达到饱和后，汽化过程达到平衡，即单位时间内汽化成气体的水分子数与重新

3、被液态水捕获进入液态水面的水分子数相等，此时环境中水蒸汽分压称为与相应温度对应的平衡蒸汽分压。二是通过气态物质质量移出系统的工作，如通过真空产生与维持系统降低环境总压包括其中水蒸汽的分压，可以增加气体溢出的推动力，打破气液间的动态平衡。一、干燥过程的基础性实验研究：实验室干燥动力学研究装置 在减压环境建立之前，温度是蒸发发生的主要推动力，随着温度升高蒸发速率也同步增加； 在减压环境建立前期，在施加的气体逸散推动力的作用下，样品的减重速率快速增加，此时温度的影响作用相对减弱； 在减压环境建立后期，温度以及环境真空度的影响都减弱，样品减重速率受限于气体在样品内的扩散过程，且表观蒸发速率逐渐下降，在

4、干燥终点时接近为零，样品质量基本维持不变。典型的实验研究数据如下 图1. 常、减压条件下含水40%黄芍银屑颗粒药液蒸发干燥实验 盛器为内径46mm称量皿，60预热20分钟后启动真空泵，干燥设定温度80；物料蓬松情况差，干燥物占体积小，不够蓬松。c: 药液蒸发曲线a: 设定温度b: 实际温度 图2. 常、减压条件下含水40%黄芍银屑颗粒药液蒸发干燥实验 盛器为内径46mm称量皿，无主动外界热量传入（因设定的温度5显著低于环境温度），启动真空泵干燥20分钟后，启动温度控制（干燥设定温度80），20分钟后温度设定降至20；物料蓬松情况好，干燥物占体积大，物料蓬松。c: 药液蒸发曲线a: 设定温度b:

5、 实际温度二、 真空干燥物的形态控制研究 在真空环境下的干燥实验表明，由于真空度的快速下降和样品环境压力的降低，样品的水分出现快速汽化成气泡溢出浸膏的现象，表现为剧烈的类沸腾现象。 干燥过程的类沸腾现象 显然，破碎干燥块状物制成颗粒的堆密度会比较小。 一方面由于干燥物料的多孔性其溶解性应该会比较好，但对于需要将制成颗粒继续进行后续制剂加工，如灌装胶囊或者与其它辅料混合后压片而言，堆密度过小显然是不利的。 干燥物破碎后堆密度的影响因素 因此如何从工艺和设备角度改进，提高制成颗粒的堆密度是下一步研究改进的目标。已有的试验结果表明（如图1、图2），物料在干燥前是否存在一个预热恒温的过程，对干燥物的发

6、泡蓬松状态是有影响的。这表明因预热过程的存在，使物料在真空干燥前的含水量降低，这对提高干燥物的密实程度是有利的，也就有利于提高制成颗粒的堆密度。 浸膏涂布器的设计 干燥后制粒装置的设计 颗粒整粒与收料储桶的设计 自动清洗装置 系统的自动控制连续真空带式干燥制粒设备的中试样机 在样机上进行了双黄连分散片、济泰片等浸膏的干燥实验。干燥时间缩短为十分之一；含水量的均一性；颗粒的疏松性很好；颗粒色泽均一。在通过真空干燥动力学研究的基础上，掌握了解了真空干燥过程中蒸发减重速率的变化规律，以及不同阶段工艺因素如温度、真空度等对其的影响程度，将多项工艺参数进行优化组合，选择提高干燥过程效率最佳的技术方法，设计最佳技术手段，以求提高干燥过程的总体效率，改变了传统干燥制粒工艺方法中能耗大、时间长的缺点。在设备的设计上努力实现