防熔融喷雾造粒干燥机及其工艺流程的创新

顾晓峰 陆文光 赵厚林 臧德耿

（江苏宇通干燥工程有限公司，江苏常州213116）

0 引言

中药大部分是从植物的根、茎、叶中提取所得，其制取方法是将中药原材料经过蒸、煮后形成浸膏状（通常称为中药浸膏），中药浸膏中有大量的水分，必须经过干燥后变成颗粒状（或粉粒状）灌入胶囊，再进行压片或制丸等工艺操作，最后形成中成药，便于人们服用。

如何更好地完成中药浸膏的干燥一直是制药装备行业需要解决的难题。我司经过长期调研，参考了很多国内外有关资料，最终研发出了“防熔融喷雾造粒干燥机”，它适用于易熔融、含糖分多、易吸湿物料的干燥，能有效解决物料的粘壁问题，极其适用于中药浸膏的干燥。

1 中药浸膏干燥设备简述

以往中药浸膏多采用真空干燥设备和微波干燥机进行干燥，但这两种设备有如下缺点：（1）产量小，干燥时间长，不能满足中药规模化生产的需求；（2）干燥后形成的产品均为饼状，还需要破碎、过筛等工序，操作繁琐。

后来出现了以日本大川原公司为代表生产的“中药浸膏专用离心喷雾干燥机”，虽然它可以大大地提高产量，且干燥塔内的粘壁现象也明显减少，但仍有一个最大的缺陷，即在塔体内安装了一套吹扫装置，采用压缩空气将吸附在塔体内壁的细粉吹掉，但吹扫装置本身也会有积料无法及时清除，时间长了，该部分积料长期处在高温区，可能变黄、焦化、变质，落入产品中对物料造成污染，严重时甚至使产品报废，造成极大的浪费。

在能较好地解决物料粘壁问题的前提下，离心喷雾干燥机是目前最适用于中药浸膏干燥的一种干燥设备。为此，我司对原有的离心喷雾干燥机进行了改造，既有干燥工艺上的改进，又有干燥塔体结构上的创新。

2 干燥工艺的改进

2.1 原离心喷雾干燥机工艺流程

原离心喷雾干燥机的工艺流程大致分为以下两种方式：

（1）并流式：湿物料和热风从塔顶进入干燥塔内，一起向塔底流动，在流动中湿物料与热空气进行充分接触，并完成传热、传质的交换过程，使物料干燥。

（2）按尾气排放和干物料的出料方式，又可分为两类：第一类，塔底出料和旋风出料结合式，即在干燥塔下部的锥体底部有出料口，绝大部分物料从此处排出并进入料筒，尾气则从设在锥体中间部位的排风管道排出，尾气中带有一定量的物料，在旋风分离器中收集并排入料筒，此种方式的缺点是在锥体内横向安装的排风管上方易积料，而且很难清除，时间长了积料会发黄、变质。第二类，尾气和物料均由干燥塔下部的锥体底部一起经过管道排出，由旋风分离器进行气固分离，此种方式一般要设计两级旋风分离。

2.2 工艺流程的改进

上述离心喷雾干燥机的干燥工艺流程，都不能解决物料的熔融问题。为此，我司研发的“防熔融喷雾造粒干燥机”的工艺流程改进具体如下：

在锥体下部向塔体内通入经过除湿的冷空气，与物料成逆向流动，使干燥后的热物料与冷空气进行热交换，将物料温度降低至物料软化点以下，以此避免物料软化、发黏情况的发生。干燥后的物料由塔底排出，尾气在主塔的圆柱体和圆锥体结合部四周均匀排出，尾气中所夹带的少量物料由旋风分离器收集并排出。

防熔融喷雾造粒干燥机的优点：（1）避免了物料熔融现象的发生，同时解决了物料的粘壁问题。（2）干燥后的物料温度降低，可直接包装。（3）锥体无管道存在，不存在积料问题。

防熔融喷雾造粒干燥机工艺流程如图1所示。

图1 防熔融喷雾造粒干燥机工艺流程

3 结构创新

为了适应新的干燥工艺流程的需要，防熔融喷雾造粒干燥机对原离心喷雾干燥机的塔体结构进行了改进。原离心喷雾干燥机的主塔结构，上部为圆柱体，下部为圆锥体，两段直接对焊在一起。而防熔融喷雾造粒干燥机则将锥体的上端直径加大，将圆柱体插入到锥体内，靠圆环和螺钉连接。

改进后的塔体结构特点：（1）把排风口设在直径加大的圆锥体顶端的圆环上，均匀分布的4个排风口，使塔体内的排风和压力分布均匀；（2）圆锥体上端直径加大，使该处的风速减小，便于物料沉降，使尾气中夹带的物料减少，提高旋风分离器的分离效率；（3）在圆锥体中取消了排风管道，减少了积料的可能性，有效地保证了产品的质量。

防熔融喷雾造粒干燥机的主塔结构如图2所示。

图2 防熔融喷雾造粒干燥机的主塔结构

4 防熔融喷雾造粒干燥机的主要技术指标

（1）干燥强度：2～3.5 kg/（m3·h）；

（2）物料收率：≥99%；

（3）雾化器转速：8 000～20 000 r/min；

（4）主塔圆柱体内风速：0.15～0.2 m/s；

（5）除湿冷风相对湿度控制在：20%～30%。

防熔融喷雾造粒干燥机的运行参数优化后，具有以下优势：（1）干燥产品经冷风冷却后，可以直接包装，无需另外增加冷却装置；（2）尾气排放处风的流速减小且均匀，减少了尾气中夹带的粉料，只需一级旋风分离后即可排放，客观上减少了对环境的污染，符合环保要求。

5 结语

本文介绍的防熔融喷雾造粒干燥机对原离心喷雾干燥机的塔体结构进行了创新，并改进了干燥工艺流程。同时，采用通冷风技术，防止了物料熔融现象的发生，避免了物料粘壁，解决了物料干燥时易熔融、含糖多、易吸湿的问题，是用于中药制剂中浸膏干燥的优良设备。

中药浸膏干燥过程中物料粘壁问题的解决，有利于减少干燥器的清理、清洗次数，增加设备的运行时间，这对药品生产企业来讲，可以增加产量，减少干燥成本，提升企业经济效益。

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