中药制药干燥过程中技术的工程化
摘要:现阶段,中药制药技术不断发展,越来越多的药物被开发出来。不同药物对不同疾病有针对性的作用。但是,中药对制作环境要求较高,应尽可能在真空、干燥以及合理温度的环境下进行高效制作。在这种情况下保存药物同样是必要的。因此,在没有引进真空干燥技术的时期,中药制药领域的发展受到严重阻碍。
关键词:中药制药;干燥工艺;过程技术;
引言
传统中药产业顺应国际化发展趋势,焕发出了新的生命力,为其可持续发展提供了良好的基础。工业化趋势下,中药工程化问题一直是人们关注的重点和难点。要想实现中药产业的现代化发展,就要整合思想,提高其应用价值。中药是在汉族传统医术指导下应用的药物,具有特,其生产和制造业开始向着工程化方向发展。中药制药过程中,干燥工艺是不可或缺的一部分,只有系统化的研究,才能实现统筹发展。应加大基础建设,为真空干燥工艺研究提供基础条件。应连续记录干燥过程中的干燥样品质量,根据影响参数及其主要特征,最大限度地提高干燥过程的总体效率。
1中药制药工艺现状
(1)我国中药制剂发展情况。随着制药行业整体的蓬勃发展,中药产业发展日新月异,新的工艺技术、新的制备方法,新的中药产品的需求量日益增加。根据最新中国药典2020版一部记载,已收录的中药品种已达2711种。其中,固体制剂占70%以上,相较于传统的中药制剂,如汤剂、散剂等,现代化的颗粒剂(冲剂)、丸剂、胶囊更便于贮藏、携带和保存,节省了运输成本和贮藏成本。此外,注射剂、膜剂、气雾剂等新剂型因其给药方式的独特性,对中药制药的发展的新设备和技术起到了积极推动作用。新的中药剂型的诞生,对生产工艺的要求进一步提高,在中药制剂生产过程中,为了保障中药成品的质量,迫切需要对制药工艺进行优化。而在制药工艺优化中,对中药制剂的每一道工序需要进行工艺优化。(2)我国中药制药工艺的问题。目前我国制药企业数量、产品品种均在世界前列,但中药制药制备工艺和现代化技术还面向落后,生产效率低。主要原因是,大部分中药企业采用传统中药制药工艺生产,生产设备停留在80年代以前水平,制药设备与实际生产需求不匹配。
2干燥过程的基础性实验研究
2.1设备原理
真空冷冻干燥即利用升华的原理进行物品干燥,利用水的固、液、气三相物理态转换。随着环境压力降低,水的冰点变化不大,而沸点却越来越低,向冰点接近,在压力达到某真空度时,水的沸点和冰点重合,冰可以不经液态直接汽化为气体,达到干燥的目的。将需要干燥的含水样品经过低温预冻结,预冻温度越低,冻结速率越高,干燥速率越高。再在适当的真空条件下,接入密闭器具中预冻的样品且维持环境的高真空度,使样品中的水分直接从固态升华为气态,在低温下实现冻结而达到脱水的目的。物品中冻结的水分子直接升华成为水蒸气排出,进入冷阱后低温凝结成冰,经过化霜成液体排掉。
2.2干燥过程分析与实验结果
其一,干燥过程主要使用传热及传质的方式,以进一步促进发生条件,结合温度差异,将热量传递下去。单位时间内,水蒸汽分压与相应温度对应的平衡蒸汽分压中,要保持水分子数相等,通过加热提高液态水的温度,增加液态水分子的内能。其二,干燥实验过程中,纯水或黄芍银屑颗粒配置中,常压和减压状态下,要使用含水40%的中药浓缩液,通过气态物质质量移出,打破动态平衡,常压情况下保持水蒸发速率和温度的平衡性,在平衡的基础上到两者之间的分压大小与逻辑关系。其三,真空干燥物形态控制中,要使物料内部的水分
通过压力差或浓度差扩散到蒸发表面,获得足够的动能,保持相互的传导特性。传热过程中,大部分传入的热量随水蒸汽迁移不断变化,需要以气化的方式,移出系统。分析降压环境的下降趋势,样本的水分也会出现加快气化的问题。干燥与物料多孔性的逻辑关系分析中,可以发现,实验样品的水分出现了降低,气泡会随之变化,迅速降低,在样本出现泡沫化时,就会出现破裂问题,且样本出现泡沫化形状,气泡间隙也会增加,如果出现了这样的问题,将会对结果产生较大影响。对于干燥物破碎后的堆密度分析,在密度小时,容易出现溶解问题,干燥时,则会出现很多小孔。此外,要进一步提升制成颗粒的堆密度,不管是制作成胶囊,还是作为其他辅料进行混合压片,一旦密度不足,就会导致下一步工序无法进行。实验完成后,物料在实施干燥时,要在预热基础上,探究不同的状态影响,分析其原理。
3干燥工艺的优化
干燥是除去物料中大部分水,以便加工成制剂或贮存的重要工序。传统的烘箱式加热烘干对有效成分具有一定的损耗,且烘干时间长,耗能和人力成本高。现代化干燥工艺在干燥设备上有新的发展,开发出新的干燥方式:真空干燥、喷雾干燥、流化床干燥、微波干燥、冷冻干燥。真空干燥,主要是真空干燥箱干燥和真空带式干燥。
真空干燥箱干燥,在传统的常压干燥箱干燥基础上,利用真空减压,降低干燥温度,但缺点明显,干燥时间长、难清洗、热利用率低。真空带式干燥是一种新的技术,可以连续进料、连续出料,物料受热时间短,有效成分损耗低,操作环境封闭,自动化程度高。真空冷冻干燥技术需要确保在特定条件下执行,例如,为了有效地反映干燥效果,必须在封闭条件下应用。同时,空气湿度要求严格控制在中等水平。在该工艺的应用过程中,必须创造真空环境,因此必须保证容器的密封性,有效抵抗大气压的冲击,并保证材料的高强度。外置式真空冷冻干燥机的样品阀极易出现损坏,在环境温度低于10℃时还会出现非损性漏气故障,需要快速检测出12个样品阀的漏气位置。传统的维修、检测方法需要轮流用力拆、装12个样品阀,维修过程实际上也是对样品阀的又一次外力损伤。
喷雾干燥,是利用雾化将浓缩液分析,在热干燥下,快速蒸发溶剂的干燥方法。对有效成分破坏少,得到的干燥粉末,均匀、细腻,溶化性好,且水分含量低。比较传统的干燥工艺,极大简化了干燥时间,提高了效率。但缺点是动力消耗大、设备难清洁。
流化床干燥,是近年来发展的一种新的干燥技术,具有较高的传热和传质速率。常见设备有:振动流化床干燥机、搅拌流化床干燥机、离心流化床干燥机、脉冲流化床干燥机、热泵流化床干燥机等。
微波干燥,是我国发展较晚的一种干燥技术,但以其效果好,发展前景高于其它干燥技术。通过比较喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥及微波干燥对益母浸膏粉的物理性质的影响,发现微波干燥得到的干燥物,吸湿性最低。
冷冻干燥,也称真空冷冻干燥,主要包括预冻、升华干燥及解析干燥。通常,在使用冻干机的过程中,还需要共享一些辅助装置,这些辅助装置是液压压缩机、限泄露装置、控制系统等。只有在使用过程中保证每个机械设备的最佳性能,才能实现真空冷冻干燥技术的效果。液压压缩装置在使用过程中,经过冻干后,可以对箱体内部进行压缩,尽可能减少生产过程中出现的污染问题。限流装置,主要是为了有效调节箱体内部的真空,可以有效控制进入内部的氮气以及清洁空气。结束语
中药制药的关键技术之一是干燥工艺技术,通过真空干燥动力,可以有效地将多项工艺参数融入其中,实现组合优化。应提升总体效率,优化传统的干燥方式,保持工艺设计的功能模块,使其向着智能化方向发展。
参考文献
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