介绍一种高质量、低投资、节能的浸膏制粒真空干燥

沈善明 朱丰金

（上海三明蒸发干燥研究所，上海 200232）

1 前言

中药浸膏干燥技术和设备的讨论和研究已有很长的历史，可至今还存在许多可值得提出、研究并予以解决的问题。特别是节能成为了世界范围引起注意的焦点性问题。

采用喷雾干燥技术和设备干燥浸膏，从提高药品质量观点显然是相当合理的，但由于浸膏存在粘性，浸膏喷雾前因必须降低浸膏的粘度而规定进液的浓度处于较低的水平，这使喷雾干燥本来很低的热效率雪上加霜而进一步下降，特别是部分浸膏雾滴粘于喷雾塔壁上而受热空气烘烤破坏，以及被热空气夹带到集尘器中的无回收利用价值的浸膏而损失，中药浸膏已具有较高的附价值，经不起因干燥收得率低所带来的经济损失，产品收得率低的缺陷加上热效率很低的缺陷，导致浸膏喷雾干燥技术和设备一直停留在很低的发展水平上。近几年引进发展起来的带式真空干燥机，能产出质量很高的干燥浸膏，收得率也很合乎理想，但美中不足的是干燥机的干燥效率很低和设备结构较复杂，使带式真空干燥机的造价昂贵，从而影响了带式真空干燥机的推广应用。

现实情况是大量中药浸膏干燥还是由料盘式热风烘箱在大行其道。虽明知干燥技术和设备存在一些问题和不足，但由于设备投资低而还在长时期继续使用。料盘式热风烘箱最大的问题在于严重依赖于手工操作，浸膏粘液靠手工一勺一勺盛入料盘后再转移入烘箱，干燥后板结在料盘中的干浸膏还要铲出，如此因料盘而带来的大量手工操作，药品质量能避免不受大量手工操作性污染是不可能的。许多浸膏干燥时间常在一昼夜以上，药品热敏性不仅仅在于温度，浸膏很长时间在热空气下烘烤也必然会影响浸膏的质量。但在一定的历史时期，因经济原因，浸膏的质量问题不得不让位于与热风烘箱投资很低、以及大量既有的热风烘箱的现实。用昂贵的先进的干燥技术和设备替代，既存在着技术改造一次性的投资难题，也必然存在着怎样解决技术改造带来今后影响产品的成本问题。

2 一定能找出多、快、好、省的浸膏干燥的出路

本文的命题是高质量、低投资和节能，因干燥的对象是药品，质量是药品生产的第一要务，要在确保药品质量的前提下再兼顾干燥设备的投资和节能。经过长时期对浸膏干燥的研究，我认为一定能找出多、快、好、省的浸膏干燥的出路。在此提出我们的一种方案供研究和讨论，希望能起到抛砖引玉的作用。流程设备和操作如下：

（1）常压机械制粒 借鉴常压喷雾制粒干燥技术，利用双锥混合器的混合功能，在常压下喷洒浸膏于合格干燥浸膏的粉体中，在常压和常温下制成含水量控制在接近最高但还呈不粘壁程度的浸膏湿颗粒；

（2）将湿颗粒真空吸入高于双锥混合器的单锥真空干燥机[1]中进行符合产品热敏性温度要求下的真空加热干燥，快速将湿颗粒干燥到规定的含水量；

（3）从干燥机中取出需要量的部分干燥产品，其余干燥浸膏颗粒利用位差从高位的单锥真空干燥机卸入双锥混合器中，再经高速粉碎机粉碎成粉体后当作制造湿颗粒的载体，然后再一次进行常压喷洒制粒。

3 流程和设备布置的介绍

图 流程设备布置图

4 流程和设备操作的说明

4.1 在双锥混合机中制粒不需要流化空气，只要能满足较均匀将浸膏分散到干粉体中，利用干燥粉体包裹浸膏液滴并将浸膏液滴中水分扩散到粉体中；

4.2 在双锥混合机中制粒，浸膏浓度可远大于喷雾干燥要求的浓度，并可强化浸膏喷洒强度，在尽可能短时间内完成单纯的喷洒制粒的任务；

4.3 采用具有大容积和大加热面积的单锥真空干燥机，干燥机单位容积拥有的加热面积F（m2）/V（m3）值均≥12 m2/m3，即干燥机干燥速度很快；

4.4 干燥机自身设有低温饱和蒸汽发生器，可十分稳定地向筒体和筒体内的薄壁内加热管提供低温（40～100℃）饱和水蒸汽热源，一次热源为工厂饱和水蒸汽；

4.5 干燥机采用不同于常规双锥真空干燥机的无隐患旋转密封件[2]，确保干燥机干燥产品质量安全；

4.6 干燥机采用温度无线传输式的温度指示和温度控制，确保浸膏颗粒温度≤用户自己设定的温度，并设有温度联锁装置，当浸膏颗粒温度超过设定温度时会自动切断一次加热蒸汽热源；

4.7 湿颗粒采用真空上料方式，既可利用干燥机不工作时的真空抽气系统，又可避免机械式料桶提升和转移的操作麻烦，使流程和设备布置十分简洁紧凑；

4.8 整个浸膏制粒和真空干燥系统全机械化操作，不存在手工操作产生污染浸膏的机会。

5 成套设备造价的估计

中药浸膏的产量不会很大，设800及2000 kg/日两种规格已可能满足大部分中药浸膏的生产需要。对于要求更小些生产规模的话，很容易将日三班操作改为2班或1班，或者将单锥真空干燥机两台改为一台，则浸膏的最低产量可减低为 100 kg/日左右。因为双锥混合机作短时间操作，还有很大的潜力，可适当添加单锥真空干燥机，就能进一步扩大浸膏生产规模到3000 kg/日左右。两种规模的设备配置如下表所示。

考虑到双锥混合机的价格应远低于同容积规格双锥真空干燥机的造价，因为它由去掉真空干燥机的加热系统、抽气系统和外保温等结构材料构成了简单的双锥筒体，估计相当于传统双锥真空干燥机价格的一半。

单锥真空干燥机是将双锥真空干燥机的两个锥体中的一个改换成椭圆形封头，因此，它的容积就比传统双锥真空干燥机大幅度扩大，从而也大幅度地扩大了它的内加热构件的加热面积，由于仍保留了一个锥体，故仍保持锥体卸料干净利落的优点。如传统的2 m3双锥真空干燥机的加热面积为8.2 m2，而2 m3的单锥加热面积扩大到了 33 m2，即加热面积扩大了四倍。F/V值由原来的4.1 m2/m3扩大到了13 m2/m3。只有具有很大加热面积和很大F/V值的动态间接真空加热干燥机，才具备了为高脱水负荷及要求在低温差加热干燥条件下的浸膏干燥服务。

表 设备配置

单锥真空干燥机的加热面积虽几倍的增加，但干燥机消耗的不锈钢材并不按此比例增加，因为新增加的内加热管件的壁厚仅是筒体壁厚的1/2，所以，增加的不锈钢材量约为总不锈钢材量（包括不锈钢保护层及人孔等）的1/2左右。估计价格稍大于传统 2 m3双锥真空干燥机的 1.5倍。即干燥加热面积扩大了4倍，而干燥机价格仅增加 50%多一点。

6 结束语

虽然本文没有对产品质量作专门叙述，但透过流程和设备操作介绍，已说明完全消除了料盘式热风烘箱那样的手工操作，全部由密闭式机械操作替代手工操作，再由于真空和低温饱和水蒸汽加热和温度控制，低的干燥温度和短的停留时间，干燥后的浸膏质量自然大幅度地提高，将是料盘式热风干燥箱干燥产品无法比拟的，也深信它的浸膏质量不会低于真空带式干燥和喷雾干燥。

本推荐干燥方案的设备投资可能稍低于喷雾干燥，但一定大大低于带式真空干燥，当然可能会高于热风干燥箱。但对于药品生产来说，一些明显存在污染和污染隐患的料盘式热风干燥技术和设备，当新技术和设备的投资对企业还不造成伤动骨筋地步时，还是应从保护人民生命安全利益出发予以考虑研究，希望料盘式干燥箱早日退出药品浸膏干燥领域。

至于节能，因为单锥真空干燥机属间接加热节能型干燥机，从表中的干燥机驱动功率（双锥混合机仅作间歇式短时间操作运转），以它的生产率和任何干燥技术和设备进行比较，它的耗电是最低的。

以上叙述中难免夹杂个人的主观片面性，希望予以指正，更希望广大药机工作者们提出更多、快、好、省的中药浸膏干燥的方案，共同努力促进中药浸膏干燥技术和设备的进步。

[1] 沈善明. 热敏性药品的干燥[J]. 医药工程设计, 2010，31（6）: 1.

[2] 沈善明. 真空旋转密封件与双锥真空干燥机[J]. 医药工程设计, 2005，26（6）: 6.