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流化床干燥機(jī)又稱沸騰干燥機(jī)，流化床技術(shù)在我國制藥工業(yè)的應(yīng)用應(yīng)回溯到上世紀(jì)80年代，從原先的流化床干燥發(fā)展到流化床混合、流化床包衣、流化床制粒（丸）和流化床粉碎等方面的應(yīng)用，在制劑應(yīng)用方面由原先的固體制劑發(fā)展到其它制劑，特別在制粒干燥方面上作出了杰出的貢獻(xiàn)。可以說，流化床技術(shù)為我國制藥工業(yè)的發(fā)展意義重大，流化床賦予物料呈現(xiàn)的流態(tài)化性能會延伸出更多的應(yīng)用，而今人們有必要把這一經(jīng)典的技術(shù)發(fā)揚光大。本文從流化床的基本概念入手，分析和比較了流化床在制藥工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀，也闡述了幾種流化床設(shè)備的特點，同時憧憬了流化床技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景。
1流化床的基本概念
1.1流化現(xiàn)象的概念
在一個設(shè)備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當(dāng)氣體由設(shè)備下部通入床層，隨氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床層上產(chǎn)沸騰狀態(tài)，這狀態(tài)稱流態(tài)化，而這床層也稱流化床。采用這樣方法輔于其它技術(shù)可完成物料的干燥、制粒、混合、包衣和粉碎等功能。
由于固體顆粒物料的不同特性，以及床層和氣流速度等因素不同，
（1）第一階段（固定床），當(dāng)流體速度較低時，在床層中固體顆粒雖與流體相接觸，但固體顆粒的相應(yīng)位置不發(fā)生變化，這時固定顆粒的狀態(tài)為固定床；
（2）第二階段（流化床），當(dāng)固定床階段的流體流速逐漸增加到某一點時，固體顆粒就會產(chǎn)生相互間的位置移動，若再增加流體速度，而床層的壓力損失保持不變，固體顆粒在床層就會產(chǎn)生不規(guī)則的運動，這時的床層就處于流態(tài)化；
（3）第三階段（氣流輸送），當(dāng)流體流速大于固體顆粒的沉降速度時，這時固體顆粒就不能繼續(xù)停留在容器內(nèi)，而被氣流帶出容器。
對制藥工業(yè)應(yīng)用來說，干燥、制粒、混合、包衣等是利用第二階段運行的，對粉碎則可利用第二階段與第三階段而工程運行的。
1.2 聚式流態(tài)化的概念
流態(tài)化又有散式和聚式之分，而一般流化床所遇到的大都數(shù)均是聚式流態(tài)化。在聚式流態(tài)化出，固體顆粒不是以單個的形式出現(xiàn)，而是以顆粒團(tuán)的形式出現(xiàn)。流態(tài)化技術(shù)在制藥工業(yè)運用時，一般固體顆粒和流體密度相差較大（如熱空氣、惰性氣體的密度很小）。在實際運用中，工藝參數(shù)和設(shè)備設(shè)計不當(dāng)易造成“溝流”和“騰涌”現(xiàn)象如圖2所示。
（1）“溝流”，在流體通入固定床層時，由于各種原因使流體在床層中分布不均勻，使床層的局部地方產(chǎn)生短路，使相當(dāng)多的流體通過短路流過床層。若產(chǎn)生“溝流”，對流化床干燥設(shè)備來說，會使干燥介質(zhì)與被干燥物料接觸不良，干燥效果降低。
（2）“騰涌”，當(dāng)流化床內(nèi)顆粒大小分布不均勻、氣體通過分布極不均勻以及流化床的高度與直徑比較大因素時，會使床層內(nèi)部氣泡匯合長大，直至氣泡直徑大到接近于床層內(nèi)徑時，固體顆粒在床內(nèi)形成活塞向上運動，顆粒會向上拋出很高，小顆粒被氣流所夾帶，大顆粒然后紛紛落下。如此循環(huán)，也會使固體顆粒與干燥介質(zhì)流體接觸不良，干燥效果降低。
2流化床技術(shù)及設(shè)備在制藥工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀分析
流化床技術(shù)最早應(yīng)用于干燥工業(yè)是1948年在美國建立多爾-奧列弗固體流化裝置，而我國是在1958年以后開始應(yīng)用流化床技術(shù)，首先是在食鹽工業(yè)上應(yīng)用，繼后被廣泛應(yīng)用于化肥、顏料、塑料、制藥等方面，其中，其真正應(yīng)用在制藥工業(yè)是在1980年以后，那時只應(yīng)用在固體制劑的干燥。而今流化床技術(shù)在制藥工業(yè)已從單純的流化床干燥發(fā)展到流化床包衣、流化床制丸、流化床混合及流化床粉碎，特別是近年所延伸至包衣、制粒（丸）功能,新功能與原傳統(tǒng)的制劑工藝相比體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。
2.1流化床干燥技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)狀分析
2.1.1流化床干燥特性的分析
流化床干燥利用熱空氣流使?jié)耦w粒懸浮，流態(tài)化的沸騰使物料熱交換，把水分帶走達(dá)到干燥，其采用熱風(fēng)流動對物料進(jìn)行氣-固二相懸浮接觸的質(zhì)熱傳遞達(dá)到濕顆粒干燥。
2.1.1.1流化床干燥的優(yōu)點
（1）由于物料和干燥介質(zhì)接觸面積大，同時物料在床內(nèi)不斷地進(jìn)行激烈攪動，所以表現(xiàn)為傳熱效果良好及床層內(nèi)溫度比較均勻，具有很高的熱容量系數(shù)（或體積傳熱系數(shù)），一般可達(dá)8000~25000kJ/（m3·h·℃），另具有生產(chǎn)能力大特點；
（2）由于流化床內(nèi)溫度分布均勻，從而避免了產(chǎn)品的任何局部的過熱，所以特別適用于某些熱敏物料干燥；
（3）在同一設(shè)備內(nèi)可以進(jìn)行連續(xù)操作，也可進(jìn)行間歇操作；
（4）物料在干燥器內(nèi)的停留時間，可以按需要進(jìn)行調(diào)整，所以產(chǎn)品含水率穩(wěn)定；
（5）干燥裝置運動部件少，從而設(shè)備的投資費用低廉，維修工作量較小。
2.1.1.2流化床干燥的缺點
（1）被干燥物料顆粒度有一定的，一般要求不小于30微米，不大于4毫米為合適，粒度太小易被氣流夾帶，粒度太大不易流化；
（2）當(dāng)幾種物料混在一起干燥時，則要求幾種物料的相對密度應(yīng)接近；
（3）含水量過高易粘結(jié)成團(tuán)的物料，一般不適用，同時易結(jié)壁和易粘結(jié)團(tuán)的物料會在流化過程中產(chǎn)生結(jié)壁和堵床現(xiàn)象；
（4）由于流化干燥器的物料返混比較激烈，所以在單級連續(xù)式流化干燥裝置中，物料停留時間不均勻，有可能發(fā)生未經(jīng)干燥的物料隨產(chǎn)品一起排出床層。
2.1.2流化床干燥設(shè)備現(xiàn)狀的分析
流化床干燥又稱沸騰干燥，其利用熱空氣流使?jié)耦w粒懸浮，流態(tài)化的沸騰使物料熱交換，把水分帶走達(dá)到干燥。其采用對流方式干燥方式，氣固兩相大面積接觸，表現(xiàn)出料床溫差小、干燥速度快、成品含水均勻等沸騰干燥特點，廣泛適用于產(chǎn)量大的品種。流化床干燥設(shè)備應(yīng)用在制藥工業(yè)上常有臥式沸騰床干燥機(jī)、高效沸騰干燥機(jī)等。
2.1.2.1沸騰床干燥機(jī)
沸騰床干燥機(jī)如圖3所示由空氣過濾器、加熱器、沸騰床主機(jī)、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、高壓離心風(fēng)機(jī)、操作臺組成。當(dāng)粉粒狀固體物料由加料器加入沸騰床干燥機(jī)中，過濾后的潔凈空氣加熱后由鼓風(fēng)機(jī)送入流化床底部經(jīng)多孔分布板與固體物料接觸，形成流態(tài)化達(dá)到氣固的熱質(zhì)交換，物料干燥后由排料口排出，廢氣由沸騰床頂部排出經(jīng)旋風(fēng)除塵器組和布袋除塵器回收固體粉料后排空。
沸騰床干燥機(jī)是能連續(xù)進(jìn)出料，并具有產(chǎn)量大的特點，目前主要應(yīng)用于中藥沖劑生產(chǎn)上。但其生產(chǎn)效果并不如人意，主要原因表現(xiàn)為：（1）原始結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷，結(jié)構(gòu)上未能有效避免清洗死角與盲區(qū)；（2）在真正意義上達(dá)不到連續(xù)進(jìn)出料要求。
該類機(jī)型國內(nèi)有多家仿制，但都離不開仿國外二大代表機(jī)型，一類代表為美國Ventilex公司，已實現(xiàn)單機(jī)蒸發(fā)量達(dá)5000kgH2O/h；另一類是德國Glatt公司的GF系列產(chǎn)品，已達(dá)到單機(jī)蒸發(fā)能力1600 kgH2O/h。國產(chǎn)機(jī)型與這兩類設(shè)備主要差異表現(xiàn)為：（1）床層的零壓設(shè)計及控制；（2）粉塵回收裝置及系列的設(shè)計；（3）為清洗SOP設(shè)計的快速拆裝結(jié)構(gòu)；（4）有機(jī)溶煤有效回收裝置。
2.1.2.2高效沸騰干燥機(jī)如圖2所示
空氣經(jīng)加熱凈化后，由引風(fēng)機(jī)從下部導(dǎo)入，穿過料斗的多孔網(wǎng)板。在工作室內(nèi)，經(jīng)攪拌和負(fù)壓作用形成流態(tài)化，水分快速蒸發(fā)后隨著排氣帶走，物料快速干燥。高效沸騰干燥機(jī)特點為：
（1）流化床為圓形結(jié)構(gòu)避免死角；
（2）床內(nèi)設(shè)置攪拌，避免了潮濕物料的團(tuán)聚及干燥過程中形成溝流“溝流”；
（3）采用翻頃卸粒，方便迅速徹底，操作簡便，清洗方便；
（4）密封負(fù)壓操作，無粉塵外泄；
（5）干燥速度快，溫度勻稱，每批干燥時間一般在20-30分鐘。
該機(jī)型是針對濕顆粒干燥設(shè)計的，由于結(jié)構(gòu)簡單，價格低而在我國藥廠得到廣泛應(yīng)用，國外所占比例很小。該機(jī)尚待解決的問題是：由于內(nèi)置攪拌結(jié)構(gòu)，應(yīng)克服密封及快卸清洗。
2.2流化床制粒（丸）技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)狀分析
2.2.1流化床制粒（丸）特性的分析
流化床制粒是在流化床干燥工藝中輔助粘合劑噴霧工藝而成，流化床制粒又稱一步法制粒，其集混合、制粒、干燥于一體。其原理為：利用氣流作用，使粉粒產(chǎn)生流態(tài)化而混合。粘合劑采用氣流式噴霧定量噴灑在粉體上，使其凝集，并采用熱風(fēng)流動對物料進(jìn)行氣-固二相懸浮接觸的質(zhì)熱傳遞達(dá)到顆粒干燥。
2.2.1.1流化床制粒的優(yōu)點
（1）集混合-制粒-干燥于一體，混合的時間、產(chǎn)品水分含量、干燥后制粒質(zhì)量和均勻性等滿足相應(yīng)要求；
（2）制粒成品顆粒較松，粒度20~80目左右，且成品外觀近似球形，流動性好；
（3）生產(chǎn)效率高、勞動強(qiáng)度低；
（4）混合、制粒、干燥過程均應(yīng)在全封閉負(fù)壓狀態(tài)下，以防止粉塵污染和飛揚，受外界污染低。
2.2.1.2流化床制粒的缺點
（1）電耗較高；
（2）洗清相對困難；
（3）控制不當(dāng)易產(chǎn)生污染。
近年開發(fā)的氣動旋流式流化床既可制粒又可包衣。同時，離心式流化床制丸可以制造出多孔性球形顆粒或小丸，適用于高密度小直徑顆粒的批量生產(chǎn)。由于這些技術(shù)在流化制粒或制丸的同時，又能完成包衣，故此點歸入2.3流化床包衣部分闡述。
2.2.2流化床制粒（丸）設(shè)備現(xiàn)狀的分析
2.2.2.1沸騰制粒機(jī)
沸騰制粒機(jī)（又稱一步制粒機(jī)）如圖5所示是集混合-制粒-干燥于一體的設(shè)備。沸騰制粒機(jī)是目前藥廠廣泛選用的制粒設(shè)備，其工藝亦日趨成熟，目前國內(nèi)已有70余家單位生產(chǎn)此類設(shè)備。沸騰制粒機(jī)特點：
（1）進(jìn)風(fēng)采取2～3級過濾、引風(fēng)機(jī)帶有消音裝置，整個混合、制粒、干燥工藝過程從進(jìn)風(fēng)、霧化、排風(fēng)都處于全封閉狀態(tài)；
（2）機(jī)器的噴霧壓力與粒度、進(jìn)排風(fēng)溫度及風(fēng)量、負(fù)壓、粘合劑用量及濃度等應(yīng)滿足實際工藝要求，并使制粒快速干燥、均勻；
（3）采用多流體霧化器，且整個粘合劑噴霧有程序控制；
（4）其捕集塵布袋過濾器兩端壓差，能自動測查并可控，使床內(nèi)保持****流化狀態(tài)；
（5）雙捕集濾袋系統(tǒng)，清灰徹底。
國際上此類設(shè)備以GLATT及Aeromatic公司相應(yīng)產(chǎn)品為代表，國內(nèi)沸騰制粒機(jī)與國際同類先進(jìn)技術(shù)相比，尚有很大差距，主要表現(xiàn)在以下幾方面：
（1）介質(zhì)預(yù)處理裝置的設(shè)計，在GLATT及Aeromatic公司所推薦的一步制粒流程中，已納入進(jìn)風(fēng)除濕功能，國內(nèi)目前尚未如此設(shè)計；
（2）在配件選擇方面，國外設(shè)備采用一種經(jīng)緯高強(qiáng)度抗靜電布過濾袋，清灰效果良好，風(fēng)阻小，且經(jīng)久耐用，而目前國內(nèi)尚無此類產(chǎn)品供選擇；
（3）在控制上，國外設(shè)備可做到工藝重復(fù)性，控制帶有各相關(guān)工藝參數(shù)的連鎖、反饋及與工藝要求匹配的變量差錯設(shè)計，其工藝重復(fù)性極強(qiáng)，國內(nèi)尚達(dá)不到要求；
（4）在結(jié)構(gòu)上，國外設(shè)備設(shè)計制作過程嚴(yán)格遵守GMP規(guī)范，如清洗液的排泄，動（靜）部位的密封，法蘭處流態(tài)化死角等方面處理是合理有效的，而國內(nèi)大部分產(chǎn)品的制作設(shè)計上，嚴(yán)格來說，離GMP規(guī)范尚有距離。
然而，國際上以GLATT及Aeromatic公司相應(yīng)產(chǎn)品為代表，其產(chǎn)品在全球占具絕對的份額。雖然產(chǎn)品先進(jìn)，但也尚存不完善之處，如國外產(chǎn)品的應(yīng)用范圍窄，機(jī)型偏重單品種，而我國藥廠普遍存在品種繁多，所以要求技術(shù)設(shè)計應(yīng)考慮更多的通用性。此外，原進(jìn)口機(jī)型測繪的標(biāo)準(zhǔn)型通用性差。干燥機(jī)是指一種利用熱能降低物料水分的機(jī)械設(shè)備，用于對物體進(jìn)行干燥操作。干燥機(jī)通過加熱使物料中的濕分（一般指水分或其他可揮發(fā)性液體成分）汽化逸出，以獲得規(guī)定濕含量的固體物料。干燥的目的是為了物料使用或進(jìn)一步加工的需要。
農(nóng)藥，是指農(nóng)業(yè)上用于防治病蟲害及調(diào)節(jié)植物生長的化學(xué)藥劑。廣泛用于農(nóng)林牧業(yè) 無機(jī)鹽及碳酸鈣行業(yè)用干燥設(shè)備面臨的問題
無機(jī)鹽及碳酸鈣行業(yè)對于干燥設(shè)備的總體要求是熱效率高、能耗低、配置簡單、控制方便、占地面積小、操作環(huán)境安全衛(wèi)生。目前，無機(jī)鹽行業(yè)使用較普遍的干燥 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)從進(jìn)料中產(chǎn)生粉末，其在性質(zhì)上是粘性或凝膠狀的，糊狀物或濾餅。兩步驟包括分解進(jìn)料和干燥分解的進(jìn)料。根據(jù)進(jìn)料材料的性質(zhì)，常規(guī)的臂設(shè)計可以用于結(jié)晶性非粘性材料，或者專門設(shè)計的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)設(shè)計粉碎機(jī)可以用于處理粘性和凝膠狀材料。分解的物質(zhì)與熱的干燥介質(zhì)接觸，干燥該顆粒并且氣動輸送它在旋風(fēng) 實驗室離心噴霧干燥機(jī)的技術(shù)特點：1.噴霧干燥整個實驗過程在110°C即可完成，大大降低了物料干燥溫度，解決了熱敏性物料噴霧干燥的難題。2.彩色觸摸屏操作：加熱溫度PID恒溫控制，蠕動泵進(jìn)料速度可以隨時調(diào)節(jié)。3.實驗室低溫離心噴霧干燥機(jī)噴粉的顆徑呈正態(tài)分布，流動性非常好，而且噪音非常低，符合國家實驗噴霧干燥機(jī)是一種直接粉末狀快速干燥的技術(shù)，目前已被越來越多的實驗室所采用。特別是目前國內(nèi)實驗室微型噴霧干燥機(jī)的研制成功，大大降低了這一昂貴的儀器設(shè)備的價格。過去的實驗設(shè)備已經(jīng)成為許多實驗室的常規(guī)設(shè)備，很大的滿足了國內(nèi)大多數(shù)實驗的需求。
離心噴霧干燥機(jī)，其是干燥機(jī)中的一種，其在干燥技巧上，一 |
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