中國粉體網訊 摘要：噴霧干燥是一種熱處理加工工藝。中藥噴霧干燥過程一般用于將中藥制成浸膏或者將溶液制成噴霧原料液，經過噴霧干燥短時間內將藥液干燥成固體粉末或顆粒，可直接用于制粒、壓片，或制成膠囊等，有效降低了中藥的服用劑量。本文介紹了噴霧干燥工藝、中藥噴霧干燥過程中面臨的問題及噴霧干燥在中藥中的應用。
關鍵詞：噴霧干燥；中藥粉體；霧化；粒徑
1 前言
噴霧干燥技術起源于美國，距今已有將近150年的發展歷史，自從20世紀中旬我國從前蘇聯引進第一臺噴霧干燥機以來，噴霧干燥技術在我國也已有60多年的發展歷史[1]。目前噴霧干燥技術已經廣泛應用于醫藥、食品、化學、農藥、冶金、陶瓷、催化劑、煙氣脫硫、污泥干化、涂料、蜂蜜等加工行業。噴霧干燥一直以來是干燥領域內的熱點研究話題，國內外研究學者對噴霧干燥領域進行了廣泛、深入的研究[2]。
中藥噴霧干燥過程一般用于將中藥制成浸膏或者將溶液制成噴霧原料液，經過噴霧干燥短時間內將藥液干燥成固體粉末或顆粒，可直接用于制粒、壓片，或制成膠囊等，有效降低了中藥的服用劑量。與傳統中藥干燥流程相比，中藥噴霧干燥大大簡化了工藝流程，降低了產品制造成本，封閉的制造環境下降低了藥物受到污染的可能性，且減少了環境污染[2-3]。就干燥后的粉體質量而言，噴霧干燥制得的中藥產品顏色較淺、流動性好、含水量低、穩定性好、便于生產和儲存。
2 噴霧干燥技術
噴霧干燥是一種熱處理加工工藝。液體物料通過送料泵泵入噴霧干燥塔中，經噴嘴霧化成小液滴，塔內的高溫使液滴中水分迅速蒸發，制得干燥顆粒狀的產品。溶液、乳液、懸濁液等均可通過噴霧干燥技術加工為固態產品[4，5]。同時，噴霧干燥因其熱處理時間與其他熱加工工藝相比較短，且可通過加入干燥助劑提供保護，所以較適宜用來進行熱敏感物料的加工[6]。
2.1 噴霧干燥過程[6]
根據干燥特點，噴霧干燥可分為霧化、干燥、分離等三個步驟：①物料霧化：物料通過霧化器的霧化作用霧化成直徑細小的霧滴，增大料液的傳熱面積。②物料干燥：霧化之后的細小霧滴與高溫熱空氣直接接觸過程中迅速蒸發大部分水分，從而把料液干燥成粉體或顆粒狀產品的過程，在此過程中物料與環境之間發生熱量和質量的交換。③氣固分離：干燥之后的物料為粉末狀物料和氣體狀溶劑，生產過程中一般采用旋風分離加布袋除塵器的方法加以分離。
3中藥噴霧干燥過程中的問題
3.1 料液性質[7]
料液性質主要包括料液黏度，料液表面張力，料液濃度和料液組成。中藥經提取、濃縮后得到的濃縮液中含糖類、膠類或黏液質較多時，會導致溶液黏度增大，而高黏度液體阻礙液體振幅，影響噴霧干燥的效果。在噴霧干燥過程中，霧化液滴表面張力與粉體形成過程密切相關，影響粒徑大小與形態。
提取液的料液濃度也是影響噴霧干燥制備的粉體的收率、粒徑和水分等的關鍵因素。對于中藥提取液來說，濃度較大時，單位體積內固體含量多，粒子易聚集在一起，導致粒徑增大，且粉體存在干燥不完全、水分超標的風險。料液濃度過低時，單位體積內固體含量較低，導致收率降低。在中藥提取物中，除有效成分外，尚存在一些無藥理活性但可影響藥物物理性質的伴生物質，如淀粉、多糖、樹膠、果膠等。伴生物質與有效成分協同參與噴霧干燥過程，可起到保護有效成分不受損失、改變顆粒結構等作用，體現中藥“藥輔合一”特點。
3.2 工藝參數[3]
在噴霧干燥過程中，不同的工藝條件對中藥粘壁現象的影響也不同。噴霧干燥常見的影響因素包括進料速率、進出口溫度、進風量、霧化壓力等。綜合考慮中藥的相關性質，選擇合適的進料速率很重要。進料速率過快會使物料在噴霧過程中干燥不完全，導致中藥含水量過高，甚至產生黏連；速率過慢則會延長中藥干燥時間，且易導致其燒焦，影響藥品質量。進風溫度在噴霧干燥過程中至關重要，由于各種中藥性質不同，干燥溫度也不同，在干燥過程中一般應先確保干燥塔溫度均勻后再開始進料，溫度高會導致多糖中藥黏性增大，且可能破壞其有效成分。通過控制進風量可以控制霧滴大小，適當加大熱風量可以干燥霧滴，減緩粘壁現象。穩定的霧化壓力可減輕噴頭震動帶來的霧化偏差，使霧滴大小均勻。
3.3 裝備因素
目前對噴霧干燥儀器的研究大部分為噴霧干燥應用研究和其他技術的聯合應用，如噴霧-流化床干燥、噴霧-旋流組合干燥及微波真空干燥聯合等，不同干燥技術對中藥噴霧干燥效果的影響及相應的適用范圍不同[3]。噴霧干燥裝備參數如霧化器和干燥器的幾何形狀等也會影響干燥效果[8]。李翔宇等[10]模擬了不同的霧化器材質和氣體進入干燥塔方式對干燥效果的影響，結果表明旋流式干燥塔比直流式干燥塔的干燥效果好；且液滴的尺寸和分布受材料阻力系數的影響，據此可開發不同的噴頭來控制霧滴尺寸。
4 噴霧干燥在中藥中的應用
在2015版《中國藥典》中，中藥植物油脂、提取物、藥材、飲片、單味藥劑、成方制劑等品種共有2598種，其中618種是飲片和藥材，按照規定，可新鮮加工的中藥材有64種。可用于噴霧干燥的多種中藥具有不同的化學成分和理化性質，因為不同中藥的特性和產品要求不同，其噴霧干燥工藝也不同[3]。目前，中藥的應用主要為中藥配方。中藥的配方由多種中藥組成，且其作用相輔相成。對中藥配方顆粒進行研究是研究者們近年來關注的重點。
4.1 制備中藥粉體[7]
近年來，噴霧干燥技術在中藥復方和單味中藥粉體制備中的應用均有報道，如秦艽配方顆粒、參蒲盆炎顆粒、溫經止痛方等復方制劑中間體的制備，以及金展菊花提取物、玫瑰提取物、菊芋提取物等單味中藥或藥用植物提取物粉體的制備。制備的中藥粉體的性質與噴霧干燥過程參數密切相關，需綜合考慮各類參數以制備得到滿足目標的粉體。
4.2 中藥提取物的改性
在中藥提取液中加入適宜輔料進行噴霧干燥共處理，對中藥粉體結構和性質進行物理修飾，可產生具有良好粒徑、粒形、顆粒孔隙，以及優良的流動性和可壓性的粉體[10-11]。如針對中藥提取液噴霧干燥過程黏壁問題，肖蘭英等[12]基于響應面分析法優選噴霧干燥最佳條件，以進風溫度150℃，進料速度20 r·min-1，料液密度1.10g·mL-1，輔料（β-環糊精）占比17%的工藝制備了不黏壁、收率高的黃芪通便顆粒。
4.3 制備微囊[7]
噴霧干燥制備微囊的主要方法包括液滴噴霧干燥和流化床噴霧干燥。液滴噴霧干燥將囊心和囊材混合液分散成霧滴，遇熱氣流迅速蒸發干燥成微囊，是微囊制備最常用的方法。FERREIRA等使用葛根淀粉與阿拉伯膠混合作為囊材保護物理穩定性不強的黑莓提取物，優化干燥條件后，以進風溫度143℃和藥輔比1:1.78得到高收率、水溶性較強、吸濕性低的微囊，提高了黑莓提取物的保存期。此外，微囊類制劑可以定位靶細胞，延長藥物釋放而對正常組織無損害，常用于癌癥的治療。
4.4 制備無定形固體分散體[7]
無定形固體分散體是指藥物以無定形形態分散于固體載體中，產生單一、均相的分散體系。高度分散產生的無定形粉體相對于晶體藥物而言，不受晶格的束縛，與溶劑的接觸面積增加，提高親水性，改善藥物的溶出性能。噴霧干燥是制備固體分散體的有效技術，可實現極快的溶劑蒸發，從而導致活性藥物組分（API）載體溶液快速轉變為固體API載體顆粒，溶劑蒸發動力學有助于無定形固體分散體的形成。
4.5制備應用于肺部吸入制劑
現階段在肺部吸入制劑的制備中，目前使用噴霧干燥結合冷凍干燥技術較多，主要是保證藥物成分不受損失同時粉體粒徑能滿足要求，制備過程是通過霧化器將溶液霧化成小液滴，經低溫作用，液滴被冷凍，形成凍結顆粒，最后升華過程使凍結顆粒變為干燥顆粒，制得粒子具有粒徑小，分布窄，流動性好的特點[13]。胰島素、返魂草素等中藥有效成分已被開發為吸入粉霧劑以治療糖尿病、肺水腫等疾病。
5結語
隨著噴霧干燥技術持續進步和完善，在中藥實驗或生產中出現的問題，也被不斷研究攻關。粉體入藥既能保留原飲片全成分，又能使得飲片使用越來越方便，藥效更好的超微中藥具有良好的發展前景，且微米量級中藥的細化程度不涉及原子或分子結構層面的變化，因此不會破壞藥物的有效成分，更不會對安全用藥構成威脅。
參考文獻
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