【原创】中药浸膏困惑之:如何优选干燥工艺


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  应根据不同干燥方式的特点选择中药浸膏的干燥方法。

中国粉体网讯  中药浸膏是中药经提取、纯化、分离、浓缩、干燥等工艺加工获得的产物,是制备中药制剂的中间体,其质量的优劣对中药制剂成型工艺及制剂成品的质量起着举足轻重的作用。干燥是形成中药浸膏的关键工艺环节,对浸膏质量具有重要影响。由于干燥方式对干燥产物的粒径大小及形态、吸湿性、团聚性等物理性质有一定影响,进而影响制剂工艺过程及最终制剂的质量。因此,应根据不同干燥方式的特点选择中药浸膏的干燥方法。


1、真空干燥


真空干燥是将物料置于负压条件下,并适当通过加热达到负压状态下的沸点或通过降温使物料凝固的干燥方法,具有操作简单、投入少、适用性强,对易燃、黏性、有触变性或膏状物料一般都可适用,干燥过程中药品不易被污染等优点。真空干燥技术主要分为厢式、带式、脉冲式等形式。


厢式真空干燥应用最早,但用于中药浸膏干燥效率较低,长时间受热导致对工艺敏感的有效成分被破坏。近年来,针对改善厢式真空干燥效率低、自动化程度低等不足,取得了一定的进展。


带式真空干燥是一种连续进、出料的接触式加热干燥方法,由于干燥过程中浸膏被薄涂在真空腔内用于加热的传送带上,降低了料层厚度、增大了浸膏的蒸发面积,有利于提高干燥效率、缩短浸膏受热时间,并提高了自动化生产水平。其特有的冷却段设计可显著增加干膏脆性,易于后期粉碎处理,是多糖含量高、黏性大、遇热易软化的中药浸膏较佳的干燥方法,并可降低浸膏的吸湿性。


脉冲式真空干燥利用“水合作用”原理增大水分子及溶质的传质效果,通过真空与常压循环操作,物料的微观孔道不断地被挤压与扩张,进而借助产生的压力差而对物料进行渗透脱水,随着真空循环率的增加,组织内空隙增加,真空渗透效果显著。此外,设备通常安装一组对射光电探头用于起泡自动检测,当泡沫遮挡探头会自动进热压缩空气进行破泡,防止易起泡浸膏溢出造成物料损失。


真空干燥中药浸膏的缺点是劳动强度高、热量消耗大、热效率低(热能利用率低于40%)、干燥时间长;干燥过程中物料易结成硬块,较难粉碎;易出现表面假干燥现象。


2、喷雾干燥


喷雾干燥是将提取液从雾化器喷出,先与热气流进行热交换,使雾状液滴中的溶剂迅速蒸发得到干浸膏粉体。该技术干燥速度快,受热时间短、干燥效率高,制备的提取物物料粒度小、流动性好、松散度好,且可由液料直接获得粉末,省去蒸发结晶、分离、粉碎等工序,可在半无菌状况下操作,方便下一步制剂。


由于中药提取物中往往含有多糖、黏液质等易吸湿性成分,故其吸湿性强、黏度大,导致其流动性差,在喷雾干燥技术的应用过程中,常常出现粘壁、黏结、粉末吸湿结块等问题,为后续制剂成型工艺造成困难,为此,中药浸膏在喷雾干燥时通常加入适宜的辅料以改善粉体物理性质。


3、微波干燥


微波干燥依据介电损耗原理,借助微波辐射使水分子急剧运动而产热,使物料内外同时均匀加热,从而达到干燥目的。微波干燥在中药领域中的应用越来越广泛,但富含挥发性或热敏性成分的中药材、含大量淀粉、树胶的天然植物等都不适合使用微波干燥。


微波干燥通过水分子运动产热,因此干燥过程中会出现温度高、不易控制等问题,造成物料过度干燥,产生药物成分损失。为此,现代研究者们将微波干燥和其他干燥技术联合起来,提高了微波干燥应用范围。


微波真空干燥是把微波干燥和真空干燥两项干燥技术结合起来,微波可为真空干燥提供热源,克服了真空状态下常规热传导速率慢的缺点,真空又使得物料在较低温度下进行干燥,提高了生产效率。然而,微波技术应用于中药浸膏干燥需通过旋转吊篮或带式传输等方式实现物料动态化,以弥补微波干燥不均等不足,实现浸膏高效干燥。


减压微波干燥是将微波干燥和减压干燥两项干燥技术结合起来,充分发挥各自优势。微波可为减压干燥提供热源,克服了减压状态下常规热传导速率慢的

缺点;减压又使得物料在较低温度下进行干燥,缩短了干燥时间,提高了生产效率。大量研究表明,经微波干燥所得的中药浸膏含水量低,并能改善吸湿性。


4、减压干燥


减压干燥是在密闭空间中抽真空后,通过热传导方式将热量由外向内传导,使水分从内部慢慢向表面扩散并蒸发而实现干燥目的。该方法优点是使用简单、适用性强、干燥温度较低且处于真空状态,对一般中药浸膏皆可适用,尤其适用于含易氧化或含热敏性成分的中药浸膏。


减压干燥具有干燥时间长、热利用率低、干燥后需粉碎等缺点,且当减压干燥速度过快,温度较高时,浸膏表面水分蒸发过快,内部水分来不及扩散至表面,导致浸膏表面出现粘结和熔化结膜,造成外面干燥内部湿润的假干燥现象,使浸膏易结成硬块,不利于粉碎。


5、冷冻干燥


冷冻干燥是先将物料在超低温度下冻结,然后在高真空环境中使冰直接升华成水蒸气,从而达到干燥目的。冷冻干燥过程在低温环境下进行,有利于中药浸膏中有效成分的保留,尤其适用于含易氧化、热敏性成分及蛋白质类中药的干燥,并且干燥产物疏松多空、呈海绵状、复原性好。然而,因冷冻干燥操作复杂、设备昂贵、干燥时间长、能耗大、干燥成本高等缺点,严重阻碍了其在中药浸膏中的发展,如何解决这些问题是冷冻干燥技术研究的关键。


6、流化床干燥


流化床干燥是将物料置于可输送气体的孔板上,引起物料在气体分布板上运动,在气流中呈悬浮状态,产生颗粒与气体的混合底层,在此混合底层中二者间充分接触,从而进行物料与气体间的热传递与水分传递。其优点在于集混合、制粒、干燥于一体,且物料与气体接触面积大、热传递好、干燥速度快、温度分布均匀,能够有效避免物料局部过热,适用于浸膏量大、辅料相对较少的中药颗粒制备及对湿和热敏感的药物制粒。


流化床干燥对被干燥物料颗粒度一般要求介于0.03~4.00mm,而且当几种物料混在一起干燥,各物料相对分子质量应当接近。在单级连续式流化干燥装置中,物料停留时间不均匀,可能会发生未经干燥的物料随产品一起排出床层的情况。


脉动气流辅助流化床干燥是在传统流化床干燥的基础上额外通入一股由压缩机产生气流,再经过电磁阀控制产生脉动的脉动气流,在脉动气流强力的扰动下,较好地改善黏性物料的流化状况。


7、超声强化干燥


超声强化干燥是通过超声辐射盘传入物料内部,在介质中产生热效应、机械效应和空化效应,引起一系列快速的压缩和膨胀,使物料的组织结构蓬松,微观孔道数量增多,利于粉碎,方便进行下一步制剂加工。但超声波的传播受介质性质影响较大,中药浸膏在干燥初期含水率较高,呈流体状,此时超声的传播效率高,强化作用可能更显著,但随着干燥的进行,浸膏逐渐变成具有一定孔隙的固体,超声的传播效率降低,强化作用随之减弱。


小结:


中药浸膏干燥是制备现代中药制剂的重要工序,干燥工艺的优劣直接决定干浸膏的质量,进而影响中药制剂的疗效。中药浸膏干燥技术形式众多,各具优缺点,应根据不同干燥技术的原理,充分考虑干燥效率、干燥品质及干燥后浸膏粉体学性质特点及对后续制药过程的影响,来选择最佳的干燥工艺。


参考来源:

1、李远辉,伍振峰等.制备工艺对中药浸膏物理性质影响的研究现状

2、殷建军.中药浸膏干燥技术简析

3、李延年.丹参浸膏干燥工艺与品质相关性研究

4、万琴,高欢等.中药浸膏干燥技术及干燥机制的研究进展与发展趋势

5、王学成.中药浸膏超声耦合真空干燥强化传热传质机理及过程模拟研究

6、詹娟娟,伍振峰等.中药浸膏干燥工艺现状及存在的问题分析


(中国粉体网编辑整理/青黎)


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