噴霧制粒是制藥工業(yè)中一項關(guān)鍵的工藝技術(shù)，它利用霧化器將藥物溶液或混懸液霧化成細微液滴，并噴入熱氣流中，使溶劑快速蒸發(fā)，從而直接獲得干燥的球狀顆粒，但在實(shí)際操作中，工藝參數控制、設備選型及維護等問(wèn)題常影響產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。本文結合行業(yè)實(shí)踐與技術(shù)文獻，探討噴霧制粒過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及應對策略。

       一、噴霧制粒的原理及設備特點(diǎn)

       噴霧制粒設備的核心是噴霧干燥制粒機，其工作原理是將空氣通過(guò)濾器過(guò)濾后，經(jīng)加熱器加熱形成熱氣流，然后通過(guò)噴霧系統將料液霧化成液滴，液滴與熱氣流接觸后迅速干燥形成顆粒。這種設備具有以下特點(diǎn)：

       一步完成制粒：噴霧制粒能夠將液體原料直接轉化為粉狀固體顆粒，實(shí)現了原料液的濃縮、干燥、制粒等環(huán)節的一體化，簡(jiǎn)化了工藝流程。

       干燥速度快：噴霧制粒設備的熱風(fēng)溫度較高，但由于霧滴的表面積大，干燥速度非?？?，通常只需數秒至數十秒，物料的受熱時(shí)間極短，干燥物料的溫度相對較低，特別適合于熱敏性物料的處理。

       顆粒質(zhì)量高：所制得的顆粒多為中空球狀粒子，粒度范圍約在 30μm 至數百微米，堆密度約在 200～600kg/m?，具有良好的溶解性、分散性和流動(dòng)性，有利于后續的加工和使用。

       適用范圍廣：除了常見(jiàn)的藥物制粒外，噴霧干燥制粒技術(shù)近年來(lái)在抗生素粉針的生產(chǎn)、微型膠囊的制備、固體分散體的研究以及中藥提取液的干燥中也都得到了廣泛應用。

       二、噴霧制粒過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題

       顆粒結塊或粘連：霧化器是噴霧干燥制粒機的關(guān)鍵部件，其性能和設置直接影響霧化效果。如果霧化器存在缺陷或者設置不當，如壓力式霧化器的壓力不足、氣流式霧化器的氣壓不穩定或離心式霧化器的轉速不適宜，會(huì )導致霧滴大小不均勻或霧化效果差，進(jìn)而使顆粒結塊或粘連。此外，工藝參數不合理也會(huì )導致此問(wèn)題，例如進(jìn)風(fēng)溫度過(guò)高，會(huì )使粘合劑在霧化時(shí)即被干燥，無(wú)法成粒；進(jìn)風(fēng)溫度過(guò)低，則粘合劑與顆粒接觸時(shí)間過(guò)長(cháng)，制得的顆粒會(huì )更硬實(shí)，且易結塊。

       霧滴干燥不徹底：熱氣流及霧滴的流向是影響霧滴干燥情況的重要因素。并流型適用于熱敏性物料的干燥制粒，但若并流速度不匹配，霧滴可能未完全干燥就離開(kāi)干燥室；逆流型和混流型則不適用熱敏性物料，且對霧滴干燥的均勻性要求較高，若操作不當，易出現干燥不徹底的情況。

       顆粒細中粉過(guò)多：可能由以下幾種原因導致：一是黏合劑的使用量不足或種類(lèi)、濃度不適宜，無(wú)法使藥粉顆粒間形成穩定的搭橋；二是風(fēng)機頻率過(guò)大、風(fēng)量過(guò)高或噴槍位置不匹配，加速了黏合劑或潤濕劑的揮發(fā)，導致藥粉不能被完全潤濕，阻礙顆粒抱團長(cháng)大；三是藥粉床的面積大于噴槍的噴霧范圍，中間藥粉接觸較多黏合劑形成大顆粒，而外圍藥粉接觸較少形成小顆粒。

       噴頭堵塞：噴頭堵塞是噴霧制粒過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題之一?？赡艿脑虬ǎ猴L(fēng)機頻率過(guò)高或槍頭位置過(guò)低，導致沸騰的物料與槍頭距離太近，濕物料粘在槍頭上；物料的供液速度過(guò)大，濕物料不能及時(shí)干燥，細粉黏在槍頭上；粘合劑的粘度較大，且粘合劑內含有不溶性顆粒，易造成堵槍。

       堆密度過(guò)低：當干燥氣體的溫度比所用溶劑的沸點(diǎn)高時(shí)，在干燥初期溶劑會(huì )迅速揮發(fā)，若選用的材料比較柔軟，液滴會(huì )不斷膨脹而不破裂，隨著(zhù)溶劑不斷揮發(fā)，產(chǎn)品粒子上生成許多小孔，粒子被拉伸，導致堆密度過(guò)低、過(guò)于蓬松，會(huì )增加下游工藝的開(kāi)發(fā)難度，難以用于壓片或需要多次工藝再加工，延長(cháng)工藝路線(xiàn)，增加生產(chǎn)成本。

       顆粒色澤不均一：這可能是由于物料在投料后未混合均勻就進(jìn)行噴液，或者是噴頭噴液不均勻，導致部分顆粒接觸的粘合劑或藥液量不同，從而出現色澤差異。

       塌床現象：可能是由于噴霧速率過(guò)快、物料過(guò)濕或風(fēng)量不足，導致物料無(wú)法保持良好的流化狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)生塌床。

       床層負壓高：細粉隨出風(fēng)口排出，會(huì )增加過(guò)濾除塵器的工作負擔，導致床層負壓升高，影響設備的正常運行。

       三、解決噴霧制粒常見(jiàn)問(wèn)題的措施

       針對顆粒結塊或粘連：應首先檢查霧化器的類(lèi)型和設置是否合理，根據實(shí)際生產(chǎn)情況，對于壓力式霧化器，可調整壓力至合適的范圍；對于氣流式霧化器，穩定氣壓并優(yōu)化氣流分布；對于離心式霧化器，調節轉速以獲得均勻的霧滴。同時(shí)，合理設置進(jìn)風(fēng)溫度，根據物料的性質(zhì)和粘合劑的特點(diǎn)，選擇合適的溫度范圍，確保粘合劑能夠與藥粉充分接觸并形成穩定的顆粒。

       針對霧滴干燥不徹底：在操作過(guò)程中，應根據物料的熱敏性和粒度要求，合理選擇熱氣流及霧滴的流向類(lèi)型。對于熱敏性物料，優(yōu)先選擇并流型，并確保并流速度匹配；對于非熱敏性物料，若采用逆流型或混流型，應嚴格控制工藝參數，如溫度、風(fēng)量等，以保證霧滴干燥的均勻性和徹底性。

       針對顆粒中細粉過(guò)多：若因黏合劑問(wèn)題，可增加黏合劑的使用量或更換粘度較大的黏劑合，但需注意防止堵塞噴槍口；若因風(fēng)機頻率或噴槍位置問(wèn)題，應減少風(fēng)機的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，優(yōu)化噴槍設置或放置的位置；若因藥粉床面積與噴槍噴霧范圍不匹配，需調整噴槍角度、選擇合適的噴槍霧化度和霧化速率，使噴霧范圍與藥粉床面積相適應。

       針對噴頭堵塞：控制風(fēng)機頻率在合理范圍內，避免過(guò)高；合理設置槍頭位置，保持沸騰的物料與槍頭有適當的距離；根據設備的處理能力和物料的性質(zhì)，調整物料的供液速度，確保濕物料能夠及時(shí)干燥；在使用粘合劑前，尤其是混懸液型粘合劑，應進(jìn)行過(guò)篩處理，去除其中的不溶性顆粒。

       針對堆密度過(guò)低：適當降低干燥氣體的溫度，減慢溶劑揮發(fā)速度，減少產(chǎn)品粒子上小孔的大量產(chǎn)生；降低物料的固含量，以降低料液的粘度，減小產(chǎn)品粒子被拉伸的狀態(tài)；調整工藝參數，如增加粘合劑的用量或改變粘合劑的種類(lèi)，以提高顆粒的堆密度。

       針對顆粒色澤不均一：在投料后，預留足夠的時(shí)間使物料混合均勻后再進(jìn)行噴液；定期檢查噴頭的完好性和噴液的均勻性，如有問(wèn)題及時(shí)更換或調整噴頭。

       針對塌床現象：加強對生產(chǎn)過(guò)程的監測，實(shí)時(shí)觀(guān)察物料的流化狀態(tài)。若出現流化狀態(tài)不好，應立即停止噴霧，分析原因并調整工藝參數，如降低噴霧速率、增加風(fēng)量等，以恢復物料的良好流化狀態(tài)。

       針對床層負壓高：檢查抖袋裝置是否完好，如有破損及時(shí)更換；定期清理高效除塵器中的細粉，減輕過(guò)濾除塵器的工作負擔，從而降低床層負壓。

       四、噴霧制粒設備的選型與優(yōu)化

       在選擇噴霧制粒設備時(shí)，應綜合考慮物料的性質(zhì)、生產(chǎn)工藝要求、生產(chǎn)規模等因素。對于熱敏性物料，應優(yōu)先選擇并流型噴霧干燥制粒機，并確保設備的進(jìn)風(fēng)溫度調節范圍滿(mǎn)足生產(chǎn)需求；對于大規模生產(chǎn)，需選擇處理能力較大的設備，并合理設計干燥室的結構和尺寸，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，還應關(guān)注設備的自動(dòng)化程度和控制精度，以實(shí)現對工藝參數的精確控制和實(shí)時(shí)監測，從而提高生產(chǎn)的穩定性和產(chǎn)品的一致性。

       五、結語(yǔ)

       噴霧制粒技術(shù)的進(jìn)步與設備創(chuàng )新相輔相成，通過(guò)精準控制工藝參數、選用適應性強的設備并加強維護管理，制藥企業(yè)可有效應對生產(chǎn)中的挑戰，提升產(chǎn)品質(zhì)量與市場(chǎng)競爭力。隨著(zhù)智能化與綠色制造理念的深化，制粒設備將繼續向高效、環(huán)保、多功能方向演進(jìn)，為行業(yè)發(fā)展注入新動(dòng)力。

       參考文獻：

       [1]陸禹州,顧曉峰,范斌,等.噴霧制粒干燥裝置的智能化設計和網(wǎng)絡(luò )化服務(wù)的開(kāi)發(fā)與應用[J].智能制造,2021,(06):109-112.

       [2]劉士玉,賈曉偉,馬海寧,等.制粒方法與設備常見(jiàn)問(wèn)題的探討[J].化學(xué)工程與裝備,2021,(06):213-214+216.DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2021.06.099.

       [3]王正松.藥物研發(fā)階段制粒壓片流程建模與數據驅動(dòng)質(zhì)量控制方法研究[D].東北大學(xué),2020.DOI:10.27007/d.cnki.gdbeu.2020.003223.