基于QBD觀念的設(shè)備設(shè)計(jì)——均一穩(wěn)定的干燥系統(tǒng)

  微丸的包衣干燥：流化床內(nèi)部的風(fēng)體動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)對(duì)微丸的均勻干燥有著舉足輕重的作用，針對(duì)風(fēng)體動(dòng)力學(xué)，《Wurster包衣（專(zhuān)題一）》一文詳細(xì)介紹了迦南設(shè)備對(duì)風(fēng)量的精確控制和均一分配以及其匠心獨(dú)/具的氣流分布器。

   在流化床底噴包衣中，微丸混合、噴霧包衣和溶劑蒸發(fā)是同步進(jìn)行的。在噴霧潤(rùn)濕過(guò)程中，微丸之間會(huì)形成液滴架橋。如果液滴架橋沒(méi)有破裂而是凝固，則會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致兩個(gè)或更多的顆粒不可逆轉(zhuǎn)的粘合。蒸發(fā)速率或干燥能力由流化風(fēng)量、進(jìn)風(fēng)溫度及其絕/對(duì)濕度（露點(diǎn)）控制。過(guò)度干燥的環(huán)境會(huì)導(dǎo)致噴霧干燥效應(yīng)和顆粒磨損，而過(guò)度濕潤(rùn)會(huì)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚。

   物料溫度取決于包衣液成膜溫度，從實(shí)驗(yàn)工藝到中試直至生產(chǎn)放大的過(guò)程中，保持物料溫度值不變是成功的關(guān)鍵。進(jìn)風(fēng)溫度一般是以保持產(chǎn)品溫度恒定，進(jìn)風(fēng)溫度需根據(jù)進(jìn)風(fēng)濕度、噴液效率、導(dǎo)流筒高度等的變化而有所變動(dòng)。

   近年來(lái)，隨著水性包衣的流行推廣，不少人誤把包衣溫度當(dāng)作進(jìn)風(fēng)溫度，例如處方中的包衣溫度為40℃，這里的溫度指物料溫度，此時(shí)進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)置為70℃也不影響。進(jìn)風(fēng)溫度高，有利于溶劑蒸發(fā)，提高包衣效率。但過(guò)高的溫度會(huì)使表面發(fā)粘，特別是會(huì)使小丸相互粘連，使進(jìn)風(fēng)相對(duì)濕度過(guò)低，產(chǎn)生靜電，影響包衣質(zhì)量。

   若包衣液為尤特奇類(lèi)樹(shù)脂型產(chǎn)品，或其它溫度敏感的功能層包衣，則需保持較低的進(jìn)風(fēng)溫度干燥，確保包衣致密性。

左：物料溫度于31-33℃浮動(dòng)茶堿小丸

右：物料溫度穩(wěn)定于35℃茶堿小丸

▲茶堿小丸包衣電鏡圖

   導(dǎo)致圖中小丸的凹槽可能是由于球團(tuán)之間的假性結(jié)合或液體橋粘接造成的涂層剝落，隨后干燥斷開(kāi)。這是衣膜過(guò)濕未干燥或是溫度未達(dá)到成膜溫度造成的。

   ①迦南科技流化床采用最/高的Ⅵ級(jí)泄漏等級(jí)（也稱(chēng)“零泄漏”）的蒸汽比例調(diào)節(jié)閥；

   ②進(jìn)風(fēng)溫度能從15℃加熱到120℃，控制精度為設(shè)定值±1℃。

▲PLC溫度控制系統(tǒng)流程導(dǎo)圖

   季節(jié)性濕度差異是影響產(chǎn)品穩(wěn)定的重要因素之一。

   ①環(huán)境高濕度（夏季），30℃，每公斤飽和空氣中含有27.2克水，干燥能力降低，噴液速率減慢，尤其是水性包衣產(chǎn)品；水溶性藥物在功能包衣過(guò)程中可能遷移而導(dǎo)致釋放變快；水分散體型包衣膜中殘留水分可能導(dǎo)致衣膜老化；

   ②環(huán)境低濕度（冬季）冬季，5℃，每公斤飽和空氣中含有5.4克水；包衣過(guò)程中容易產(chǎn)生靜電問(wèn)題，導(dǎo)致顆粒流動(dòng)性減弱；包衣膜致密性可能變差。

▲物料溫度變化趨勢(shì)圖

   上圖顯示，在相同進(jìn)風(fēng)溫度及風(fēng)量的條件下，在較低進(jìn)風(fēng)濕度的環(huán)境下，可以更好地提高噴液效率，保持物料溫度溫度。

   迦南科技流化床在空氣處理單元可配有濕度控制系統(tǒng)，表冷除濕后可將濕度最/低降至9g/kg，轉(zhuǎn)輪除濕后可將濕度最/低降至3g/kg。冬季或是北方可配置加濕器進(jìn)行加濕，進(jìn)而使不同批次生產(chǎn)時(shí)達(dá)到同一生產(chǎn)環(huán)境，減少批次差異。

▲PLC濕度控制系統(tǒng)流程導(dǎo)圖

   迦南科技的設(shè)備致力于生產(chǎn)批次的穩(wěn)定控制，條件恒定，形成穩(wěn)定的底噴包衣工藝，包衣過(guò)程中的干燥能力與之息息相關(guān)。為批次重現(xiàn)性以及DOE試驗(yàn)獲得合理、穩(wěn)定的條件，為工藝放大打下基礎(chǔ)。