中药提取物防粘壁研究概况*

段晓颖，刘晓龙，郝亚洁，周艳梅

(1.河南中医学院第一附属医院国家中医药管理局中药制剂三级实验室，河南 郑州450000;2.河南中医学院药学院，河南 郑州450008)

喷雾干燥技术是一种将液态物质(溶液、乳浊液或悬浊液)通过雾化器分散成雾状液滴，与干燥热气流进行热交换，使雾状液滴中的溶剂迅速蒸发的干燥技术。喷雾干燥所得粉体均匀、细腻、含水量低、溶解性好，因此该技术目前在中药领域被广泛应用。但由于中药自身成分具有多样性，其提取液中常含糖类、鞣质、黏液质等黏性物质，易出现粘壁现象。粘壁现象不仅降低了喷雾效率，而且因粘壁所产生的焦屑及块状物，严重影响产品质量。本文主要从物料性质、辅料的应用和喷雾干燥设备的参数与粘壁性的关系进行阐述，旨在为防粘壁技术的研究提供参考，从而指导喷雾干燥技术更加普遍地运用于中药制剂生产中。

1 物料性质对中药喷雾干燥设备粘壁性的影响

1.1 中药提取物的性质与粘壁性的关系

1.1.1 吸湿性

中药提取物的吸湿性是影响喷雾干燥的主要问题，中药浸膏粉吸湿后导致粉体粘性增强、分散性降低。因此，在喷雾干燥过程中，粉体的吸湿性是造成粘壁现象或结成块状的主要原因。

1.1.2 相对密度

提取液的相对密度对喷雾干燥的影响较为显著。提取液经浓缩后相对密度一般以控制在1.05 ～1.15 为宜［1］。但不同种类的中药提取液，其相对密度的适宜范围也不同。如冰黄五苓散［2］提取液适宜的相对密度为1.18 ～1.22，在进风温度、进风量不变的情况下，随着密度的增加，粘壁情况减轻，得粉率提高;但随着提取液密度的增加，导致药液流动性变差，易出现粘壁现象，并可引起喷头堵塞等问题。

1.1.3 软化点

中药浸膏软化点低于进风温度是产生粘壁现象的主要原因［3］。杜松等［4］研究发现:中药浸膏干燥过程存在一个“软化点”温度，超过这个温度，物料就容易塌陷粘壁。水提液在喷雾干燥时粘壁情况不严重，而水提液经醇沉除杂后的药液及中药的高浓度乙醇提取液在喷雾干燥过程中易产生较为严重的粘壁现象，这是由于水提取液中含有淀粉等高玻璃化转变温度Tg 物质，经醇沉后淀粉被除去，而高浓度乙醇提取液中淀粉含量极低，使得提取物的Tg 低于喷雾干燥时的温度，则出现干燥物塌陷、变软，导致粘壁现象发生。李智等［5］将甘草用不同质量分数(300，400，500，600，700 g/L)的乙醇溶液进行提取，然后将各提取液分别进行喷雾干燥，结果发现:使用600 g/L 以上乙醇的提取物，在干燥时粘壁现象较为严重。另外，药液在喷雾干燥前须过筛，防止粗粒混入，阻塞喷嘴;过滤后的药液，最好在70 ～90 ℃保温，这样利于药液流动，能减少粘壁情况。

1.2 辅料对防粘壁的作用

鉴于以上中药提取物本身的性质、特点及喷雾干燥时粘壁的情况，需要对中药提取物进行改性，常采用加入辅料的方法改变中药提取液的特性，以改善粘壁的情况。

1.2.1 糊 精

季梅等［6］研究表明:葛根汤提取液经过水提醇沉处理后，淀粉等成分被除去，但仍有部分糖类物质残留于提取液中，喷雾干燥过程中易出现粘壁现象，但在提取液中加入100 g/L 糊精，粘壁情况有所改善。

1.2.2 乳 糖

乳糖不具有引湿性，因此在提取液中加入乳糖可以减轻喷雾干燥过程中的粘壁现象。但需要与其他辅料混合应用。奚燕等［7］研究表明:乳糖、糊精分别为得膏率的5%、10%时，喷雾干燥得粉率最高，粘壁情况最轻。

1.2.3 硬脂酸镁

硬脂酸镁兼具金属盐和硬脂酸的双重特性。在提取液中加入一定量硬脂酸镁做为抗静电剂，能够防止静电所引起的粘壁现象。另外硬脂酸镁具有疏水性，能减轻物料的吸湿性，改善喷雾干燥过程中的粘壁情况。

1.2.4 环糊精

王静等［8］研究了麦芽糊精、β -环糊精、CMC 和阿拉伯胶对喷雾干燥红枣粉集率的影响，结果表明:影响粘壁性主次因素为β-环糊精＞CMC ＞阿拉伯胶。有研究［9-10］显示:黄芪、党参提取液较难直接喷雾干燥成粉，有粘壁结块现象。喷雾干燥前可在提取液中一次性加入体积比为10% ～15%的β-环糊精，使吸湿性降低，从而改善粘壁的情况。

1.2.5 羧甲基纤维素

羧甲基纤维素是使用范围较广、用量较大的纤维素种类，具有一定吸湿性和易溶胀性，但吸湿过程需要较长时间。利用喷雾干燥瞬时性的优势，可减缓喷雾干燥过程中物料的吸湿性，从而减少粘壁现象。

1.2.6 微粉硅胶

微粉硅胶的比表面积较大，具有极强的吸湿作用，其吸湿能力较氧化镁、碳酸镁等其他吸湿剂强，且吸湿后黏度较小，对于油类和浸膏类比较适合。王秀良等［1］研究表明:微粉硅胶可改善物料的吸湿性，特别是将蔗糖与微粉硅胶以适当比例配合使用，既可改善物料的吸湿性，又能较好地克服易结块、粘壁等缺点。向晶等［11］将复方楂金颗粒提取液浓缩到相对密度为1.065(20 ℃)，选取辅料如微粉硅胶、可溶性淀粉、乳糖分别以1%、3%、5%、8%、10% 质量分数加入提取液中，考察干燥过程中的粘壁情况，结果发现:微粉硅胶的质量分数为3%时，浸膏粉的粘壁量最少。

1.2.7 可溶性淀粉

李小芳等［12］研究发现:选取可溶性淀粉、微晶纤维素(MCC)、乳糖、β-环糊精(β-CD)、糊精、甘露醇6 种辅料分别与黄芪多糖按1∶1 的比例混合，结果其吸湿性大小顺序为乳糖＜甘露醇＜MCC ＜糊精＜β-CD ＜可溶性淀粉;可溶性淀粉采用适当比例可以降低吸湿性，增加溶化性，减轻或消除喷雾干燥的粘壁现象。

1.2.8 微晶纤维素

该辅料具有比表面积大、吸湿性极强的特点，在喷雾干燥的过程中会使药物附着其表面。单独应用，会出现喷雾干燥过程易粘壁结块的现象，但与蔗糖合用，可减轻粘壁情况［13］。

2 设备参数对中药喷雾干燥粘壁性的影响

喷雾干燥是流化干燥技术用于液体物料的一种较好的方法，其流程是利用雾化器将一定浓度的液体物料喷射成雾状液滴，在干燥的介质中进行热交换使雾状液滴中的溶剂迅速蒸发，获得粉状和颗粒状制品。中药成分因理化性质不同，其传质和传热的速率也存在较大差异，造成不同程度粘壁现象。在充分掌握中药提取物的理化性质的前提下，通过调整喷雾干燥设备的参数可改善粘壁的情况。

2.1 喷嘴安装

在喷雾干燥过程中，增加物料的分散度，可加速传热和传质过程。喷嘴的安装对喷雾设备是非常重要的。当雾滴群离开喷嘴时，其形状是一个被压缩空气心充满的锥形薄膜，雾滴应均匀分布在喷雾锥中;喷雾锥是对称的，如果不同心就会偏离中心线，进而影响雾化效果，导致雾滴直径增大，严重时会出现液线，造成粘壁现象。因此，在使用的过程中必须保证同心度。

2.2 热风量

风量控制的好坏，最终体现在干燥物料的含水量，与粘壁有直接的关系。由于喷雾干燥过程是在微负压下操作，雾滴能否达到干燥效果并抽走干燥物料取决于热风量。同时雾滴直径大小可用热风量来调节。随着热风量的增加，雾滴直径减小，干燥加快，粘壁的可能就相对减小。但气流量过大，所得粉体的吸湿性增强，喷雾过程中会发生粘壁现象;气流量过小，导致雾径偏大，干燥不充分，发生粘壁现象。

2.3 进风温度

进风温度的高低，也是影响粘壁性的主要因素。郭建波［14］研究表明:如果在开启设备时就将空气加热器全开，这样就会造成出口温度很快上升，而实际塔体温度并没有均衡升上来，温度不均匀，此时开始喷雾就很容易产生粘壁现象。若温度过高，会对中药有效成分造成破坏或者改变某种成分的性质;温度过低，不能充分干燥，发生粘壁现象。在适宜的范围内，进风温度越高，溶剂蒸发越快，粘壁现象减轻。如果中药浸膏含粘性成分较多，应适当降低进风温度和出风温度，这样就能使喷雾干燥顺利进行，因为糖类成分受高热后粘性增加，则产生粘壁现象，适当降低温度则可减轻粘壁情况。

2.4 供液速度

供液速度与粘壁现象的发生也有重要联系。在其他条件没有改变的情况下，供液速度加快，会导致雾滴未处在流化状态，因干燥不充分而粘于壁上或底部。如提高双黄连微囊的供液速度，虽对其吸湿性的影响不大，但会使其分散率明显下降［15］，造成雾滴粒径过大，干燥不充分而粘壁。影响喷雾干燥的因素很多，除上述因素外，还存在药液温度、负压大小、负压的稳定性等因素，因此在实际操作中应综合考虑上述影响因素对喷雾干燥工艺的影响。

3 关于中药提取物防粘壁的思考

辅料可通过改善物料的吸湿性、提高物料的软化点、增强提取液的流动性、改善提取液的雾化效果、对易吸湿造成粘壁的成分进行包裹等，以发挥其防粘壁作用。因辅料在改善中药提取物性质方面起着重要作用，所以其在喷雾干燥过程中的应用显得尤为重要。对于复方提取物而言，因其理化性质较为复杂，通过单一辅料进行改性所发挥的作用有限，而通过多种辅料联合应用，则可从多方面共同发挥防粘壁作用。对于喷雾干燥设备，适当提高进风口的温度，可减少粘壁现象的发生。喷雾干燥所用压缩空气的压力应保持恒定，压力的波动会产生严重的粘壁现象。喷嘴进料速度和喷嘴的压缩空气量应匹配，正常操作中应随时检查喷嘴雾化效果，以减少粘壁的发生。但通过调整参数来发挥粘壁作用比辅料的应用所发挥的作用要小，参数的调整范围也很有限。鉴于中药成分的复杂性，在整个喷雾干燥工艺的研究过程中，要充分分析和了解物料的性质，通过辅料的应用和喷雾干燥设备参数的调整，总结防粘壁规律，以解决中药粘壁问题，最终得到科学、合理、可行的喷雾干燥工艺。

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