利用噴霧干燥技術調控產品顆粒性質性能——顆粒成型機理研究.pdf

1、噴霧干燥技術已經成為一種重要的制造粉末顆粒產品的工藝，廣泛的應用于實驗室和工業(yè)生產。噴霧干燥產品所覆蓋的領域包括了食品、醫(yī)藥、催化劑、染料、陶瓷等。然而傳統(tǒng)的噴霧干燥技術所制備的產品顆粒的粒徑分布很寬，物化性質不均一，對顆粒的成型機理研究，以及針對功能顆粒的性質性能的調控造成了相當?shù)淖璧K，并很大程度上降低了產品質量。本課題組自主研發(fā)了一種新型微流體噴霧干燥塔（Micro-fluidic jet spray dryer,MFJSD），能夠

2、產生性質性能均一可控的顆粒產品。MFJSD使用的核心硬件是一種自主研發(fā)的單分散液滴發(fā)生器（Micro-fluidic aerosol nozzle,MFAN），其能夠將前驅液分散為均勻液滴，通過對干燥塔的設計，可以使均勻液滴經歷相同的干燥過程，以得到均一的產品顆粒。使用MFJSD十分有利于噴霧干燥顆粒的成型科學機理方面的研究，進而實現(xiàn)更好的調控顆粒性質（尺寸、尺寸分布、密度、形貌、含水量等）和性能（流動性，吸濕性等）的目的。
　　

3、本論文介紹的研究工作主要分為三個部分：噴霧干燥制粒的理論基礎研究，應用基礎研究，以及產業(yè)化應用研究。在噴霧干燥制粒理論基礎研究部分，首先用新型微流體噴霧干燥塔制備了幾種常見的藥物載體顆粒（乳糖、海藻酸鈉、殼聚糖、淀粉、賴氨酸、分離乳清蛋白），發(fā)現(xiàn)顆粒的形貌可通過改變前驅液的組成和干燥溫度來控制，最終分子的遷移速率和水分子的蒸發(fā)速率的競爭決定了顆粒的形貌和尺寸，提出了噴霧干燥制備功能顆粒的成型機理；其次研究了液滴的尺寸及前驅液中表面活性物

4、質量對顆粒表面組成的影響，發(fā)現(xiàn)表面活性物質在表面發(fā)生富集，但富集程度隨液滴尺寸的變化不明顯。
　　在噴霧干燥制粒應用基礎研究部分，選用了羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯（HPMCP）為載體，氫化可的松和賴氨酸為疏水性和親水性模擬藥物，研究了前驅液中藥物與載體的配比、溶劑種類、干燥溫度對顆粒物化性質及藥物釋放的影響。發(fā)現(xiàn)使用揮發(fā)性較高的溶劑和干燥溫度所得顆粒的尺寸較大，形貌更加不規(guī)則，顆粒表面更加密實。藥物的釋放決定于顆粒本身的性質、藥

5、物的種類、釋放介質的pH。值得一提是，使用揮發(fā)性較大的溶劑和較大的干燥溫度所的顆粒能夠更好的保護藥物在模擬胃部的釋放，這可能是因為顆粒更加密實的結構所起，這種顆粒有潛力用于定向給藥領域。
　　在噴霧干燥制粒產業(yè)化應用研究部分，針對市場需求的鮮馬奶粉，首先在實驗室探究了重要的前處理工藝參數(shù)（均質、殺菌、濃縮）及干燥條件（干燥溫度）對馬奶粉質量（形貌、尺寸、密度、含水量、浸潤性）的影響，在此基礎上實現(xiàn)了對工廠生產馬奶粉的指導并明顯提高