基于QBD觀念的設備設計——均一穩定的干燥系統

  微丸的包衣干燥：流化床內部的風體動力學和熱力學對微丸的均勻干燥有著舉足輕重的作用，針對風體動力學，《Wurster包衣（專題一）》一文詳細介紹了迦南設備對風量的精確控制和均一分配以及其匠心獨/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是同步進行的。在噴霧潤濕過程中，微丸之間會形成液滴架橋。如果液滴架橋沒有破裂而是凝固，則會發生團聚，導致兩個或更多的顆粒不可逆轉的粘合。蒸發速率或干燥能力由流化風量、進風溫度及其絕/對濕度（露點）控制。過度干燥的環境會導致噴霧干燥效應和顆粒磨損，而過度濕潤會導致顆粒團聚。

   物料溫度取決于包衣液成膜溫度，從實驗工藝到中試直至生產放大的過程中，保持物料溫度值不變是成功的關鍵。進風溫度一般是以保持產品溫度恒定，進風溫度需根據進風濕度、噴液效率、導流筒高度等的變化而有所變動。

   近年來，隨著水性包衣的流行推廣，不少人誤把包衣溫度當作進風溫度，例如處方中的包衣溫度為40℃，這里的溫度指物料溫度，此時進風溫度設置為70℃也不影響。進風溫度高，有利于溶劑蒸發，提高包衣效率。但過高的溫度會使表面發粘，特別是會使小丸相互粘連，使進風相對濕度過低，產生靜電，影響包衣質量。

   若包衣液為尤特奇類樹脂型產品，或其它溫度敏感的功能層包衣，則需保持較低的進風溫度干燥，確保包衣致密性。

左：物料溫度于31-33℃浮動茶堿小丸

右：物料溫度穩定于35℃茶堿小丸

▲茶堿小丸包衣電鏡圖

   導致圖中小丸的凹槽可能是由于球團之間的假性結合或液體橋粘接造成的涂層剝落，隨后干燥斷開。這是衣膜過濕未干燥或是溫度未達到成膜溫度造成的。

   ①迦南科技流化床采用最/高的Ⅵ級泄漏等級（也稱“零泄漏”）的蒸汽比例調節閥；

   ②進風溫度能從15℃加熱到120℃，控制精度為設定值±1℃。

▲PLC溫度控制系統流程導圖

   季節性濕度差異是影響產品穩定的重要因素之一。

   ①環境高濕度（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，尤其是水性包衣產品；水溶性藥物在功能包衣過程中可能遷移而導致釋放變快；水分散體型包衣膜中殘留水分可能導致衣膜老化；

   ②環境低濕度（冬季）冬季，5℃，每公斤飽和空氣中含有5.4克水；包衣過程中容易產生靜電問題，導致顆粒流動性減弱；包衣膜致密性可能變差。

▲物料溫度變化趨勢圖

   上圖顯示，在相同進風溫度及風量的條件下，在較低進風濕度的環境下，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，表冷除濕后可將濕度最/低降至9g/kg，轉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行加濕，進而使不同批次生產時達到同一生產環境，減少批次差異。

▲PLC濕度控制系統流程導圖

   迦南科技的設備致力于生產批次的穩定控制，條件恒定，形成穩定的底噴包衣工藝，包衣過程中的干燥能力與之息息相關。為批次重現性以及DOE試驗獲得合理、穩定的條件，為工藝放大打下基礎。