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喷雾干燥非晶固体分散体(ASD):工艺、载体、用途

喷雾干燥非晶固体分散体(ASD):工艺、载体、用途

喷雾干燥法制备ASD是针对难溶性药物的有效解决方案,而喷雾干燥法因其工艺快速且连续可控的优势,可制备出性能优异的ASD粉末,可以说是目前制备ASD 的核心工艺和生物制剂工程的理想技术。 什么是喷雾干燥非晶固体分散体(ASD)? 什么是喷雾干燥? 喷雾干燥是一种连续化的粉末技术,通过三个连续的,可控的步骤就能将液体变成干燥粉末。 正因为其连续可控的优势,在生物制药领域应用广泛,是药物规模化生产的首选。 什么是非晶固体分散体(ASD)? 非晶分散体(ASD)是改善难溶性API的溶解度与利用度的制剂技术之一。常见的API粉体加工技术有机械粉粹(气流粉碎、球磨)、干/湿法制粒、控制晶型、共晶、非晶固体分散体等方法,但通过制备ASD能够破坏API的晶体结构,使难溶性API的溶解度和利用度有效提升并且十分稳定,因而是所有制备API的方法中比较有前景和潜力的一种方法。 喷雾干燥非晶固体分散体(ASD)的优势 使用喷雾干燥法制备ASD是众多ASD制备技术中应用较普遍的一种方法。喷雾干燥连续可控,尤其适用于热敏性API物料,并且可直接制备出形貌与粒径可控的粉末,便于下一步进行工艺验证与放大。 喷雾干燥非晶固体分散体(ASD)详细工艺流程——以实验室型气流式喷雾干燥机为样机 第一步:原料药预处理与配方 ASD 即API 与聚合物相溶而形成的均相固溶体,预处理时需根据目标API的溶解度、玻璃化温度、热敏性、晶型、pKA、logP等影响表征药物分子理化性质的核心参数,再根据目标剂量和用药途径,选择合适的聚合物和溶剂。 常见聚合物类型有HPMC、PVP等,通过溶解度和与API的相容性等选择合适的聚合物并确定二者的比例,在最大程度上保证ASD的稳定性和API的药物载量。 根据API和聚合物的溶解度选择合适的水或有机溶剂体系,按照API→聚合物→辅料的顺序依次溶解,完成后进行过滤去除溶液中的微粒,并观察是否有相分离迹象。 第二步:雾化与干燥 将混合好的API溶液泵入双流体喷嘴,调整进料量和气液比等参数,使喷射出的雾滴粒径可控且均匀。 可选空气或惰性气体作为干燥介质,设定进风温度,使雾滴表面水分或溶剂能够快速干燥并且热敏性API不会降解,形成内部致密结构。 第三步:收集与后处理 通过旋风分离器、布袋除尘器或多级组合系统,分离空气收集粉末,并对粉体进行合格检测。 还可进一步对干粉进行过筛、混合等操作,便于后续通过制粒或包衣进一步制成胶囊或片剂,优化口服固体剂型。 使用DSC或XRD等手段确认API以无定形状态分散于聚合物中,即得到了溶解度与利用度都大幅提升的ASD药物。 喷雾干燥非晶固体分散体(ASD)中使用聚合物载体 聚合物通常具有抑制结晶和维持药物溶出过程中的过饱和状态的作用,这两种作用对于改善药物溶解度和利用度具有重要意义。在选择聚合物载体时,需要考虑聚合物与API在化学上的兼容性、对API溶解度的改善性、对API非晶态结构的维稳性等因素。 常见的聚合物载体: HPMCAS→可有效防止吸湿和结晶, 适合BCSII/IV类药物,PH值敏感释放配方 PVP→玻璃化温度高、抑制结晶性强、溶解性好,但吸湿能力强,适合短期药品 聚甲基丙烯酸酯→特定PH值响应型,可制备控释ASD,适合胃肠靶向释放药物 喷雾干燥非晶固体分散体(ASD)在药物工程中的应用 ASD已不仅是难溶性API的增溶手段,目前ASD已是药物工程中关于难溶性药物开发的核心技术之一,在显著提升难溶性药物的溶解度与利用度、成药性以及靶向释放上优势明显。喷雾干燥法制备ASD粉末的优势在于解决难溶性药物利用度低等问题的同时还进一步实现了工业化。 提升难溶药物溶解度与利用度: 一些BCSII/IV类药物,水溶性、渗透性差,喷雾干燥ASD使API以无定形形态高度分散于聚合物中,防止其在溶出过程中重结晶,有效提升了药物的溶出速率和生物利用度。 提升难溶药物成药性: ASD药物开发过程中,不仅受制备方法与API配方的影响,体内外环境差异、服药方式、体内吸收过程等因素都对最终成药产生影响。但喷雾干燥法制备ASD已经形成较为成熟的可工业化工艺,通过优化API配方和干燥参数,能够明显提升难溶药物的化学稳定性。 控释型ASD: 可结合喷雾干燥技术和缓控释制剂原理,通过添加pH依赖型聚合物和辅料等,制备出pH响应型ASD,可实现肠溶靶向或缓释释放。 结论 喷雾干燥法制备ASD是提升难溶性药物利用度的有效技术手段,尤其是在靶向释放、复方API方面,喷雾干燥技术展现出其可工业化的潜力。未来随着技术的不断发展创新,喷雾干燥将为难溶药物研发提供更加稳定的解决方案。 雅程设备专注于提供高品质的实验室喷雾干燥设备,如果您对制备的ASD粉末性能不满意,联系我们,雅程设备实验室团队可为您的ASD药物研发提供小试,帮您找到合适的喷雾干燥设备。 FAQ 与热熔挤出法相比,喷雾干燥法制备ASD的优势在哪里? 热熔挤出即把原料药和聚合物在固态下混合,然后经高温、高剪切熔融挤出成型。热熔挤出虽然没有溶剂蒸发过程无溶剂残留风险,但并不适用于热敏性药物或不耐剪切应力的药物,并且药物必须在聚合物熔点附近熔融,对药物要求较高。 喷雾干燥法则适用范围更广,聚合物的选择范围也更大,尤其适用于热敏性API,并且可以通过调整工艺参数控制粉末性质和难溶性药物溶出速率。 喷雾干燥过程中的哪些关键参数对最终产品的固体形态、稳定性和溶出度影响最大? 进风温度与药物温度→若接近玻璃化温度 Tg,API在干燥过程中可能有结晶或者相分离风 出风温度→过高使颗粒塌陷、API降解,影响药物溶出

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如何选择雾化喷嘴?压力喷嘴 vs 双流体喷嘴

如何选择雾化喷嘴?压力喷嘴 vs 双流体喷嘴

喷雾干燥过程中,雾化器通过影响雾化效果间接决定了干燥后粉体的质量。在工业制造领域,主要有喷嘴雾化器和旋转雾化器两种类型。旋转雾化器多用于大型工业生产,那么对于中小型生产和研发而言,又该如何选出效果更好的雾化喷嘴呢? 什么是雾化喷嘴? 雾化喷嘴是将液体雾化成极细的液滴的一种喷雾装置,喷雾干燥时主要使用的雾化喷嘴类型有两种,一种是压力式、一种是双流体式。 什么是压力式喷嘴?   压力式喷嘴,也称液压雾化喷嘴。使用高压泵加压液体,高压液体进入喷嘴内部狭窄通道后,形成高速射流,在喷嘴末端喷射时,在液体表面张力和空气阻力等作用下,液流被撕裂成细小液滴。 或者液体在高压作用下进入喷嘴内部的旋流腔,高速切向旋转使压力能转化成旋转动能,在离心力的作用下液料破碎成雾滴后从喷孔喷出。喷雾干燥工艺中,常用压力旋流雾化。 什么是双流体喷嘴? 双流体喷嘴,也称空气雾化喷嘴。双流体喷嘴既有气体通道又有液体通道,在混合腔内或喷嘴出口处混合低压液体和高压气体,利用高速气流的的高剪切力将液体撕裂成粒径很小的分散雾滴,实现气液两相雾化。 常见类型: 内混型:即在喷嘴内部混合气体和液体,通常雾化更均匀但易堵塞 外混型:即在喷嘴出口处对气体和液体进行混合,通常处理量更大但需要注意避免引入大气泡使雾化不均匀。 压力喷嘴VS双流体喷嘴   对比维度 压力喷嘴 双流体喷嘴 流体类型 单流体(仅液体) 双流体(液体+气体) 工作原理 高压泵加压液体,液料通过狭小管道时形成高速射流,碎裂成雾滴 压缩空气(或蒸汽)与液体在混合腔/喷嘴出口处混合,利用气液剪切力雾化液体 所需设备 高压泵(10-100bar) 低压泵(2-6bar)+空压机 雾化粒径 雾滴粒径相对较大(通常50–200μm),粒径分布宽,压力越高粒径越细 雾滴粒径由气体比例决定,通常更细(一般10–50μm),粒径分布均匀 能耗结构 仅消耗液体加压能耗,无额外气体能耗 需同时消耗液体输送能耗+气体制备能耗(空压机/蒸汽系统) 适用介质 适用于低黏度至中黏度液体(水、溶剂、低浓度浆料);高黏度介质需极高压力 可处理高黏度液体(如含油脂、膏体) 维护成本 喷孔易磨损堵塞,需定期清洗或更换;无需维护气路部件 气液混合腔易结垢,需维护气路阀门、过滤器;但喷嘴磨损小 总体成本 初期设备成本低(无需气源系统);长期维护成本适中(喷嘴更换频繁) 初期设备成本较高(含空压机、气路管路);长期维护成本适中(气路系统部件保养) 雾化喷嘴常见故障及解决方案   故障类型 成因 解决方法 雾化效果差 喷嘴孔径磨损或堵塞,压力低,物料黏度过高,气液比失衡(双流体式喷嘴) 拆卸并清洗喷嘴,严重时更换喷嘴,校准压力范围,提前稀释高黏物料,调整气液混合比例 喷嘴渗漏

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超高温杀菌工艺完整指南

超高温杀菌工艺完整指南

十九世纪,巴氏杀菌法的发明让易变质食品也能实现隔夜保存,到现代,随着人们对食品保存需求的提高,超巴氏杀菌、超高温杀菌等工艺应运而生。那么超高温杀菌是如何进行有效灭菌的呢?又对我们的食品、饮品等有什么影响呢?本指南将为你一次性讲清楚。 什么是超高温杀菌? 超高温杀菌是现代食品、饮料行业常见的杀菌工艺,利用135-150℃的超高温在2-8s内对原料液进行瞬时杀菌。在极高温度的作用下,液体食品中的微生物,包括耐热孢子都能够被杀灭,从而达到商业无菌状态。 超高温杀菌的好处——食品领域 135℃甚至更高的温度可以杀灭包括耐热芽孢菌在内的几乎所有的微生物,有效抑制食品变质,安全性高,对儿童和老年人等易感群体极为友好。 结合无菌灌装技术,无需额外添加防腐剂,超高温杀菌食品的保质期便可延长至数月甚至一年,且无需冷藏,既便于存储和运输又提升了产品的货架期。 2-8s超高温瞬时杀菌,使大部分矿物质(如钙)、蛋白质、乳糖等营养成分都能得到完整保留。 总之,超高温杀菌平衡了安全性、保质期和营养风味三大要素,与巴氏杀菌相比,超高温杀菌为消费者提供了更为便捷和安全的食品选择。 超高温杀菌工艺流程逐步解析——以牛奶为例 牛奶预处理: 对生牛乳进行检验、除杂、标准化调配,冷却暂存防止变质 预热与均质: 通过换热器将牛奶预热至60-75℃,在15-25MPa的压力下,对牛奶进行高压均质,破碎脂肪球,避免脂肪上浮分层。 超高温加热: 通过换热器加热或者蒸汽直接加热,使温度升温至135-150℃,保温2-8s,确保耐热微生物和芽孢菌被杀灭 无菌冷却与灌装: 杀菌后立即降温至25-30℃,存入无菌罐,在百级洁净度无菌室中,使用无菌灌装机将灭菌乳注入无菌包装(如利乐包)。灌装过程中,需保证设备、环境、包装三重无菌,防止二次污染。 检测与储存: 检测超高温杀菌奶的微生物含量(≤10CFU/ml),合格产品进行储存。 CIP/SIP清洗验证:批次生产完成后,开启CIP系统对杀菌机进行全面清洗。下一批次生产前开启SIP系统对设备进行预灭菌,并留样进行工艺验证。 超高温杀菌的类型 直接加热式超高温杀菌 高温介质(通常为食品级蒸汽)注入原料液,瞬间升温至135℃或以上,杀菌结束后快速闪蒸冷却。 常见形式:蒸汽喷射式(蒸汽喷射进原料液)和蒸汽注入式(原料液注入热蒸汽) 优势:升温快,加热均匀,对料液破坏小。 间接加热式超高温杀菌 料液不与高温介质直接接触,而是通过换热器进行热量传递,使料液升温完成杀菌。 常见形式:板式换热器和管式换热器 优势:板式换热器处理量大,适合规模化生产,与传热介质隔离,无污染风险。管式换热器可以处理中高黏度物料。 哪种更适合乳制品? 对于乳制品行业而言,间接超高温杀菌系统更加稳妥,不仅适配大多数乳制品类型,而且便于清洁与验证,符合GMP要求,维护简单,成本较低,适合中小型乳企和大规模乳企生产常温奶的需求。 超高温杀菌与超巴氏杀菌的比较 超高温杀菌和超巴氏杀菌都采用高温进行杀菌,但杀菌效果略有不同,杀菌后的产品也因此市场定位迥异,这两种杀菌方法的区别主要在于: 超高温以轻度损失部分风味和维生素类的热敏成分为代价,得到可达商业无菌状态的产品,使其无需冷藏保存且保质期长。适合常温奶等常规食品。 超巴氏杀菌以略低于超高温杀菌的温度(通常在125–138℃,2–4s),使产品的风味和营养得以大幅保留,但会残留少量耐热孢子,仍需像巴氏杀菌产品一样进行冷藏储存与运输,但保质期稍长于普通巴氏杀菌产品。更适合中高端食品,如鲜牛奶。 结论 超高温杀菌技术为食品储存带来了更多的可能性,未来随着全球供应链的发展,超高温杀菌技术将在保障食品安全和延长食品保质期等方面发挥关键作用。 常见问题解答 超高温灭菌(UHT)工艺能否处理高黏度或含颗粒的乳制品,如酸奶或调味乳? 高黏度物料会导致传热慢、易粘壁堵塞、灭菌不均匀等问题。 刮式换热器或管式换热器,可处理中等黏度乳品(粘度<100 cP),可通过物料预处理和加大管径并使用间接加热系统实现均匀加热。 高黏度酸奶(>500 cP)需使用特殊刮板式或旋转式UHT系统,确保颗粒(<5–10 mm)也被充分加热,避免灭菌不均。 超高温杀菌(UHT)能实现“商业无菌”,为什么有些产品仍然显示微生物超标?与设备运行参数、无菌灌装环节有什么关系? 商业无菌要求彻底灭菌+全程无菌防护,产品微生物超标可能是灭菌不达标和二次污染造成,设备参数和无菌灌装环节直接影响菌落总数(TPC)。 超高温杀菌的时间或温度不匹配,传热不足等,直接导致耐热孢子无法被杀灭,微生物残留; 而进行无菌灌装时,灌装设备灭菌不彻底、灌装时无菌环境被破坏、密封圈老化等问题都会导致灭菌后产品被二次污染。 超高温杀菌后的食品营养流失主要体现在哪些方面?与巴氏杀菌、HPP超高压杀菌相比营养保留率相差多少?

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中药多功能提取罐使用指南

中药多功能提取罐使用指南

使用多功能提取罐进行中药提取是现代中药制剂的一大里程碑式进步,本指南将带你深入了解多功能提取罐中药提取工艺,为你的生产提供可落地的操作方案。 什么是中药多功能提取罐? 中药多功能提取罐是一种密闭式的中药提取设备,集“提取、回流、浓缩、溶剂回收”等多种工艺于一体,适和水提、醇提、溶剂提取等多种中药提取工艺,可以对含多糖、芳香性挥发油等特殊成分的中药进行高效提取并浓缩,是中药制剂加工的理想选择。 中药多功能提取罐工作原理及流程:从投料到浓缩的完整流程 工作原理: 多功能提取罐通过加热和搅拌,使溶剂与中药材充分混合,在设定温度和压力的作用下,实现中药有效成分的溶出,再进行过滤与回收,得到一定浓度的中药提取液。 工艺流程:          物料与溶剂预处理:           中药原料经切片、切段等预处理后再粉碎成合适粒度 ,与水或乙醇等溶剂进行混合,配成一定固液比的混合溶液。          提取过程:           均匀投料,避免药材堆积,按照固液比加入一定量的纯化水,然后封罐 ;(醇提工艺           需配防爆装置、氮气保护系统等,工艺开始前需进行安全确认)          开启蒸汽加热夹层,使罐体升温至设定温度,温度一般控制在90-100℃;          保温进行提取(可配合搅拌加速提取), 全程开启冷凝回流系统,回收水蒸汽或溶剂等 (还可同步回收挥发油), 提升利用效率;          提取完成后,降温冷却过滤, 直接泵入浓缩罐进行真空浓缩 ;          浓缩后对浓缩液进行再次过滤,存入无菌罐;          验证与清洗:            按照GMP要求进行工艺验证;            批次工艺完成后,清理药渣并开启CIP系统,对提取罐进行全方位清洗。 中药多功能提取罐核心优势:高效率、节能与GMP设计 工艺集成: 中药多功能提取罐集提取、浓缩、回流、溶剂回收、精油提取等多种功能于一体,可以提取薄荷,黄芪等不同特性的中药。 高效节能: 中药提取罐(如YC-080)可实现提取、浓缩同时进行,极大的缩短了中药提取时间; 还可以通过循环(如热回流循环)和冷凝回收装置进行溶剂回收,实现溶剂的高效利用; 采用三层罐体设计能实现高效保温,利用二次蒸汽提高热利用效率,可降低能源消耗和生产成本。 自动化设计: 配备PLC系统加触摸屏,操作方便简洁,可精准调控温度、压力、流量等参数,保证提取工艺批次间的可重复性。 GMP认证: 可接入CIP系统,对罐体进行高效清洗,提高工艺稳定性,满足GMP认证要求。 中药多功能提取罐主要应用场景: 中药多功能提取罐广泛应用于中成药制剂、中药浸膏、中药材提取等场景,用于提取含多糖、黄酮、皂苷、生物碱、芳香性挥发油等特殊活性成分的中药,是中药现代化生产的核心设备之一。 中药黄芪多糖成分提取方案示例:             黄芪原料粉粹至合适粒度,加入蒸馏水         →配成固液比1:8-1:10的混合溶液         →石油醚或乙酸乙酯回流脱脂30–60 min,过滤溶剂后再开始水提步骤         →加入纯化水,加热至90-100℃,每次1.5-2.5h,提取两到三次

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喷雾干燥机VS真空喷雾干燥机:区别、适用场景及选型指南

YC-015-Mini-Spray-Dryer

喷雾干燥与真空喷雾干燥都是现代工业生产中应用广泛的核心干燥技术,二者都依托雾化技术来实现物料的干燥,并且都在不同程度上弥补了传统干燥方法的局限性,但是在适用物料,粉末品质、能耗成本、温度控制等上差异明显。 那么你的产品研发应该选择哪一种干燥设备最合适呢?本文将带你深入了解两种干燥设备的核心区别,让你能结合自身需要选出理想的设备。 什么是喷雾干燥? 工作原理详解 喷雾干燥原理: 喷雾干燥是一种以脱水为核心逻辑的一步干燥法,通过雾化系统将液料雾化成微米级的小液滴,然后在高温气流的作用下吸热蒸发,液滴表面水分被带走,留下干燥粉体。 喷雾干燥机参数(以YC-015为例): 处理量1500ML/H 最小进料量:30ML 二流体喷嘴:1-25μm 温风精度:±1℃ 由SUS304L与高硼硅玻璃组成,便于实验观察。 喷雾干燥机的特点:秒级干燥,粉末粒径可控、流动性好,成本低,适合常规液料的大规模连续化生产。 什么是真空喷雾干燥?原理与工艺流程 真空喷雾干燥原理: 真空喷雾干燥是利用低压时沸点低的原理(水在 0.05 atm时沸点约45℃),用真空泵将干燥室抽至真空状态,使物料沸点降低,再利用雾化器将物料雾化成液滴,在低温的环境下实现水分汽化蒸发,得到干燥粉体的一种工艺。 真空喷雾干燥的工艺流程: 物料预处理→进料密封→真空抽取→物料雾化→低温真空干燥→水分扩散汽化→干粉分离收集→尾气达标排放、蒸汽冷凝回收 真空喷雾干燥机参数(以YC-2000为例): 处理量:1500ML/H 最小进料量:30ML 二流体喷嘴:1-100μm 温风精度:±1℃ 由SUS304L与316L组成,制药行业回收率可达85%。 真空喷雾干燥机特点:低温真空防氧化、活性保留好,兼顾粉末品质与深度脱水。 喷雾干燥机VS真空喷雾干燥机:核心参数对比 参数 喷雾干燥机 真空喷雾干燥机 干燥温度 进风温度(150—300℃) 物料温度(30–80℃) 干燥速度 快(秒级) 慢(小时) 物料形态 液体(乳浊液、悬浮液、浆状) 高热敏性、易氧化、高活性、高纯度需求的物料 产能 大规模,产能高 中小规模,产能适中 产品形状 粉末颗粒均匀,流动性好 球形或类球形颗粒,表面多孔,颗粒分散性好 热敏性保护 中等,可干燥轻度热敏物料 好,能保留高热敏物料活性 能耗

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