I.Введение

В химико-фармацевтической промышленности распылительные сушилки использутся главным образом в тех случаях, когда желателен кратковременный контакт продукта с теплоносителем-воздухом и необходимо проводить высушивание из раствора. Например, распылительные сушилки применяют для сушки из раствором таких термолабильных продуктов, как экстракты лекарственных растений, ферментные препараты, растворы сахаров, кровезаменителей (белковых гидролизатов, полиглюкона, поливинилпирролидона), а также некоторых синтетических лекарственных средств.

Метод распылительной сушки применяется также для обезвоживания растворов некоторых антибиотиков. При использовании этого метода, подаваемый на сушку специальными приспособлениями (форсунками и центробежными дисками) раствор распыляется в сушильной камере, через которую проходит нагретый газ-теплоноситель. Под распылением подразумевают диспергированные струи жидкости, сопровождающееся образованием большого количества полидисперсных капель. Благодаря развитой поверхности диспергированных частиц (при распылении 1 м3 жидкости до капель средней величины 50 мкм поверхность частиц составляет 120000 м2) проходит интенсивный тепло- и массообмен с агентом сушки, при этом распыленные частицы быстро отдают влагу. Весь процесс сушки занимает всего несколько секунд, причем максимальная температура частиц в процессе испарения влаги в зоне повышенных температур практически не превышает температуры влажного термометра. При сушке распылением можно изменять в определенных пределах некоторые показатели получаемых порошков: величину частиц, влажность, насыпную массу. При использовании сушки методом распыления получается готовый продукт, не требующий дальнейшего измельчения. Может быть сокращен и полностью механизирован технологический цикл получения сухого продукта, при этом достигается более высокая производительность, чем, например, при молекулярной сушке, сокращается количество обслуживающего персонала и устраняется контакт его с продуктом.

Для распылительных сушилок характерно большое разнообразие конструкций, что является следствием различных свойств высушиваемых веществ и требований, предъявляемых к готовому продукту. В настоящее время методом распылительной сушки может обезвоживаться ряд антибиотиков, но чаще всего сушат стрептомицин, используя его растворы непосредственно в виде элюатов, получаемых после его выделения и химической очистки ионообменным методом. Применение распылительной сушилки в данном случае позволяет избежать необходимость осаждения стрептомицина пред сушкой, которое связано с некоторой потерей его выхода. Отечественная промышленность предлагает несколько модификаций распылительных сушилок – одно- и двухступенчатых, обычных и оборудованных для получения стерильного продукта. Из сушилок, в которых обезвоживание может протекать в стерильных условиях, могут быть предложены следующие типы: СРЦ-3,2; ПРСМ-ИТЭ-5; ИСА-ИТЭ-6 и др. Производительность распылительных сушилок различных конструкций 5-5000 кг/ч по испаренной влаге. Сушилки различаются конструктивным оформлением пневматических или центробежных распылителей, направлением движения теплоносителя и раствора (прямоток, противоток, смешанный ток), что позволяет в каждом конкретном случае использовать более эффективный и экономически выгодный вариант. Антибиотики, подвергаемые распылительной сушке, могут быть использованы для инъекции. Длительный опыт работы испарительно-сушильных агрегатов показал, что качество препаратов, получаемых этим методом, отвечает предъявляемым к ним требованиям Государственной фармакопеи СССР.

Заслуживает внимания конструкция распылительных сушилок с интенсифицированным процессом сушки, предложенная профессором М.Ю.Лурье. Интенсификация процесса достигается путем резкого повышения температуры сушки препаратов и полупродуктов, допускающих использование агента сушки при температурах 500-700 оС. Параллельное движение в этом случае агента сушки и продукта, его диспергирование для получение большей поверхности контакта, устранение задержки материала на стенках сушильной камеры более того времени, которое требуется по скоростному графику испарения, быстрое удаление из зоны высоких температур – необходимые условия, гарантирующие отсутствие перегрева материала и изменение его физических и биологических свойств. Стенки внутри камеры смываются водой или рабочей жидкостью, осаждающийся порошок продукта быстро удаляется со дна камеры не скребками, уплотняющими сухой порошок, а с помощью пылесоса; далее продукт подается хвостовым вентилятором в циклон, где сепарируется.

При повышенных температурах могут высушиваться химико-фармацевтических продукты, к которым не предъявляются жесткие требования фармакопейной чистоты или стерильности. Это могут быть отходы производства антибиотиков и т.п.

По способу распыления исходного материала сушилки подразделяются на два типа: с центробежным распылом (тип СРЦ) и с форсуночным распылом (тип СРФ). Сушилки типа СРЦ снабжены специальными центробежно-распылительными механизмами с высокооборотными дисками. Распылительные диски имеют различные конструкции в зависимости от свойств продукта и от условий сушки. Наиболее распространенными являются: сопловые (дюзовые), у которых рабочие каналы выполнены цилиндрическими; лопастные – у которых каналы имеют плоскую (или очень малой кривизны) рабочую поверхность.

Сушилки типа СРФ оснащены пневматическими или механическими (высокого давления) форсунками. Применение той или другой конструкции форсунки зависит от свойств исходного продукта, условий сшуки и требований к готовому продукту. Сушилки с механическими форсунками рекомендуются для распыления и сушки тонких эмульсий, истинных и коллоидных растворов, тонкодисперсно суспензий химико-фармацевтических препаратов.

II.Распылительные сушилки с плоским днищем.

На рис. 1 показана распылительная сушилка типа СРЦ-ВП прямоточная непрерывного действия с плоским днищем. Сушилка представляет собой сушильную камеру 3, в которой жидкий продукт распыляется при помощи быстровращаюшегося диска 6. Одновременно в камеру подают горячий воздух или дымовые газы, тщательно очищенные в батареях циклонов и скрубберах, которые движутся параллельным потоком с материалом.

Капли жидкости, попадая в поток горячего воздуха или газов, со всех сторон омываются теплоносителем, в течение одной или нескольких секунд теряют влагу и осаждаются в виде порошка на дне камеры. Высушенный продукт перемещается скребками 5 и удаляется из сушилок при помощи шнека 4 или другого транспортного устройства. Сушильный агент непрерывно отсасывается вентилятором 1, предварительно проходя через матерчатый фильтр 2 для осаждения мелких частиц продуктов, унесенных с потоком газа. В подобных сушилках жидкость может диспергироваться распылительными дисками, механическими или пневматическими форсунками. Распылительные сушилки изготовляют диаметром от 7000 до 13000 мм и производительностью по испаряемой влаге от 500 до 15000 кг/ч.

В помещениях с ограниченной высотой устанавливают преимущественно сушилки с плоским днищем, так как они более компактны и доступны для чистки и обслуживания. При необходимости получения стерильных продуктов предпочтительно использовать сушильные камеры с коническим днищем, так как в них меньше отверстий, через которые может проникнуть загрязненный воздух.