用於改進噴霧幹燥（zào）工藝的新方式

傳（chuán）統形式的微（wēi）膠囊化過程，有許多工藝參數會對（duì）能否成功地保護活性成分造成挑戰——本文介紹的技術提供了一種創新型的工藝，通過在較低的溫度（室溫至90℃）的惰性環境中（氧氣的體積含量＜5%）產生靜電霧化，使（shǐ）物料進行微膠囊化以增強物料（liào）的性能。這項技（jì）術為用戶提供（gòng）了通過在線聚合產（chǎn）生“速（sù）溶的”微球粉末的能力。該技術所創造（zào）的產品適用於不同的行業中，同時實驗（yàn）結果也顯示了產品的貯存期被提升，工藝處理特性增強。

在粉末原料工業（yè）中，噴霧幹燥是一種廣泛用於生產製造幹料的高效的技術（shù）。但對大多數易受熱影（yǐng）響的物料，噴霧幹燥的過度熱處（chù）理往往導致物（wù）料成分（fèn）損失、降解，或變性。用傳統噴霧（wù）幹燥法製成的粉末產品通常粒徑（jìng）在50～250 µm範圍內。具有（yǒu）這種（zhǒng）顆粒尺寸的粉末產（chǎn）品經常會（huì）有較差的水體構建和（hé）粉塵問題（tí）。基於這些挑戰，傳統的噴霧幹燥產品通常需（xū）要再進行聚合或造粒以增加顆粒大小，從而改善其水化性能，同時解決粉塵問題。一種標（biāo）準的聚合（hé）的做法是通（tōng）過流化床的（de）頂噴製粒。在有頂噴製粒（lì）的（de）流化床內，幹燥顆粒首先被加熱（rè）的空氣流化，緊（jǐn）接著從頂部噴入粘合劑。當顆粒和粘合劑接觸時，形成一個液體橋，使得顆粒相互粘附。當液體蒸發時，產生聚合的顆（kē）粒。這（zhè）種附（fù）加的（de）工藝是耗（hào）時（shí）的，增加成本的，並且潛在地導（dǎo）致暴露（lù）於二次加熱（rè）步驟（zhòu）中的物料進一（yī）步的成分損失或降（jiàng）解（jiě）。

Fluid Air聯合（hé）研（yán）發（fā）了一（yī）種創新型（xíng）的靜電噴霧幹燥技術，它允許在低於水沸點的操作溫度下蒸發（fā）水分。該技術還提供了在噴霧幹（gàn）燥過程中就產生顆粒聚合的特性。該技術的係（xì）統（tǒng）環境是（shì）惰性的，維持氧氣含量低（dī）於（yú）5%。由於其（qí）惰性的工藝環境，任何不期望存在的氧化反應將被減少。如下進行（háng）的實（shí）驗研究和論證了用這種創新型的靜電噴霧幹（gàn）燥技（jì）術處理的產品的特（tè）性和優點。

實驗目（mù）的

以改性食物澱粉（fěn）、維生素C、草莓香精和葵花（huā）籽（zǐ）油為例，展示了本技術的低溫幹燥能力和使用本技術包的產品的特性。

實驗材料

改性食物澱粉

改性食品澱粉已廣泛應用於製藥（yào）和食品的配製。它被選用為本文的一個例子用於展示靜電噴霧幹燥技術的低溫幹燥能（néng）力。

在實驗中，40份重量的改性（xìng）食品澱粉用60份（fèn）重量的水用進（jìn）行水化。將（jiāng）水化澱粉（以10磅/h加料速（sù）率）通（tōng）過靜電噴嘴，同時（shí）伴隨25 psi的霧化氣進入幹燥腔進行霧化。靜電噴嘴對水（shuǐ）化澱粉施加20 kV的電荷。在（zài）幹燥（zào）腔（qiāng）內，幹燥氣體（90℃）以150 SCFM下輸（shū）送（sòng）進來，以協助水分蒸發。在該技術中應用的幹燥氣體（tǐ）是空氣和氮氣的混合物，其氧氣含量維持在5%或更低。

包封的維生素C

在（zài）實驗中，50份重量的改性澱粉用50份重（chóng）量的水進行水化。在完全水化後，按改性澱粉重（chóng）量的2%加入維生素C，用高剪切混合器（Charles Ross & Son公司（sī），型號：HSM-100LSK，係（xì）列：205756）以5000轉/min下高速剪切混合5 min，直至均質化。通（tōng）過與上述改性食品澱粉相同的工藝參數，用靜（jìng）電噴嘴對此維生素C混合（hé）物進行霧化（huà）（以10 磅/h加料速率（lǜ））。

包封的草莓香精

以80份重量（liàng）的三聚氰胺（àn）澱粉（HI-CAP®100，國家澱粉化（huà）工有限公司）為壁材，以20份重量的草莓液體香（xiāng）精為芯材，製成香精乳液。該乳液是將草莓液體香精和（hé）用預水化（huà）的三（sān）聚氰胺（àn）澱粉（Hi-CAP®100）用高剪切混合（hé）器（Charles Ross & Son公司，型號：HSM-100LSK，係列：205756）以5000 轉/min乳（rǔ）化5  min製成的。在高剪切混合後，使（shǐ）用均質器（Gaulin公司，高壓均質機，型號：405M3 3TPS，序號：8818678）對混合液進行（háng）均質化，第一次使用3000 psi，第（dì）二次使（shǐ）用500 psi。然後，通過與上述改性食品澱粉相同（tóng）的工藝參數，用靜（jìng）電噴嘴對此乳液進行（háng）霧化（以10磅（páng）/h加料速率）。

包封的葵花籽油（yóu）

葵花籽油（yóu）乳（rǔ）液的組成為：80份重量的烏山澱粉（Hi-CAP®100，國家澱粉（fěn）化工有限公司）為壁（bì）材（cái），20份（fèn）重量的葵花籽油為芯材。用與之前提到的草莓香精乳液相同的方法製（zhì）成了乳液。然後（hòu），通過與（yǔ）上述（shù）改性食品澱（diàn）粉相同的工藝參數，用靜（jìng）電噴（pēn）嘴對此乳液進行霧化（以10 磅/h加（jiā）料速率）。

作（zuò）為對照，所有上述樣品也都使（shǐ）用了傳統的噴霧幹燥器進（jìn）行處理，幹燥參數為進風溫度190℃，出風（fēng）溫度90℃。

評價方法

所（suǒ）有成品均收集自由流動的（de）幹粉作為樣品（pǐn）。對樣品的含水量、粒度分布、顆粒（lì）結構和水化性能進行了評價。

含水量通過含水量分析儀（梅特勒MJ33）進（jìn）行測量。

顆（kē）粒結構通過掃描電子顯微鏡（jìng）（SEM）進行觀察。

粒度（dù）分布采用美國標準試驗篩，分別為20號（850 µm）、40號（425 µm）、60號（250 µm）、80號（180 µm）、120號（125 µm）、200號（75 µm）和325號（45 µm）（Cole-Parmer®，美國（guó）），以顆粒大小（xiǎo）對產品進行篩分。測（cè）量樣品（50 g）並添加到堆疊篩（升序）。然後將含有測量樣品的篩子放（fàng）置於羅太普篩分機上5 min（W.S. Tyler，羅太普篩分機，型號RX-29，序號：10-4104），使得樣品顆粒在這些（xiē）篩子上分離。測量每個篩子（zǐ）上剩餘（yú）樣品的重量，通過（guò）將每個篩子上（shàng）剩（shèng）餘（yú）樣品（pǐn）的質量除以所加（jiā）樣品的總質（zhì）量，計（jì）算粒度分布百分率（%），如下列方程（chéng）所示：

粒度分布百分率（%）=（每個篩子上剩餘樣品的質量/所加樣品的（de）總（zǒng）質量）×100%

對改性食品澱（diàn）粉和包封的維生素（sù）C樣品采用掃描電鏡（SEM）進（jìn）行顆粒結（jié）構檢（jiǎn）測。草莓香精樣品，研究其水化性能。為（wéi）了了解水化性質，將製成（chéng）好的香精樣品（按0.2%樣品總重量計）加入靜水中。使用高分辨率照相機以視頻和圖像的格式研究和記錄其水化性質。

利用葵（kuí）花籽油樣品製成片劑糖果（guǒ），以了解高壓工藝下的結構完整性。包封的葵花籽油（10%）與糖進行預混合。預混料被加壓形成一個整體的固體片劑。測定了成品糖片表麵葵花籽油的含量。表麵油的含（hán）量使用重量平均法測定。將片（piàn）劑樣品（10 g）與150 mL正戊烷混合4 h。表麵油在溶劑相中被提取。通過過濾（lǜ）並在瓶（píng）內用氮氣幹燥（zào），將（jiāng）溶劑從片（piàn）劑中分離（lí）。表麵油的量為（wéi）燒瓶的重量（溶劑（jì）蒸發（fā）後）減去燒瓶的原始重（chóng）量，如下列（liè）方程所示：

表麵油含量=（戊烷蒸發後燒瓶的重量-燒瓶（píng）原始重量）/樣品總重量×100 %

片劑樣品的穩定性使（shǐ）用Oxipres設備來測定（dìng）（Mikrolab Aarhus公司，型號：ML307312）。樣品放（fàng）置在不鏽（xiù）鋼腔室中。將純氧引（yǐn）入到腔室中（zhōng），再將腔（qiāng）室加壓至（zhì）5 bar。該腔室被適當地（dì）密封以（yǐ）保持在封閉的環境中。然後將腔室加熱至50℃並保持50 h。監測壓力的降低，以反應產品氧化和穩定性的水平。