改善噴霧干燥機(jī)工藝的新方法      
在傳統(tǒng)的微囊形式中，有許多工藝參數(shù)可能會(huì)挑戰(zhàn)成功保護(hù)了有效成分。本文中描述的技術(shù)提供了一種創(chuàng)新的工藝，該工藝在從室溫到90°C的較低溫度下是惰性的。
環(huán)境中氧氣的體積含量小于5以產(chǎn)生靜電霧化，這使得該材料被微囊化以增強(qiáng)材料的性能。 
這項(xiàng)技術(shù)使用戶能夠通過(guò)在線聚合生成速溶微球粉。 
通過(guò)此技術(shù)創(chuàng)建的產(chǎn)品適用于不同行業(yè)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，提高了產(chǎn)品的貨架期，增強(qiáng)了工藝特性。      
 In在粉末原料工業(yè)中，噴霧干燥是一種高效技術(shù)，廣泛用于制造干燥材料。 
但是，對(duì)于大多數(shù)容易受熱影響的材料，通過(guò)噴霧干燥進(jìn)行的過(guò)度熱處理通常會(huì)導(dǎo)致材料成分的損失，降解或變性。通過(guò)傳統(tǒng)的噴霧干燥方法制成的粉末產(chǎn)品的粒徑通常在50至250μm的范圍內(nèi)。具有這種粒徑的粉末產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)積水和灰塵問(wèn)題?；谶@些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的噴霧干燥產(chǎn)品通常需要聚合或造粒以增加粒徑，從而改善其水合性能，同時(shí)解決粉塵問(wèn)題。 
一種標(biāo)準(zhǔn)的聚合方法是通過(guò)流化床頂部噴霧法制粒。 
在帶有頂部噴霧造粒的流化床中，首先將干燥的顆粒通過(guò)加熱的空氣流化，然后從頂部噴灑粘合劑。 
當(dāng)顆粒和粘合劑接觸時(shí)，形成液橋，使得顆粒彼此粘附。 
當(dāng)液體蒸發(fā)時(shí)，會(huì)生成聚合顆粒。 
此額外的過(guò)程很耗時(shí)，增加了成本，并有可能導(dǎo)致進(jìn)一步暴露在二次加熱步驟中的材料損失或降解。  
 Fluid Air聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新靜電噴霧干燥技術(shù)，可在低于水沸點(diǎn)的工作溫度下蒸發(fā)水。 
這項(xiàng)技術(shù)還提供了噴霧干燥過(guò)程中顆粒聚合的特性。 
該技術(shù)的系統(tǒng)環(huán)境是惰性的，并且將氧水平保持在5以下。
由于其惰性的處理環(huán)境，任何不希望的氧化反應(yīng)都會(huì)減少。 
以下實(shí)驗(yàn)研究和演示已經(jīng)證明了使用這種創(chuàng)新的靜電噴霧干燥技術(shù)處理過(guò)的產(chǎn)品的特性和優(yōu)勢(shì)。    
用途   
以改性食品淀粉，維生素C，草莓味和葵花籽油為例，論證了該技術(shù)的低溫干燥能力以及使用該技術(shù)包裝的產(chǎn)品的特性。實(shí)驗(yàn)材料 
改性食品淀粉  
改性食品淀粉已廣泛用于制藥和食品配方。 
本文以其為例來(lái)說(shuō)明靜電噴霧干燥技術(shù)的低溫干燥能力。  
在實(shí)驗(yàn)中，將40重量份的改性食品淀粉水化用60重量份的水。 
將水合淀粉以10 lbs / h的進(jìn)料速率通過(guò)靜電噴嘴，同時(shí)伴隨著25 psi的霧化氣體進(jìn)入干燥室進(jìn)行霧化。靜電噴嘴向水合淀粉施加20 kV的電荷。 
在干燥室中
，干燥氣體在90°C和150 SCFM下輸送，以幫助水分蒸發(fā)。 
此技術(shù)中使用的干燥氣體是空氣和氮?dú)獾幕旌衔?，其氧氣含量保持?或更低。    
膠囊化維生素在實(shí)驗(yàn)中，將50重量份的改性淀粉與50重量份的水合。 
完全水合后，以2重量份改性淀粉添加維生素C，并使用高剪切混合機(jī)Charles Ross Son（型號(hào)：HSM-100LSK，系列：205756）以5000 rpm的速度高速混合5分鐘。 
直到均質(zhì)化。 
通過(guò)與上述改性食品淀粉相同的工藝參數(shù)，用靜電噴嘴以10 lb / h的進(jìn)料速度霧化維生素C混合物。    
封裝的草莓味  
使用80重量份的三聚氰胺淀粉HI-CAP®100，National Starch Chemical Co.，Ltd.作為壁材料，以及20份重量的草莓液體調(diào)味劑作為核心材料，制備了調(diào)味劑乳液。 
此乳液由草莓液體調(diào)味劑和預(yù)水合的三聚氰胺淀粉Hi-CAP®100高剪切混合機(jī)Charles Ross Son Company制成，型號(hào)：HSM-100LSK，系列：205756以5000 rpm / min的速度乳化5 min的。 
高剪切混合后，使用均質(zhì)機(jī)Gaulin（高壓均質(zhì)機(jī)，型號(hào)：405M3 3TPS，序列號(hào)：8818678）將混合物均質(zhì)，第一次使用3000 psi，第二次使用500 psi。 
然后，使用與上述改性食品淀粉相同的工藝參數(shù)，通過(guò)靜電噴嘴以10 lb / h的進(jìn)料速度霧化該乳液。    
包封的葵花籽油  
葵花籽油乳液的組成為：80重量份吳山淀粉Hi-CAP®100，國(guó)家淀粉化學(xué)有限公司。作為壁材料，以20重量份的葵花籽油作為芯材料。 
以與前述草莓味乳液相同的方式制備乳液。 
然后，使用與上述改性食品淀粉相同的工藝參數(shù)，通過(guò)靜電噴嘴以10 lb / h的進(jìn)料速度將該乳液霧化。  
作為對(duì)照，所有上述樣品均使用常規(guī)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行處理，干燥參數(shù)為190°C的進(jìn)氣溫度和90°C的排氣溫度。    
評(píng)估方法   
所有成品均作為自由流動(dòng)的干粉作為樣品收集。 
對(duì)樣品的水含量，粒度分布，顆粒結(jié)構(gòu)和水化性能進(jìn)行了評(píng)估。  
水含量通過(guò)梅特勒MJ33水分測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量。  
通過(guò)掃描電子顯微鏡SEM觀察顆粒結(jié)構(gòu)。  
粒度分布采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試篩，篩號(hào)為20 850 μm， 40 425 μm，60,250 μm和80 18 
美國(guó)Cole-Parmer®0 μm，120號(hào)125 μm，200號(hào)75 μm和325 45 μm按顆粒尺寸篩分產(chǎn)品。 
量取50μg樣品，并按升序添加到堆疊篩中。然后將裝有測(cè)量樣品的篩子放在Rotapo篩分機(jī)上5機(jī)minW.S.泰勒（Rotapo篩分機(jī)）型號(hào)RX-29，序列號(hào)：10-4104，以便在這些篩子上分離樣品顆粒。 
測(cè)量每個(gè)篩子上剩余樣品的重量，并通過(guò)將每個(gè)篩子上剩余樣品的質(zhì)量除以添加樣品的總質(zhì)量來(lái)計(jì)算粒度分布百分比，如以下等式所示：  
顆粒尺寸分布百分比每個(gè)篩子上剩余樣品的質(zhì)量/添加樣品的總質(zhì)量×100   
使用掃描電子顯微鏡SEM檢測(cè)改性食品淀粉和維生素C樣品的顆粒結(jié)構(gòu)。研究草莓風(fēng)味樣品的水合特性。為了理解水合特性，將制備的調(diào)味料樣品以0.2樣品的總重量為基準(zhǔn)添加到靜止水中。 
使用高分辨率相機(jī)以視頻和圖像格式研究和記錄其水合特性。  
使用葵花籽油樣品制作片劑糖果以了解高壓過(guò)程中的結(jié)構(gòu)完整性。封裝的葵花籽油10與糖預(yù)混合。將預(yù)混物壓制成整體固體片劑。測(cè)定成品糖片劑表面上的葵花籽油的含量。使用重均法測(cè)量表面油含量。將10g片劑樣品與150mL正戊烷混合4小時(shí)。 
表面油在溶劑相中萃取。 
通過(guò)過(guò)濾將溶劑與片劑分離，并在氮?dú)馄恐懈稍铩?nbsp;
表面油的量為燒瓶的重量，并從溶劑的蒸發(fā)量中減去燒瓶的原始重量，如以下公式所示：  
表面油內(nèi)容物戊烷蒸發(fā)后的燒瓶重量-燒瓶的原始重量/樣品的總重量×100   
使用Oxipres設(shè)備（Mikrolab Aarhus，型號(hào)：ML307312）測(cè)量片劑樣品的穩(wěn)定性。 
將樣品放置在不銹鋼室中。將純氧氣引入腔室，并將腔室加壓至5 bar。 
腔室已正確密封以保持在封閉環(huán)境中。然后將腔室加熱至50°C，并保持50 h。 
監(jiān)控壓力的降低以反映產(chǎn)品氧化程度和穩(wěn)定性。    
結(jié)果和討論 
干燥能力在低溫下  
使用樣品的水分含量作為指示劑，以顯示低溫干燥能力。 
所有收集的樣品均為自由流動(dòng)的粉末。 
如表1所示，通過(guò)創(chuàng)新的靜電噴霧干燥工藝制成的樣品的水分含量均在可接受的水分含量范圍內(nèi)。 r003c8。        
片劑應(yīng)用中的粉末結(jié)構(gòu)完整性和產(chǎn)品穩(wěn)定性  
粉末粉末的物理強(qiáng)度通過(guò)使用封裝的葵花籽油可用于制造片劑糖果。 
如果是顆粒狀
該結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足以承受壓力，并且封裝的葵花籽油將被擠壓在片劑表面上，從而導(dǎo)致在片劑表面上產(chǎn)生油。表2顯示了通過(guò)常規(guī)噴霧干燥和靜電噴霧干燥制得的片劑的表面油含量。 
發(fā)現(xiàn)靜電噴涂干粉制成的片劑表面油含量較低，從而在聚合過(guò)程中具有更好的顆粒強(qiáng)度。 即時(shí)水合性能  
圖1和圖2顯示了通過(guò)常規(guī)噴霧干燥和靜電噴霧干燥封裝的草莓香料的水合特性分別在10 s和60 s內(nèi)。    
圖1通過(guò)傳統(tǒng)噴霧干燥和靜電噴霧干燥制成的封裝的草莓味的照片，溶解后溶于水中10 s       
圖2傳統(tǒng)噴霧干燥和靜電噴霧干燥制成的封裝草莓味，60 s后溶解于水中    
可以觀察到，通過(guò)靜電噴霧干燥制成的樣品顯示出明顯更快的水合作用。水合10秒鐘后，如圖1所示，與使用傳統(tǒng)噴霧干燥工藝制成的樣品相比，可生產(chǎn)更多的樣品。粉末溶解在水中。 
如圖2所示，水合60 s后，通過(guò)靜電噴霧干燥制備的樣品完全溶解，水變得渾濁。 
相反，使用傳統(tǒng)噴霧干燥工藝制得的樣品并未完全溶解，并且水僅部分混濁。 
因此，我們認(rèn)為靜電噴霧干燥的快速水合性能是由靜電噴霧干燥過(guò)程中的聚合現(xiàn)象引起的。 
在靜電噴霧干燥過(guò)程中發(fā)生的聚合過(guò)程使顆粒彼此粘附，最終形成具有較大表面積的大顆粒。   
顆粒形態(tài)  
通過(guò)靜電噴霧干燥和傳統(tǒng)噴霧干燥制成的改性食品淀粉粉和膠囊化維生素C的顆粒結(jié)構(gòu)的SEM圖像如圖3、4、5所示和6。 
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用靜電噴霧干燥法制備的樣品均具有大的團(tuán)聚顆粒，并且顆粒彼此粘附。 
相反，常規(guī)噴霧干燥產(chǎn)生的樣品具有離散的球形結(jié)構(gòu)，顆粒較小。 
在靜電噴霧干燥過(guò)程中，我們認(rèn)為一些干燥顆粒的表面發(fā)粘，這使顆粒牢固地粘附到其他顆粒上而形成更大的顆粒。 
一旦水完全蒸發(fā)，就會(huì)形成粒徑大于125 μm的干燥固體顆粒，從而形成由多個(gè)相互凝聚的顆粒組成的結(jié)構(gòu)。圖3靜電噴霧干燥制得的改性淀粉的SEM圖像      
圖4使用傳統(tǒng)噴霧干燥法制備的變性淀粉的SEM圖像      
圖5封裝的SEM圖像使用靜電噴霧干燥制成的維生素C       
圖6使用傳統(tǒng)噴霧干燥制成的封裝維生素C的SEM圖像