超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统的制作方法

本实用新型涉及粒子制备技术领域，尤其涉及一种超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统，该系统可用于制备多孔轻质粒子。

背景技术：

疫苗和药物是应对新发和烈性传染病流行的有效手段，目前的研究方向是把疫苗或药物的液体样品制备成固体粉末，粉末状的疫苗既可以直接鼻腔粘膜免疫，也可以肺吸入免疫，粉末状的药物可以直接吸入治疗，也可以溶解后注射，摆脱了冷链运输和低温保存环节。现有的粒子制备方法主要有喷雾干燥法和真空冷冻干燥法，这两种方法均存在一定的缺陷。喷雾干燥过程中的温度或压力可能影响疫苗的生物活性，真空冷冻干燥虽然可以最大限度保护样品的原有活性，但干燥后通常得到的是饼状或块状产品，需要通过再次粉碎研磨才能获得粉状产品。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统，用来制备多孔轻质粒子，可直接将热敏性、稠性、活性物料及含糖量高的液体样品制备成有多孔轻质粒子组成的粉末，不仅可使样品原有的生物和化学特性保持变不变，而且制备的多孔轻质粒子表面积大，流动性和分散性好，具有很好气溶胶动力学特性，适宜做吸入制剂用。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统，包括：

雾化部，配置成将液体样品雾化成多个雾滴；

冷冻装置，配置成将多个所述雾滴冷却成多个冰粒；

干燥装置，配置成将多个所述冰粒干燥成多个多孔粒子，以获得由所述多个多孔粒子形成的固体粉末；

废气处理装置，配置成将所述雾化部的废气排出；和

冷却装置，配置成对雾化部进行冷却。

进一步地，所述雾化部包括有喷雾腔，所述雾化部开设有与所述喷雾腔连通的二流体喷头；

所述二流体喷头采用高压喷头，以使喷到所述喷雾腔内的样品雾化成多个雾滴。

进一步地，所述雾化部开设有液氮喷头；

所述冷冻装置包括液氮罐，所述液氮罐通过所述液氮喷头向所述喷雾腔内喷液氮。

进一步地，所述干燥装置包括有冷凝器，所述冷凝器配置成将气态水冷凝形成水；

所述冷凝器连接有真空泵；

所述冷凝器通过管路与所述喷雾腔连通；

所述冷凝器上开设有排水口。

进一步地，所述废气处理装置包括有旋风分离器和过滤器；

所述旋风分离器配置成分离出废气中的大颗粒；

所述过滤器配置成过滤废气中的小颗粒。

进一步地，所述雾化部还包括冷却层，所述冷却层周向套设在所述喷雾腔外侧；

所述冷却装置包括冷却液循环泵，所述冷却液循环泵与所述冷却层连通，所述冷却液循环泵配置成向所述冷却层通入冷却液对所述喷雾腔冷却。

进一步地，所述液氮罐与所述液氮喷头之间设置有液氮流量控制器。

进一步地，所述雾化部和所述废气处理装置之间安装有控制阀；

所述雾化部和所述干燥装置之间安装有控制阀。

本实用新型的超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统依靠雾化部将液体样品均匀雾化成无数个粒径相等的微米级雾滴在喷雾腔内，向喷雾腔内喷入液氮，依靠液氮的物理特性将雾滴冷冻成多个冰粒，喷雾过程中的废气通过废气处理装置过滤并排出，然后对喷雾腔内的冰粒进行真空冷冻干燥处理，气态水在冷凝器的作用下遇冷变成水，由排水口排出，喷雾腔内的样品形成多孔轻质粒子的固体粉末状。不仅保持了样品的原有生物和化学特性，而且粒子表面积大，流动性好，具有很好气溶胶动力学特性，适宜做吸入制剂用，也可应用于其他领域。

附图说明

后文将参照附图以及实施例而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按照比例绘制的。

图1为本实用新型超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统的结构原理图。

附图中，1.液氮罐；2.过滤器；3.旋风分离器；4.液氮流量控制器；5.控制阀；6.液氮喷头；7.二流体喷头；8.喷雾腔；9.冷凝器；10.排水口；11.真空泵；12.冷却液循环泵；13.冷却层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照图1对本实用新型中大动物飞沫传播感染系统的实施例做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种超低温喷雾真空冷冻干燥式生物干粉粒子制备系统，可包括雾化部、冷冻装置、干燥装置、废气处理装置和冷却装置。雾化部配置成将疫苗、药物和蛋白等液体样品雾化成多个细小的雾滴；冷冻装置配置成将多个雾滴冷却成多个冰粒；干燥装置配置成将若干冰粒干燥成多个多孔粒子，以获得由多个多孔粒子形成的固体粉末。这样可以直接将热敏性、稠性、活性物料以及含糖量高的液体样品制备成多由多孔轻质粒子组成的粉末，不仅可使样品原有的生物和化学特性保持不变，而且粒子比表面积大，流动性好，具有很好气溶胶动力学特性，适宜做吸入制剂用。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，雾化部包括有喷雾腔8，雾化部上还开设有与喷雾腔8连通的二流体喷头7和液氮喷头6，二流体喷头7用于向喷雾腔8内通入液体样品，液氮喷头6与冷冻装置连通。本实用新型优选用二流体喷头7为高压喷头，液体样品经由二流体喷头7高压被喷出进入到喷雾腔8内形成多个细小的雾滴，冷冻装置包括液氮罐1，液氮罐1向喷雾腔8内输送液氮，依据液氮的物理特性，多个细小的雾滴与液氮接触被冷冻形成多个冰粒。形成的多个冰粒经过干燥装置的干燥，去除其中的水分，最终成为由多孔粒子组成的固体粉末。

本实用新型中，干燥装置包括冷凝器9，冷凝器9与喷雾腔8连通，且冷凝器9连接有真空泵11，冷凝器9上开设有排水口10。干燥装置可在低温和真空环境下对冰粒进行干燥，可保留疫苗、蛋白或药物等样品原有的生物活性。需要对形成的多个冰粒干燥时，打开真空泵11，真空泵11将冷凝器9和喷雾腔8内抽真空，使得多个冰粒处于真空的工作条件下，冷却液循环泵12输出的冷却液可使干燥空间保持低温环境，即喷雾腔8内同时处于低温和真空环境，冰粒内的固体的水分升华成气态，从而使冰粒被干燥。喷雾腔8内升华的气态水进入到冷凝器9中冷凝形成液态水，然后经由排水口10排出，冰粒被干燥后形成固体粉末被留在喷雾腔8内。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，废气处理装置包括过滤器2和旋风分离器3，旋风分离器3通过管路与喷雾腔8连通。向喷雾腔8内喷入液氮时，打开废气处理装置，喷雾过程中的废气进入到废气处理装置，先经过旋风分离器3，废气中的大颗粒在旋风分离器3内通过离心作用被沉积在旋风分离器3的底部，细小颗粒随气体进入到过滤器2中被过滤，过滤后的气体被排出，减少了二次污染

在喷雾腔8和冷凝器9之间，以及喷雾腔8和旋风分离器3之间均安装有控制阀5，控制阀5优选用蝶阀。喷雾腔8内喷入液氮对样品冷冻过程中，与旋风分离器3连接的控制阀5处于打开状态，与冷凝器9连接的控制阀5处于关闭状态。当喷雾腔8内的样品被冷冻成冰粒后，打开与冷凝器9连接的蝶阀，干燥装置对冰粒进行干燥，使之形成多孔轻质粒子的固体粉末。

为了避免喷雾腔8内的细小雾滴在冷冻成冰粒过程中升温，本实用新型设置的冷却装置包括有冷却液循环泵12，在喷雾腔8外侧周围开设有中空冷却层13，冷却液循环泵12向冷却层14内通入冷却液，冷却液对喷雾腔8进行冷却。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所作出的任何改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。