中国粉体网讯  近年来，功能性微米级粉体产品在食品、医药及新能源材料等领域的需求持续增长，典型应用包括功能乳粉、咖啡粉、肺部吸入粉雾剂、粉状电极材料及吸附剂微粒等。为满足特定的产品性能要求，除合理选择原材料外，还需针对不同物性特征采用相应的制粒工艺，如湿法制粒、干法制粒、流化制粒及喷雾制粒等。相较于其他制粒方式，喷雾制粒技术具备成粉迅速、产品结构属性可调可控、干燥效率高等突出优势，因此备受工业和科研领域关注。

喷雾制粒技术之所以能在快速成粉的同时实现结构可控，关键在于其多样化的干燥机制。根据微粒化原理的不同，喷雾制粒技术主要分为以下三种类型：喷雾干燥法、超临界流体法及喷雾冷冻干燥法。

喷雾干燥法

喷雾干燥（SD）是工业中把液体干燥成粉末产品的最重要的技术之一。其工作原理是利用雾化器将前驱液物料分散为细小液滴，小液滴在干燥室内与热空气充分接触，溶剂蒸发，形成干燥的粉末，并利用自然沉降或旋风分离的方法进行收集，所得产品的结构属性通常取决于前驱液配方及喷雾干燥工艺条件。

目前，喷雾干燥以其高效、简单、经济等优势，以及易于过程放大的应用前景，得到了科研与工业界的广泛关注，例如乳粉、缓释药物微粒、功能介孔微粒、具有金属有机框架结构的吸附剂微粒制备与加工等。但在干燥过程中，物料需与热风进行充分接触，易造成热敏性或具有生物活性的物质结构发生变化，从而导致功能受损、产品质量下降。 

超临界流体干燥法

超临界流体干燥法（SCFD）是近年来发展的一种新型制粒技术，它是通过将超临界状态下的干燥介质进入被干燥物内部，与溶剂分子发生快速交换，再通过改变压力、温度等参数将超临界流体转化为气态释放，从而达到干燥的目的。目前常采用的超临界流体为二氧化碳（CO2），通过低温和高压条件将气体CO2转变为超临界流体，并在特制的容器中与含有有机溶剂的物料接触，从而使有机溶剂溶于超临界 CO2中发生干燥。

相较于传统的干燥技术，如烘干过程，物料会因发生迁移团聚而导致干燥后的产品形貌发生变化，且其它结构属性，包括孔隙率、比表面积等也会相对减小；而超临界流体干燥过程中利用溶剂表面张力消除，可以避免物料团聚收缩，维持物料结构不发生变化，甚至能够消除纳米粒子间的团聚，在纳米材料的制备方面具有重要的意义；同时，也被应用于具有特定药物晶型的经口吸入粉雾剂产品研发。该技术方法存在投入与运行成本高、高压环境带来安全风险，且工业化放大中相平衡理论研究尚不充分等不足。

喷雾冷冻干燥法

喷雾冷冻干燥过程包括雾化、冷冻和干燥三部分。雾化是指将液体通过喷嘴分解为细小液滴，直接影响最终的颗粒尺寸分布；冷冻是指让雾化的液滴接触低温冷冻液（液氮等）以获得具有均匀冰结晶的冷冻液滴；干燥是将冷冻液滴中的冰晶直接升华形成干燥颗粒的过程。

相对于喷雾干燥技术，喷雾冷冻干燥技术更加适合处理热敏性高的物料，能够实现对生物活性物质结构及功能的有效保护；同时，由于喷雾冷冻干燥微粒通常具有多孔及高比表面积的特点，因而表现出更优的复溶性、再分散性以及空气动力学性能。而传统的冷冻干燥产品通常呈块状结构，流动性较差，且制备过程中热传递效率低致使能耗较高；并且，喷雾冷冻干燥技术以冰晶作为造孔剂，制粒过程更加绿色，可避免有毒物质残留等问题。

喷雾冷冻干燥在新型功能颗粒材料制备领域成果显著，已广泛应用于功能食品微胶囊微粒、通过肺部、鼻腔及皮肤给药途径的载药微粒、功能陶瓷微球、多孔粉状电极材料等等。 

小结

三种喷雾制粒技术各有侧重，适用于不同的物料特性和应用场景。未来，随着功能性微米粉末在生物医药、新能源、先进陶瓷等战略性新兴领域的应用不断拓展，喷雾制粒技术有望向智能化控制、连续化生产和多技术耦合方向发展（如喷雾冷冻干燥与微波干燥结合、超临界流体与微流控技术融合），以满足更高层次的产品定制化需求。

参考来源：

1、张盛宇.喷雾冷冻干燥制备微粒的结构形成机理与构效关系

2、袁欣、季俊夫等：基于粉体稳态化技术的风味物质控释研究进展

（中国粉体网编辑整理/青黎）

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