产品分类

技术文章

您的位置:首页 > 技术文章 > 冻干曲线在冷冻干燥过程中的重要性

冻干曲线在冷冻干燥过程中的重要性

时间:2018-07-11 点击:3364次

冻干曲线在冷冻干燥过程中的重要性

冻干曲线是冻干箱板层温度与时间之间的关系曲线。一般以温度为纵坐标,时间为横坐标。它反映了冷冻干燥机在冻干过程中,不同时间板层温度的变化情况。

生物制品的冷冻干燥产品,需要有一定的物理形态;均匀的颜色、合格的残余水份含量、良好的溶解性、高的存活率或效价、长的保存期。因此,不仅要对制苗过程和冻干后的密封保存进行控制。重要的是对冷冻干燥过程的每一阶段的各参数进行全面的控制,才能得到的产品。冻干曲线和时序就是冷冻干燥机进行冷冻干燥过程控制的基本依据。

如果制品共晶点较高,系统的真空度也能保持良好,凝结器的制冷能力充裕,则也可采用一定的升温速度,将搁板温度升高至允许的zui高温度,直至冻干结束,但也需保证制品在大量升华时的温度不得过共晶点。                   

    若制品对热不稳定,则第二阶段板温不宜过高。为了提高升华速度,可将搁板温度一次升高至制品允许的ui高温度以上待大量升华阶段基本结束时,再将板温降至允许的zui高温度,这后两种方式虽然使大量的升华速度有一些提高,但其抗干扰的能力相应降低,真空度和制冷能力的突然降低或停电都可能会使制品融化。合理而灵活地掌握种方式,仍是目前较常用的方式。

药品冻干中对冻干曲线的影响

1、辅料的选择

药液中,除了药物本身以外,往往加入一定量的赋形剂、稳定剂等辅料,如甘露醇、白蛋白、右旋糖配、磷酸盐等,以改善产品的外观和稳定性。这些辅料种类的选择影响了药液的热工特性,决定了药液的冻结过冷度和崩解温度Tc.

2、对过冷度的影响

在冷冻阶段,药液在冰晶析出以前要承受一定程度的过冷状态(约低于冰点5~10摄氏度。当冰核出现时,持续的过冷状态将导致药液中的冰晶其迅速地生长,在瞬间扩展到整个物质团块,成核进一步扩散,从而形成一个理想的冻结结构:活性物质有规律地散布于整个产品中,并出现高度精细的微小多孔结构,整个结构有规则并且均一。如果辅料选取不当,得不到持续的过冷状态.将导致由于冻结速度太慢而在冻品的表面形成一玻璃化的非晶形结构,整个冻品的结构不再均一。而在升华的过程中,由于表面玻璃化的非晶性结构的存在,将使水蒸汽向上流动逸出的阻力增加,升华受阻。其产品往往会在表面或多或少地有一层薄膜或外壳。

    3、对崩解温度的影响

在升华阶段,温度升高到一定数值,药液中的结晶将会降低刚度,变得有粘性并引起崩解,封闭了冰晶向上升华的微孔,妨碍并阻止了升华的进行。由于升华速率减慢,补偿由于升华而引起冷却的热量过剩,产品开始解冻,出现泥状物。其产品疏松多孔的结构不再存在而成泥状,且复水困难。这一崩解现象开始的温度即称为崩解温度Tc,Tc取决于药液中各种物料的性质,与浓度无关。因此,在选择辅料时,应使药液混合物有较高的崩解温度,避免在较低的温度下发生崩解而影响产品的质量。显然,应尽可能选择崩解温度高的辅料例如选择崩解温度为一2~一4℃的甘露醇,要比崩解温度为一40℃的山梨醇有利于冻干。可见,辅料的选择对针剂的外观具有其重要的作用。

    4、冻结速度

一般来说,冻结速度的快慢对冻品和产品有一定的影响,相对比较而言,冻结速度快,则晶核多,晶型小,冻品结构均一,升华速度快,产品的外观细腻,易于保持原有的结构,且复水性好;冻结速度慢,则晶核少,晶型大,冻品结构的均一性差,升华速度快,冻干后产品的外观较粗糙,表面常有一层薄膜或硬壳,同时,由于机械效应和溶质效应,药物原有结构易受破坏,而且复水性差。冻结速度对冻干过程的影响比较复杂,需由试验来优化一个合适的冻结速度,并以此来选择冷冻的方法和冷冻的工艺参数。

升华干燥阶段的品质

一个理想的升华于燥阶段的品温的确定应能保证传递到制品的热能与升华所耗热能相平衡。如果传递到制品上的热量太多,则过多的吸热将导致制品温度明显升高,引起制品融化,在真空条件下沸腾,或发生崩解,使产品在外观上起泡或成泥状。同时,过量的热被制品吸收,还可使制品与容器内壁分离,造成介于制品容器间的水蒸汽积累,使向制品的热传递严重受阻,从而形成冷冻核。冷冻核溶化后将在制品中产生一个潮湿的区域,影响产品的水份含量。如果传递的热量太少,则使冰块的表面温度下降而降低升华速度。

二次干燥阶段的品温

二次干燥阶段是指当冰晶体全部升华后,制品的温度逐渐增加,将制品块状物表面残余的吸附水除去的过程。如果该阶段品温过高,持续时间过长,虽可降低产品的水份含量,但往往会造成产品的严重分解或变色。

真空度

真空度高,可以促进升华的进行。但对一些冰块较厚的产品,则需向冻干箱内充注气体,破坏真空,形成对流导热来向制品供热。否则,由于供热不足,升华减缓,通过搁板接触传导的热量相对过剩,从而产生崩解或沸腾,影响产品的外观质量。对于厚度较小的产品,由于所需热量相对较少,可以不依赖于对流传热,因而真空度可以高一,以获得较快的升华速度。

由此可见,从辅料的选择、冻结速度、品温的确定到真空度的选择,都对冻干针剂的外观质量有影响。由于药物本身性质的多样性,目前还没有一个成熟的理论和公式来指导生产,尚需在实践中摸索一套合适的冻干曲线来保证产品的质量。

 

上海左乐仪器有限公司

版权所有 ©2018 上海左乐仪器有限公司  备案号:沪ICP备15011543号-1

上海左乐仪器有限公司主营BOD恒温培养箱,微生物细胞培养箱,微生物恒温培养箱GHP,生化培养箱SPX系列产品。
您是第147840位访问者  技术支持:化工仪器网  管理登陆
QQ在线客服
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站