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冷冻干燥设备冻干过程的具体步骤
发布时间:2019-06-19 阅读:72
冷冻干燥机使用方便、简单,再次使用前,只要加入注射用水,又会立即溶解。其冻干法则基本上在0℃以下进行,即在产品冻结的状态下进行,只在后期降低产品的残余水份含量时,才让产品升至0℃以上的温度,但一般不超过40℃。在真空条件下,当水蒸汽直接升华出来后,药物剩留在冻结时的冰架中,形成类似海绵状疏松多孔架构,因此它干燥后体积大小几乎不变。下面我们来看看冷冻干燥设备冻干过程的具体步骤:


一、预冻结 

预冻是将溶液中的自由水固化,赋予产品干燥后与干燥前有相同的形态,防止抽空干燥时起泡、浓缩、收缩和溶质移动等不可逆变化发生。 
溶液在冻结过程中,需过冷到冰点以下,其内部产生晶核以后,自由水才开始以纯冰的形式结晶,同时放出结晶热,使其温度上升到冰点,随着晶体的生长,溶液浓度增加,当浓度到达共晶浓度,温度下降到共晶点以下时,溶液就全部冻结。 
冷却速度愈快,过冷温度越低,所形成的晶核数量越多,晶体来不及生长就被冻结,形成的晶粒数量越多,晶粒也细。冷却速度慢,形成的晶粒数量越少,晶粒也粗大。冻干制品升华前,必须冻结到一定的温度,这个温度应设在制品的共溶点以下10至20℃左右,如不经过预冻直接抽真空,当压力降到一定程度时,液体就会被抽去。这种情况也叫蒸发,这种蒸汽叫做不饱和蒸汽,如果制品冻结不实而抽真空,液体中的气体迅速逸出而引起“沸腾”的现象。制品如在“沸腾”中冻结,有部分可能逸出瓶外,引起药物损失或使制品表面凹凸不平。由此可见,共溶点的温度是保证产品正常干燥的zui安全的温度,只能比它低,不能高于共溶点温度。


二、升华干燥(一次干燥) 

将冻结后的产品置于密闭的真空容器中加热,其冰晶就会升华成水蒸气逸出而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始逐步向内推移的,冰晶升华后残留下的空隙变成而后升华水蒸气的逸出通道。已干燥层和冻结部分的分界面(实际上是一薄层)称为升华界面。在生物制品干燥中,升华界面约以1mm/h的速度向内推进。当全部冰晶去除时,升华干燥就完成了,此时可除去水分90%左右。制品中冰的升华是在升华界面处进行的。升华时所需要的热量是由加热设备(通过搁板)提供,从搁板传来的热量由以下几种途径传至产品的升华界面:固体的传导,辐射,气体的对流。 


三、解析干燥(二次干燥) 

第一阶段干燥是将水以冰晶的形式除去的,因此冻干层的温度和升华界面的压力都必须控制在产品共溶点(或崩解温度)以下,才不致使冰晶溶化。但对于吸附水,其吸附能量高,如果不提供足够的能量,水就不可能从吸附中解析出来。
因此,这一阶段产品的温度应足够地高,只要不超过允许的zui高温度,不烧毁产品和不造成产品过热而变性就可。同时,为了使解吸出来的水蒸气有足够的推动力逸出产品,必须使产品内外形成较大的蒸汽压差,因此这一阶段箱体内要保持高真空。第二阶段干燥后,产品残余水分的含量一般可以控制在0.5%-4% 之间。 

 
 

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