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冻干机技术原理

浏览次数: 日期:2017/7/5 10:04:12

一、第一期间枯燥:提高枯燥 

提高枯燥也称为第一期间枯燥。将冻住后的商品置于密封的真空容器中加热,其冰晶就会提高成水蒸汽逸出而使商品脱水枯燥。枯燥是从外外表开端逐步向内推移的,冰晶提高后残留下的空地变成此后提高水蒸汽的逸出通道。已枯燥层和冻住有些的分界面称为提高界面。在生物成品枯燥中,提高界面约为每小时1mm的速度向下推动。当悉数冰晶除掉时,第一期间枯燥就完成了,此刻约除掉悉数水分的90%左右。
    
商品在提高枯燥时要吸收热量,一克冰悉数变成水蒸汽大概需求吸收670卡左右的热量。因而提高期间有必要对商品进行加热。当冻干箱内的真空度降至10Pa(可根据成品请求而定)以下,就能够开端给成品加热,为商品提高供给能量,且冻干箱内的真空度应操控在10-30Pa之间最有利于热量的传递,利于提高的进行。
    
第一期间提高枯燥是冷冻枯燥的关键期间,大有些的水在这一期间被提高。若操控欠好,会直接影响商品的外观质量和冻干时刻。若搁板的温度过高,搁板向商品供给的热量大于水分提高所吸收的热量,则商品温度继续上升,当商品温度超越其共熔点时,则发生喷瓶或瓶底变空的景象,影响商品的外观质量。赋形剂的挑选和用量对冻干生化药品的外观影响很大。因为各个商品的性质不相同、配方各不一样、离子浓度各不相同,对赋形剂挑选和用量请求各不一样,若操控欠好,冻干后的商品外观变成不易溶解的蜂窝状或粉状,而不能变成构造疏松、易于溶解的网状构造,影响药品的外观质量。但因为商品提高时,提高面不是固定的。而是在不断的改变,而且跟着提高的进行,冻住商品越来越少。因而造成对商品温度丈量的艰难,使用温度计来丈量均会有必定的差错。能够使用气压丈量法来断定提高时商品的温度,把冻干箱和冷凝器之间的阀门敏捷地封闭1-2秒的时刻(切不可太长)。然后又敏捷翻开,在封闭的刹那间调查冻干箱内的压强增加情况,计下压强增加到某一点的最高数值。从冰的不一样温度的饱满蒸汽压曲线或表上能够查出相应数值,这个温度值即是提高时商品的温度。商品的温度也能经过对提高商品的电阻的丈量来揣度。假如测得商品的电阻大于共熔点时的电阻数值,则阐明商品的温度低于共熔点的温度;假如测得的电阻挨近共熔点时的电阻数值,则阐明商品温度已挨近或抵达共熔点的温度。
    
第一期间枯燥完毕能够经过以下景象判别:
    
a. 枯燥层和冻住层的交界面抵达瓶底并不见。
    
b. 商品温度上升到挨近商品共溶点的温度。
    
c. 冻干箱的压力和冷凝器的压力挨近,且两者间压力差坚持不变
    
d. 当封闭枯燥室与冷凝器之间的阀门时,压强上升速率与渗漏相压器近(需求预先查看渗漏的速率)。
    
e. 当在多歧管上枯燥时,容器外表上的冰或水珠不见,其温度抵达环境温度。
    
通常在此基础上还要延伸30分钟到1小时的时刻再转到第二步枯燥,以确保没有残留的冰。



二、第二期间枯燥:解析枯燥
    
解析枯燥也称第二期间枯燥。在第一期间枯燥完毕后,商品内还存在10%左右的水分吸附在枯燥物质的毛细管壁和极性基团上,这一有些的水是未被冻住的。当它们抵达必定含量,就为微生物的成长繁衍和某些化学反响供给了条件。实验证实:即使是单分子层吸附以下的低含水量,也能够变成某些化合物的溶液,发生与水溶液相同的移动性和反响性。因而为了改善商品的储存稳定性,延伸其保存期,需求除掉这些水分。这即是解析枯燥的意图。
    
因为这一有些水分是经过范德华力、氢键等弱分子力吸附在药品上的结合水,因而要除掉这有些水,需求战胜分子间的力,需求更多的能量。此刻能够把成品温度加热到其答应的最高温度以下(商品的答应温度视商品的种类而定,通常为25℃-40℃左右。病毒性商品为25℃,细菌性商品为30℃,血清、抗菌素等可高达40℃),坚持必定的时刻(由成品特色而定),使剩余水分含量抵达预订值,全部冻干进程完毕。

假如成品共晶点较高,体系的真空度也能坚持杰出,凝结器的制冷能力富余,则也可采用必定的升温速度,将搁板温度增加至答应的最高温度,直至冻干完毕,但也需确保成品在很多提高时的温度不得超越共晶点。
    
在解析枯燥期间因为商品内逸出水份的削减,冷凝器温度的下降又导致体系内水蒸气压力的下降,这么通常使冻干箱的总压力下降到低于10Pa,这就使冻干箱内对流的热传递简直不见。为了改善冻干箱传热,使商品温度较快地抵达最高答应温度,以缩短解析枯燥期间时刻,要对冻干箱内的压强进行操控,操控的压强范围在15~30Pa之间。
    
商品温度抵达答应温度以后,为了进一步下降商品内的剩余水份含量,需求康复高真度,同时,冷凝器因为负荷削减也抵达了极限低温,这么冻干箱和冷凝器之间水蒸气压力差抵达了最大值。这种情况非常有利于商品内剩余水份的逸出。
    
因为冻干药品中的残留水分对冻干生化药品的影响很大,残留水分过多,生化活性物质简单失活,大大下降了稳定性。操控冻干药品中的残留水分,关键在于第二期间再枯燥的操控。在这一期间中,温度要挑选能答应的最高温度;真空度的操控尽可能提高,有利于残留水分的逸出;继续的时刻越长越好,通常进程需求4-6小时;对自动化程度较高的冻干机可采纳压力增加实验对残留水分进行操控,确保冻
干药品的水分含量少于3%。

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