凍幹機設備的凍幹技術要點分析

1、物料係統的配方
 

　　在藥品和細胞冷凍幹燥之前，必須加入一些保護劑和添加劑，以保證其凍幹效果、保持藥品的活性和細胞的存活。物料和保護劑、添加劑一起，組成了多組分的係統，我們(men) 稱之為(wei) “物料係統"。保護劑和添加劑與(yu) 物料之間是有相互作用的，因此對於(yu) 不同的物料，應當采用不同種類和不同濃度的保護劑和添加劑。近年來在生物藥品方麵取得的每一重要進展，幾乎都是和采用新的“雞尾酒"式的物料係統的配方有關(guan) 的。保護劑和添加劑的問題值得討論。
 

　　2、物料係統的物性的研究
 

　　物料係統的物性，如凝固溫度、相變熱、玻璃化轉變溫度、玻璃化轉變前後的熱容量等，都會(hui) 對凍結和幹燥過程產(chan) 生很大的影響。在幹燥過程中，希望物料的升華速率高，就要求物料的空隙多、而又不致塌陷。這些也都是和物料係統的物性有關(guan) 的。近年來又發現當物料係統經曆過不同的“溫度曆史" (熱曆史)，如在不同溫度下“退火"不同時間，會(hui) 給物性帶來明顯的變化。對於(yu) 物料係統物性的測量，差示掃描量熱技術是一種有效的、被廣泛認可的技術。
 

　　3、冷卻固化過程的選擇及實現的技術
 

　　對於(yu) 物料係統的冷卻固化過程，要解決(jue) 兩(liang) 個(ge) 問題，一個(ge) 是冷卻終溫度的確定;另一個(ge) 是選擇合適的降溫程序。冷卻固化過程的終溫度應當是*固化溫度，它應低於(yu) 物料係統的共晶點溫度，或玻璃化轉化溫度。冷卻固化後的物料係統，實際上是既具有晶態，又具有玻璃態的的混合係統。為(wei) 確定降溫的終溫度，就要先測量物料係統的共晶點溫度和玻璃化轉化溫度。
 

　　對於(yu) 合適降溫程序的選擇，就是希望活性藥物、或細胞在冷卻固化過程中不受損傷(shang) 或少受損傷(shang) ，這是細胞低溫保存的基本問題。分析物料係統的凍結過程諸多現象、對細胞損傷(shang) 及防治辦法;討論程序降溫的理論和實施技術。
 

　　4、升華幹燥參數的確定
 

　　升華幹燥是在低溫下對物料係統進行加熱，使物料中被凍結成冰的“自由水"直接升華成水蒸氣。在升華幹燥過程中，可以控製的參數有：物料的溫度、幹燥室的真空度、升華幹燥的持續時間等。
 

　　關(guan) 於(yu) 物料的溫度，一般認為(wei) 必須低於(yu) 物料係統的玻璃化轉變溫度，或共晶溫度。升華幹燥的溫度的確定是十分重要的。如溫度過高，會(hui) 出現軟化、塌陷等現象，造成凍幹的失敗;如溫度過低，不僅(jin) 給製冷係統提出了過高的要求，而且大為(wei) 降低了升華過程的速率，費時又耗能。
 

　　目前大多數的操作，都是在整個(ge) 升華幹燥過程中保持加熱溫度不變的。關(guan) 於(yu) 是否應當這樣，有兩(liang) 種不同的觀點。一種觀點認為(wei) ，在升華幹燥階段，隨著水分的升華，物料係統的濃度會(hui) 提高，物料係統的玻璃化轉變溫度也會(hui) 提高，這意味著升華幹燥階段的加熱過程的溫度應當逐漸提高，而不要恒定在一個(ge) 溫度上。另一種觀點認為(wei) ，在升華幹燥階段，升華的隻是“遊離"在網狀結構空隙中的自由水，不會(hui) 對物料實體(ti) 的玻璃化轉變溫度產(chan) 生影響，因此升華幹燥過程中加熱溫度仍應保持不變。實際上這兩(liang) 種情況都可能出現，是和冷卻固化的情況有關(guan) 的。
 

　　一般說來，在升華幹燥過程中真空度是維持不變的。但也可以采用循環壓力法，即控製真空係統的壓力在一定範圍內(nei) 上下波動，以期提高傳(chuan) 熱傳(chuan) 質的效果，來加速幹燥的過程。