真空冷凍干燥設(shè)備依干燥品種特性不一，對凍干的質(zhì)量要求也不盡相同。一般制藥企業(yè)對凍干的主要質(zhì)量要求為：生物活性不變、外觀色澤均勻、形態(tài)飽滿、結(jié)構(gòu)牢固、溶解速度快，殘余水分低。
真空冷凍干燥設(shè)備工藝包括預(yù)凍、升華和再干凍3個階段。合理有效地縮短凍干的周期在企業(yè)生產(chǎn)上具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
1.冷凍速度的選擇：溶液速凍時(shí)(每分鐘降溫10~50℃)，晶粒保持在顯微鏡下可見的大小;相反慢凍時(shí)(1℃/分)，形成的結(jié)晶肉眼可見。粗晶在升華后留下較大的空隙，可以提高凍干的效率，細(xì)晶在升華后留下的間隙較小，使下層升華受阻。速凍的成品粒子細(xì)膩，外觀均勻，表面積大，多孔結(jié)構(gòu)好，溶解速度快。
制品在凍干機(jī)中預(yù)凍有兩種方式：一種是制品與干燥箱同時(shí)降溫，另一種是待干燥箱擱板降溫至-40℃左右，再將制品放入，前者相當(dāng)于慢凍，后者則介于速凍與慢凍之間，因而常被采用，以兼顧凍干效率與產(chǎn)品質(zhì)量。此法的缺點(diǎn)是制品入箱時(shí)，空氣中的水蒸氣將迅速地凝結(jié)在擱板上，而在升華初期，若板升溫較快，由于大面積的升華將有可能超越冷凝器的正常負(fù)荷。此現(xiàn)象在夏季尤為顯著。經(jīng)驗(yàn)證明，過冷現(xiàn)象容易致使制品溫度雖已達(dá)到共晶點(diǎn)但溶質(zhì)仍不結(jié)晶，為了克服過冷現(xiàn)象，制品凍結(jié)的溫度應(yīng)低于共晶點(diǎn)以下一個范圍，并需保持一段時(shí)間，以待制品*凍結(jié)。
2.升華過程的控制：對藥品的升華基本可分為兩個階段即大量升華階段與殘余水分干燥階段。分別說明如下：
大量升華階段：在升溫的第一階段，即大量升華階段，制品溫度要低于其共晶點(diǎn)一個范圍，因此要對擱板溫度加以控制。若制品已經(jīng)部分干燥，但溫度卻超過了其共晶點(diǎn)，此時(shí)將發(fā)生制品融化現(xiàn)象，而此時(shí)融化的液體，對冰飽和，對溶質(zhì)卻未飽和，因而干燥的溶質(zhì)將迅速溶解進(jìn)去，最后濃縮成一薄僵塊，外觀極為不良，溶解速度很差，若制品的融化發(fā)生在大量升華后期，則由于融化的液體數(shù)量較少，因而被干燥的孔性固體所吸收，造成凍干后塊狀物有所缺損，加水溶解時(shí)仍能發(fā)現(xiàn)溶解速度較慢。
在大量升華過程中，雖然擱板和制品溫度有很大懸殊，但由于板溫、冷凝器溫度和真空溫度基本不變，因而升華吸熱比較穩(wěn)定，制品溫度相對恒定。隨著制品自上而下層層干燥，冰層升華的阻力逐漸增大。制品溫度相應(yīng)也會小幅上升。直至用肉眼已不到冰晶的存在。此時(shí)90%以上的水分已除去。大量升華的過程至此已基本結(jié)束。為了確保整箱制品大量升華完畢，擱板溫度仍需保持一個階段后再進(jìn)行第二階段的升溫。
殘余水分干燥階段：剩余百分之幾的水分稱殘余水分，它與自由狀態(tài)的水在物理性質(zhì)上有所不同，殘余水分包括了化學(xué)結(jié)合之水與物理結(jié)合之水，諸如化合的結(jié)晶水、蛋白質(zhì)通過氫鍵結(jié)合的水以及固體表面或毛細(xì)管中的吸附水等。由于殘余水分受到引力的束縛，其飽和蒸汽壓不同程度的降低，因而干燥速度會明顯下降。雖然提高制品溫度以促進(jìn)殘余水分的氣化，但若超過某極限溫度，生物活性也可能急劇下降。因此保證制品安全的最高干燥溫度要由實(shí)驗(yàn)來確定。通常我們在第二階段將擱板溫度控制在30℃左右，并保持恒定。在這一階段初期，由于板溫升高，殘余水分少而不易氣化，因此制品溫度上升較快。但隨著制品溫度與擱板溫度逐漸靠攏，熱傳導(dǎo)變得更為緩慢，需要耐心等待相當(dāng)長的一段時(shí)間，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，殘余水分干燥的時(shí)間與大量升華的時(shí)間幾乎相等有時(shí)甚至還會超過。
3.凍干曲線控制控制：將擱板溫度與制品溫度隨時(shí)間的變化記錄下來，即可得到凍干曲線。比較典型的凍干曲線將擱板升溫分為兩個階段，在大量升華時(shí)擱板溫度保持較低，根據(jù)實(shí)際情況，一般可控制在-10~10℃之間。第二階段則根據(jù)制品性質(zhì)將擱板溫度適當(dāng)調(diào)高，此法適用于其熔點(diǎn)較低的制品。若對制品的性能尚不清楚，機(jī)器性能較差或其工作不夠穩(wěn)定時(shí)，用此法也比較穩(wěn)妥。
如果制品共晶點(diǎn)較高，系統(tǒng)的真空度也能保持良好，冷凝器的制冷能力充裕，則也可采用一定的升溫速度，將擱板溫度升高至允許的最高溫度，直至凍干結(jié)束，但也需保證制品在大量升華時(shí)的溫度不得超過共晶點(diǎn)。
若制品對熱不穩(wěn)定，則第二階段板溫不宜過高。為了提高第一階段的升華速度，可將板溫度一次升高至制品允許的最高溫度以上;待大量升華階段基本結(jié)束時(shí)，再將板溫降至允許的最高溫度，這后兩種方式雖然使大量的升華速度有一些提高，但其抗干擾的能力相應(yīng)降低，真空度和制冷能力的突然降低或停電都可能會使制品融化。合理而靈活地掌握第一種方式，仍是目前較常用的方式。
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