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真空冷冻干燥制品外观不合格原因及解决方案

时间:2020-02-18 点击次数:299

真空冷冻干燥和普通的蒸发干燥相比有很多优点,其中外观的性状的保持或者定型也是一个优点。但是有时候我们做生物制品或者化妆品,也就是冻干粉针或者托盘的散装样品,做出来的制品的外观并不是那么理想。

首先真空冷冻干燥制品的正常外观应该是颜色均匀,孔隙致密,和冻干前的形状基本不变,形成块状或者棉絮状的团。但是有时候会出现外观塌陷,萎缩,不饱满的情况,这是由于溶液的浓度过大造成的,由于干燥时冻结的表面先脱水形成结构致密的干燥外壳,下面升华的水蒸气从已干燥表层的分子之间的间隙逸出。这时如果溶液浓度太高,分子之间的间隙小、通气性差,水蒸气穿过阻力较大,大量水分子来不及逸出,在干燥层停滞时间长,使部分已干燥药物逐渐潮解,会使制品体积收缩,外形不饱满或塌陷。其次是形成空洞或者无定型态的绒毛状。这是由于药液固形物浓度过低,在抽真空时,药物会随水蒸气一起飞散;或在干燥后变成绒毛状的松散结构,在解除真空后,这种结构的物质会消散,使制品成空洞状。还有一种情况是全部形成的是粉末状的冻干制品,这也是由于药液浓度太低,使制品疏松易引湿,同时由于比表面积过大,使制品容易萎缩,干燥的成品紧密性强度过低,一经振动即分散成粉末而粘附于瓶壁。

冻干制品问题

浓度是主要的影响外观的因素,因此控制适宜的浓度在合适的范围内,才能保证有较好的外观,一般浓度范围控制在4%~25%之间为宜,zui佳浓度在10%~15%。若浓度低于4%,要适当添加赋形剂(如甘露醇、右旋糖酐、乳糖等)。若浓度较高时,则必须控制冻干制品厚度,或降低浓度,或者改用大容量的容器进行冻干。冻干过程中降温速度应控制在每小时降低5度左右。在一期升华干燥阶段,确保制品温度应低于共熔点。如果加热过快,在制品有大量水分时,温度超过其共熔点,就会导致制品溶化,外观出现缺陷。在二期升华阶段,虽然此时制品中含水量已较低,升温速度可以适当提高,但要将温度控制在安全温度以下,否则会有结块。另外,制品包装的气密性不好,在有效期内也会出现外观不合格甚至内在质量不合格。另外如果药液厚度大于20mm,干燥时间延长,也会造成产品外观不合格。还有就是降温冻结的速度也是影响外观的一个主要因素。如在开始预冻时降温速度快,使制品形成细结晶,密度大,这时候升华容易受阻,因为是小的升华通道,升华速度慢,制品会逐渐潮解致使体积收缩而造成外形不饱满或形成团状。而如果预冻阶段采用较慢的预冻速度,冰晶成长时间较长,形成大的冰晶,易发生浓缩,致使药物与溶剂分离、成品结构不均匀。

   综上所述,如果要控制冻干制品的外观,必须控制适宜的浓度,合适的高度,合适的预冻速度,选择合适的容器。

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