中试型冻干机技术及工艺

发布日期：2021-01-27 作者: 宁波新芝

一、冷冻干燥技术应用：
冻干机制品呈海绵状、无干缩、复水性好、含水分少，相应包装后可在常温下长时间保存和运输。因为真空冷冻干燥方法具有其它干燥方法不及的优点，因此该技术受到人们的青睐，并且在医药、生物制品和食品等方面的应用已日益广泛。此外，血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质，真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。
 

二、冷冻干燥技术简述：
冷冻干燥的基本原理是在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分，不经过冰的液态融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到干燥的目的。
冻干机是利用冷冻干燥的基本原理来实现干燥的设备，冻干机主要是由制冷系统、真空系统、加热系统、控制系统所组成。它的工作原理是将被干燥的物品先冻结成固态，然后在真空条件下使物品中的固态水（冰）直接升华成气态，从物品中排除，从而使物品干燥。
但要获得高质量的冻干制品，操作人员需要对冻干的理论和工艺有一个比较全面的了解，冻干工艺过程一般来讲包括预冻、一次升华干燥和二次解吸干燥三个分阶段。合理而有效地优化冻干工艺，并缩短冻干周期在工业生产上具有明显的经济价值。
 

三、中试型冻干机介绍：
冻干机按照规格大小一般分为实验型冻干机、中试型冻干机、生产型冻干机。小型实验型冻干机主要是应用于实验室进行初步的冻干实验为主，中试型冻干机主要是应用于冻干工艺的摸索，也可应用于初步的小型加工生产，生产型冻干机主要是应用于工厂规模化生产等。
用户使用生产型冻干机之前需要摸索冻干工艺，就会先使用中试型冻干机摸索总结出成熟冻干工艺，然后无缝对接到生产型冻干机上。真正能模拟冻干工艺曲线的中试型冻干机是以硅油为加热介质，外形上看以方舱为主，冻干面积大。硅油为介质的冻干机，制冷和制热过程都非常可靠，温度可控，不会对物料造成伤害。
 

四、中试型冻干机工艺流程探索举例：
以注射用心肌肽冻干工艺为例讲解一下冻干工艺的探索。就中试型冻干机对可能影响注射用心肌肽冻干工艺的多种因素进行了实验研究,通过对溶液配制、预冷冻、冷冻干燥中升温速率和形式等各因素的研究,得到一个初步优化的工艺路线,该工艺路线将原冻干周期由78小时缩短至45小时,同时将批内质量偏差由2%降至1.5%。通过多次摸索实验，发现对注射用心肌肽冻干工艺影响Z大的四个因素:灌装量、进料方式、一次升华慢速段时间、一次升华高速段时间。接下来对真空度、掺气量、一次升华慢速段时间、一次升华高速段时间这四个因素进行多次摸索试验,考察其对注射用心肌肽冻干工艺的协同影响,并得到一条进一步优化的冻干路线。之后,将这一工艺应用于中试实验中(300支每批),在中试水平进行进一步调整和优化。Z终,将该工艺应用于工业实际放大中(10000支每批),并成功解决前面生产周期长、批内质量偏差大等问题。