技术应用
现阶段冻干机的影响及研究
2013-11-29 13:57  点击:156

  全部搁板的温度要均匀,其允差为1℃以内。制定冻干曲线时,搁板的温度应使所有被冻结制品中温度*高的制品的温度低于该制品的共溶点温度(或崩解温度),而冻干的时间则应按干燥*慢(即升华温度*低)的那些制品所需的时间来确定。因此搁板温度(影响到制品温度)不均匀,冻干机的生产能力将大大降低。现在某些国产冻干机搁板温差大于1℃。其实要达到小于1℃并不难,其关键在于加热流体的循环量计林,溶液分配装置和流程布置的设计。

  干燥箱箱壁温度的控制其实,影响制品温度不均匀不仅是搁板温度的不均匀,还有箱壁温度的影响。国产医药冻干机面临的挑战及技术探讨在冻结时,箱壁温度虽亦下降,但很长时间内仍处于“零上”温度。其热量只能辐射到靠近箱壁的那部份制品上,这样就会造成周边部份制品的温度高于中心部份制品的温度。有资料报导,当壁温1℃,搁板一25℃,真空度SPa等条件下,中心部份制品的升华速率仅为周边部份的60一70%,这就是我们往往要用“倍量样品”来观察制品干燥情况的原因。也给我们指出了提高冻干机生产能力的一个方向。现在有的国外厂商生产一种箱壁可以冷却或者可根据需要控制箱壁温度的冻干机。这对提高冻干机的生产率、降低制品生产成本无疑是有利的。但这种方法结构较复杂,制造成本也相应提高。实际上,目前有学者正在研究采用更为简便的方法来解决这一问题。

  箱内加塞时的防污染现今的冻干机均配有箱内加塞装置,且多为液压压塞。但压塞时,活塞杆伸入真空状态的干燥箱内,杆上的油膜和细菌在箱内迅速挥发,可能污染制品。另外对于需蒸汽灭菌的冻干机,由于活塞杆是污染源,再次使用时必须再次灭菌。如果没有这种污染源和其他污染物进入箱内,一次灭菌有可能多用几次。因此这种污染亦降低了冻干机的生产能力。现在,防止压塞时污染的方法很多,用气囊压塞:此法虽老,至今仍有厂家使用。但在高低温交替的干燥箱中,气囊材质的老化将影响其使用寿命。用丝杆螺母机构压塞:转动轴向固定的丝杆,推动固定于压塞板上的螺母来压塞,此法的关键是丝杆螺母的设计不仅要能清洗干净,不存污,还必须不会因摩擦而产生微粒污染。隔离法:即在活塞杆上套一可伸缩的不锈钢波纹管,将杆与干燥箱内腔隔离。此种波纹管价格昂贵,干燥箱内腔高度亦有所增高。此外,华中科技大学的一项设计,可有效的消除活塞杆进入箱内的污染,其造价却远低于波纹管。

  干燥箱的真空控制,目的:药品冻干中,制品主要靠搁板的辐射,搁板~托盘~玻璃瓶~制品的传导来获得热量,因箱内为真空,气体对流换热很少。而冻干中玻璃瓶底处制品的温度*高,且不能融化。这就限制了搁板温度的提高,也限制了搁板向制品的辐射和导热热量。再者,制品干层的导热系数随箱内压力的降低而减小,高的真空也妨碍了从干层表面向升华面的导热。这在升华干燥阶段往往造成制品所获得的升华热不够和升华温度偏低,从而限制了干燥时间的缩短。为了增加供热,有效的办法是提高箱内压力,以增强对流换热。这样,一方面使搁板表面的热量通过气体对流,从玻璃瓶外表面(包括瓶底)和干层表面传给制品。另一方面增加了干层的导热系数。这两方面作用的结果,还可使升华面与干层表面之温差,升华面和冻层底部之温差缩小。使升华面可以在更高一些的温度下升华。在解析干燥阶段初期,制品的温度需由“零下”迅速上升到“零上”.搁板需在比较短时间内给制品提供大量的热量,亦需提高箱内压力,增加对流换热。在解析干燥阶段,由于所解析的水分子量很少,为了有利于分子从制品中逸出,因此亦需控制干燥箱有高的真空度。

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