概述:
一、凍幹製劑機理
中試羞羞草视频體積碩大,總不免讓人產生難以駕馭的錯覺。其實,從機理來看,凍幹機無非就是一種兩台大冰箱加一個真空泵的結構。其中一個冰箱首先負責把藥品凍成冰塊,然後開動真空泵營造一種低真空的環境。在此減壓環境下,物體的沸點、熔點等熱常數都相應降低,因而,箱內的藥品輕微受熱後即能在低溫條件下從固體升華為氣體。這些氣體隨即流向另外一個大冰箱,被捕捉下來重新凝結成冰塊。當藥品的水分抽幹以後,便完成了一個凍幹過程。
凍幹操作中關鍵的環節當數對製品共熔點(或共晶點)溫度的把握。如果能夠在製品溫度上升到共熔點之前把大部分的水分抽去,那麽成功也就為期不遠了。所謂共熔點,就是溶液全部凝結的溫度。
常用的共晶點測量儀器主要是基於相變過程中電阻率突變的原理來製作的。但不少品種對共熔點(或共晶點)溫度的要求並不需要過於,一般來說,專家們可以在預凍階段通過視窗來觀察製品性狀的變化來獲得。當製品開始結冰的時候,浸入製品中的電熱偶所探測到的溫度會突然回升,這是因為結冰過程的放熱現象所造成的。這時候,專家們錄得的溫度就大致接近於共熔點(或共晶點)溫度。
在共熔點(或共晶點)之前抽去90%以上的水分的過程在專業術語上稱為一次幹燥期。判斷一次幹燥結束的時間也是比較重要的。過早或過晚判斷,都會造成凍幹品質的降低或能量和時間的消耗。直觀的方法,是根據製品的形狀來判斷。一次幹燥後期,大部分水分被抽去。就好象隨著洪水退去,牆麵的水線不斷下降一樣,專家們可以觀測到製品上麵也有一條水線不斷下降,直至消失。水線消失,也就意味著一次幹燥即將結束了。第二種方法,可以根據箱內壓力的變化趨勢來加以判斷,當大部分被抽去以後,箱內的壓力將不斷下降,直至呈現線形。第三種方法,可以根據製品溫度的變化來判斷。當大部分被抽去以後,專家們會發現,製品的溫度與擱板的溫度會越來越接近。
為了縮短幹燥時間,除了可在預凍階段的晶形做文章以外,還可以在升華階段適當地摻入氣體,使真空值在一定範圍內波動(一般不宜超過30Pa)。這種辦法使熱傳遞方式不再是靠熱傳導,還增強了熱對流的方式,加快了水分解析的速度。
二、預凍速率
預凍過程在很大程度上決定了幹燥過程的快慢和凍幹產品的質量。通常介紹凍幹理論的書籍都會提到,降溫速率越大,溶液的過冷度和過飽和度愈大,臨界結晶的粒度則愈小,成核速度越快,容易形成顆粒較多尺寸較小的細晶。因而冰晶升華後,物料內形成的孔隙尺寸較小,幹燥速率低,但幹後複水性好;相反,慢速凍結容易形成大顆粒的冰晶,冰晶升華後形成的水氣逸出通道尺寸較大,有利於提高幹燥速率,但幹後複水性差。這樣說當然沒有錯,可是不要忘記,這種理論是在受熱均勻的前提下得出來的,然而普通凍幹機廠家所提供的凍幹條件卻沒有這麽理想,所謂快凍慢凍,可不是導熱油降溫快慢一句話可以了得的。
快凍慢凍分為以下幾類:
1、板溫降得較快,且板溫比品溫低很多,則製品底部先凍結產生結晶,但上部液體仍較熱,所以不至於瞬間全部結晶,結晶會緩慢生長,就得到了慢凍的效果。
2、板溫降得較慢,板溫與品溫相差不大,則製品整體均勻降溫,並形成過冷,當能量積累足夠時,瞬間全部結晶,得到了快凍的效果。
3、板溫降得很慢,並在低於共熔點的適宜溫度保持(或緩慢降溫),則製品形成較小的過冷度,液體中先出現少量結晶,繼續降溫結晶生長,得到大結晶,這即是真正的慢凍。
4、製品浸入超低溫環境(如液氮),整體瞬間結晶,形成極細小的晶體(或處於無定形態),這即是真正的快凍。
根據對瓶裝製品擱板預凍過程的研究,樣品初溫越高,料液上下部分的溫度梯度越大,冰晶生長速度越慢。溶液若慢速降溫,則形成冰晶比較粗大,冰界麵由下向上推進的速度慢,溶液中溶質遷移時間充足,溶液表麵凍結層溶質積聚也就多。因而導致上表層的溶質往往較多,密度較高,而下底層密度較小,結構疏鬆。同時,在不同的預凍溫度下凍結的樣品,幹燥後支架孔徑處有明顯差異。預凍溫度愈低,支架孔隙直徑愈小。這種分層現象,在骨架差的製品上體現得尤為明顯,或者中間斷層,或者頂部突起,或者頂部脫落一層硬殼,不一而足。
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