藥品冷凍干燥機(jī)的干燥過程

    藥品冷凍干燥機(jī)簡稱藥品凍干機(jī)，其干燥過程可以分為兩個(gè)階段，一次干燥和二次干燥。在一次干燥階段除去自由水，在二次干燥階段除去部分結(jié)合水。干燥過程占據(jù)了藥品冷凍干燥過程的大部分能耗，因此采取有效措施提高干燥速率顯得非常有意義。目前，大都采取控制擱板和藥品溫度、冷阱溫度和真空度的做法來實(shí)現(xiàn)干燥速率的提高。

  1、藥品溫度的控制：包括凍結(jié)層和已干層的溫度控制。控制凍結(jié)層溫度的原則是在保證凍結(jié)層不發(fā)生熔化（在低共熔點(diǎn)以下）的前提下，溫度越高越好。控制已干層溫度的原則是在不使物料變性或已干層結(jié)構(gòu)崩塌的前提下、盡量采用較高的干燥溫度。而擱板溫度的控制是以滿足藥品溫度控制為標(biāo)準(zhǔn)。

  2、冷阱溫度：凍干過程中水升華的驅(qū)動力是藥品和冷阱間的溫差。由于藥品溫度受加熱方式的限制，同時(shí)不能高于共熔溫度，因此冷阱溫度越低越好。為了提高經(jīng)濟(jì)性，在升華干燥過程中應(yīng)至少低于藥品溫度20℃；在解吸干燥過程中，對于那些要求很低殘余水分的配方，藥品冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度要求更低。

   3、真空度：一般認(rèn)為，壓力對凍干過程有正反兩方面的影響：

   a) 在藥品共熔點(diǎn)溫度和崩塌溫度以下，升華界面溫度越高，升華水汽越多，所需熱量越大。壓力越高，相應(yīng)提高了已干層導(dǎo)熱系數(shù)，表面對流作用也越大，因此升華水汽也越快，即凍干速率越大。

   b) 升華界面通過已干層到外部的水汽逸出速度與界面和表面之間的壓力差，即界面溫度所對應(yīng)的飽和壓力與干燥室的真空度之差相關(guān)。這個(gè)壓差大，有助于水汽逸出。這個(gè)壓差越小，逸出越慢，干燥速率也越小。如果冷凍干燥是傳熱控制過程，則干燥速率隨著干燥室壓力升高而提高；如果冷凍干燥是傳質(zhì)控制過程，干燥速率隨著干燥室壓力升高而降低。經(jīng)驗(yàn)證明升華階段的真空度在10～30Pa時(shí)，既有利于熱量的傳遞，又利于升華的進(jìn)行。若壓強(qiáng)過低，則對傳熱不利，藥品不易獲得熱量，升華速率反而降低，而且對設(shè)備的要求也更高，增加了成本。而當(dāng)壓強(qiáng)過高時(shí)，藥品內(nèi)冰的升華速度減慢，藥品吸收熱量將減少，于是藥品自身的溫度上升，當(dāng)高于共熔點(diǎn)溫度時(shí)，藥品將發(fā)生熔化導(dǎo)致凍干失敗。根據(jù)真空度對凍干速率的影響，文獻(xiàn)[40]采用了循環(huán)壓力法，得到了不錯(cuò)的效果。

  藥品冷凍干燥機(jī)的干燥過程是一個(gè)連續(xù)的操作，不同的藥品配方，有不同的凍結(jié)特性，而且凍干曲線也不同，因此應(yīng)在基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上廣泛開展個(gè)體研究，優(yōu)化凍干曲線，提高干燥速率，降低能耗。

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