如制藥和診斷工業(yè)中所述,冷凍干燥或凍干是脫水技術(shù),其使得先前已經(jīng)冷凍的液體或漿料產(chǎn)品在真空下干燥。冷凍干燥機(jī)的應(yīng)用很多,但通常在需求時(shí)使用,保存溫度敏感產(chǎn)品,特別是生物來(lái)源的產(chǎn)品,如酶,血漿,疫苗等。實(shí)現(xiàn)化學(xué)平衡,如用于生物試劑。為某些輸送問(wèn)題提供實(shí)際的解決方案,例如包裝不能以液態(tài)混合但在連續(xù)階段固化然后冷凍干燥的成分的包裝。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的重要階段,改善最終產(chǎn)品的存儲(chǔ)壽命和改進(jìn)營(yíng)銷。解決某些填充問(wèn)題。例如,由于難以測(cè)量微量,均勻性,造粒,靜電等,可能難以將幾毫克粉末分成精確的小瓶劑量,產(chǎn)品從液態(tài)分布消除了這種生產(chǎn)問(wèn)題,產(chǎn)品溫度敏感性及其與味道的關(guān)系。通常冷凍干燥或凍干循環(huán)分為三個(gè)階段,初步凍結(jié)過(guò)程,以下述方式進(jìn)行。
該產(chǎn)品表現(xiàn)出所需的晶體結(jié)構(gòu),將產(chǎn)物冷凍至低于其共晶溫度。在初級(jí)干燥階段期間,相同溫度下,產(chǎn)品周圍的蒸汽的分壓必須低于來(lái)自冰的蒸汽的壓力。以熱量形式供應(yīng)的能量必須保持低于產(chǎn)品的共晶溫度。二次干燥旨在消除因吸收而殘留的最終痕量水,其中從產(chǎn)品中升起的蒸汽分壓將處于水平。在該過(guò)程完成時(shí),經(jīng)處理的產(chǎn)品將保持其形狀,體積和原始結(jié)構(gòu),以及其所有物理,化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)。然后可以將其儲(chǔ)存幾乎無(wú)限期。由于產(chǎn)品是多孔的,可以通過(guò)簡(jiǎn)單添加適當(dāng)?shù)娜軇﹣?lái)重新溶解。從凍干過(guò)程的描述中可以看出三個(gè)事實(shí),產(chǎn)品的升華特性很大程度上取決于冷凍結(jié)構(gòu),在此過(guò)程中不能改變這種結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品溫度在所有三個(gè)階段中起著積極的作用,并且在執(zhí)行中,其他參數(shù)真空,加熱速率等的選擇也是基于此。
為了避免液相,在三相點(diǎn)壓力以下降低水的分壓是必要的,在大氣壓下將產(chǎn)物從20攝氏度冷凍至-20攝氏度,在-20攝氏度下升華產(chǎn)物,在低溫下將放出的蒸汽轉(zhuǎn)移到冷凝器中,真空釋放,除霜,冷凍干燥是一項(xiàng)復(fù)雜的操作,在這種解釋中無(wú)法解決所有方面。相反將突出某些方面,這些方面在冷凍干燥操作的開(kāi)發(fā)中起作用。
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