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阿赫玛亚洲展2013--拥有更多优点的动态冷冻干燥替代技术 - 行业要闻 - 化工
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阿赫玛亚洲展2013--拥有更多优点的动态冷冻干燥替代技术

发布时间:2013-04-15
动态冷干改善了热传导和物质成分的传导,同时也缩短了冷冻干燥的时间.把动态冷干与冷冻散装的前一道工序结合起来,即产生了创新性的药品生产工艺技术.

动态冷干改善了热传导和物质成分的传导,同时也缩短了冷冻干燥的时间。把动态冷干与冷冻散装的前一道工序结合起来,即产生了创新性的药品生产工艺技术。

本文将对冷冻干燥工艺的创新技术,从产品的上下料、过程控制、过程监控以及各零部件的进一步开发等方面进行介绍。当采用静态冷冻干燥时,冷干物质在搁板上冷冻的方法保持不变,而作为一种替代解决方案,动态冷冻干燥工艺技术不仅仅拥有冷干工艺技术的优点,而且还可能使粉质药物具有新的特性。

动态冷干的设备优势

动态冷干的第一个步骤,是被冷冻干燥的溶液由高频喷嘴喷洒出来。喷洒出来的雾滴直径大约600?μm(可在300~1000?μm之间调节),在冷干室中冻结为球状颗粒。经这一冷冻干燥工序之后,冷冻出来的粉末颗粒将具有很好的流动性。这些经冷冻干燥的粉末颗粒被输送到已预冷的动态冷干室中。在完成灌装之后,控制阀关闭冷干室的冷冻门,然后按照传统的冷冻干燥工艺过程进入真空室。

动态冷干机的结构与传统的、有着冷干室和冷阱的冷冻干燥设备基本相同。与可加热的搁板不同,动态冷干机有一个可加热的滚筒。滚筒的转速很低,保证了产品在滚筒中可以轻柔的循环滚动。温度传感器的连续监测使粉末状产品非常接近冷干产品的生产过程温度,检测到的温度数据清楚地给出了冻结结束点的温度信号。最后,滚筒反向旋转,利用向前方敞开的开口将冷冻产品排出冷干机。

在传统冷冻干燥设备中常常会出现所谓的“边缘效应”(搁板边缘的安瓿瓶干燥的比搁板中央的要快),而在动态冷冻干燥中,由于产品的循环滚动和不断的混合搅拌,不会出现这种效应,因此允许滚筒表面有温度差,这也使得设备的审核和质量认证更加容易。

性能更加卓越

采用动态冷干工艺只需大约1秒钟就可快速完成冷冻,而且传统冷冻干燥过程中常见的缓冲剂冻结浓缩(蛋白质不稳定)以及冰晶生长(影响微生物的稳定性或者破坏组织)等风险也都降低到了最小的程度。同样,由于冷冻过程是从产品微粒的表面开始由外向内冻结的,不会出现粉末颗粒的表面粘连,因此便有了排出水蒸气的自由通道。

在干燥工序中,冻结在粉末颗粒表面的冰逐步深入到颗粒中心。这里的二次冷干,也就是二次脱水,是从冰离开粉末颗粒表面开始的。这就使得粉末颗粒产品能够在与滚筒表面接触的很短时间内,相当于二次冷干的时间内干燥完毕。此时的热传导是在各个粉末颗粒产品之间传导的,不是像传统静态冷干那样经安瓿瓶底,通过敏感的产品层传导的。

干燥后产品的水挥发阻力占了整个阻力的80%,其余的20%由冷干室和安瓿瓶塞产生。虽然在动态冷干过程中也会因干燥的产品层而产生水挥发时的阻力,但由于动态冷干粉末颗粒的最大直径在300~500?μm之间,远远小于传统的静态冷干,因此其水挥发阻力也明显小于传统冷冻干燥技术。这也充分体现了动态冷干设备设计的新特点,即无需任何降低水挥发阻力的措施。另外,与传统冷冻干燥技术相比较,动态冷干技术下的粉末颗粒有着明显更大的、可用于传热和物质交换的表面积。

省时省力

这些因素不仅仅使得动态冷干设备能够更快地完成产品的冷干(与传统的静态冷冻干燥相比较可节约50%的时间),而且在自动化上下料方面也有着突出的优点,省略了复杂的上料系统和下料系统。所有的产品可利用重力,从冷干机中下落到存储容器中。在最终产品灌装时,更加微小的粉末颗粒有着更好的流动性,操作也可以在时间、空间上与生产过程分离开来,单独进行。另外,还可以对同一批次的产品按照不同的定量进行灌装,甚至还可以与不相容的,在使用前必须进行配伍的材料一起灌装。动态冷干设备没有传统冷干设备对容器最小高度、形状式样以及大小和底部厚度的要求,因为它所需要的存放容器无需符合冷冻干燥工艺设备的要求。由于动态冷干产品的运送依靠重力进行,整个设备在工作时处于封闭状态,因此生产过程中的卫生要求和毒性产品的防护要求也都更加易于实现了。

总之,动态冷冻干燥技术开创了冷干技术的新时代,在冷干技术领域中开辟了一个新的技术领域。


题图 在动态冷干中,干燥和灌装两道工序在空间上是分开的。在冷干室中,生产出来的是流动性好的颗粒粉末,冷干后的粉质药品在进一步冷冻的状态下被连续地灌装到安瓿瓶中

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