冷冻干燥分析和总结.docx

冷冻干燥技术

1、实验目的：制品经完全冻结，并在一定的真空条件下使冰晶升华，从而达到低温脱水的目的，冻干即将药物制剂中95-99%以上的水分排出，以便使药物能长期保存。

2、仪器设备：符合GMP标准的洁净实验室，可达低温百级；大型冷冻干燥机，型号：GENESISSQ25ES，产地：美国Virtis公司；微电脑（西林瓶）液体灌扎盖机，型号：DGK-1，产地：上海智敏公司。

3、实验对象：一般用于中药提取物的冻干粉针剂的制备，应选择无毒、无腐蚀、无污染的样品作为选择标准。

4、实验环境：温度：冻干机操作室一般设置18℃（制冷系统需要散热），样品室则设在低温百级间（可达4℃），湿度：30~50%。

5、操作方法：

准备材料：

①在瓶中或盘子中加入所需体积的样品；

②将探针插入样品中，探针在移动的过程中每一针应该在相似的位置，以确保探针在所有的瓶中接触的典型性，保持探针在瓶中具有相同的样品深度，并使其居中，这样可以提供最好的温度传感性；

③将样品放置在冻干机的架子上，如果样品的辐射热被释放，盘子就会撞击门闩，所以盘子只能相对松散的放置，使热量从架子之间转移；

④关闭冷凝器和样品室，并按VACUUM键使其密封，等待大约10秒再按VACUUM

键使其停止；

⑤按FREEZE键使样品冷却到所需的温度，定时的检查架子的温度和时间以决定产品是否准备就绪；

⑥继续之前要先等到样品被冻成固体，可以考虑一个充分的欲冻干和冷冻循环。检查样品探针的温度以决定样品什么时候已经充分的冻干。

冷凝器冷却：

①按CONDENSER键开始冷却冷凝器；

②架子上的传感器能够帮助设定温度，这将会延长降温时间。如果要快速降温，按

FREEZE键；

③在冻干进行之前，等待冷凝器达到最低温度（-40℃一下）。

真空：

①检查样品室的门，确保是密封状态；

②按下VACUUM键来开启真空泵将样品室抽成真空。

设定程序操控：人工设定或程序本身设定实验需要的温度和循环次数。

监控程序：

①确保系统参数停留在正常工作状态下；

②当干燥结束后，冷凝器和真空泵应该达到固定的较低的读数；二次干燥（一些样品需要进行二次干燥即使样品已经基本干燥）

③如果进行二次干燥，在设定程序参数的时候要将结束温度设定为较高温度一两个小时，在这个阶段，样品将在适宜的温度下保存。

关闭组件：

①当机器工作结束后，按FREEZE和CONDENSER键关闭系统；

②将系统释放真空状态，持续按VACCUM键直到听到“嘟嘟”声，真空泵将会停止，样品室的真空将会被释放；

③当压力上升，可以打开样品室的门。取下探测器，拿出样品。

冷凝器除霜：

①当真空释放完毕，打开排水管道的排水螺栓并且按下DEFROST键；

②电热器将会使冷凝器周围升温，霜在一两个小时将会融化，融化的霜将会在冷凝器的衬垫上去除，不要刮冷凝器上的霜，这样会使机器损坏。

6、注意事项：

①样品的厚度不能超过2cm；

②冷井温度与层板温度的温差要小于5℃；

③冷井内残留的霜和冰可用不带毛的抹布擦除；

④真空机内的真空油变黑时需要更换（停机静止40min后又不低于1/3）；

⑤冻干机至少3个月应开机一次，不宜长时间闲置。

冷冻干燥：冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中。

冷冻干燥的优点：（1）冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。

在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。

在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性装。

由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。

干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。

由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。

干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

冷冻干燥技术发展到今天，已在许多领域得到成功应用。但与其它干燥方法相比，设备投资依然较大、能源消耗及产品成本依然较高，限制了该技术的进一步发展。因此，如何在确保产品质量的同时，实现节能降耗，降低生产成本是真空冷冻干燥技术当前面临的最主要的问题。

冷冻干燥的原理：冷冻干燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然

后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动的过程。这种变化和移动发生在低温低压下。因此，冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传质传热的机理。

真空冷冻干燥技术主要应用于：

(1)热稳定性差的