凍干機干燥過(guò)程中的關(guān)鍵因素
更新時(shí)間:2016-07-06 點(diǎn)擊次數:1533
簡(jiǎn)言:博醫康一直致力于小試、中試、生產(chǎn)型真空冷凍干燥設備的研發(fā)、生產(chǎn)。在長(cháng)期服務(wù)客戶(hù)的過(guò)程中,發(fā)現廣大凍干機使用客戶(hù)對凍干的機理不了解,對制品的凍干工藝應該如何摸索及優(yōu)化不知如何進(jìn)行。尤其對凍干過(guò)程中特別重要的幾個(gè)參數不清楚其科學(xué)原理及如何確定。針對以上情況,特將凍干過(guò)程中涉及的共晶點(diǎn)溫度、共熔點(diǎn)溫度、崩解點(diǎn)溫度及玻璃化轉化溫度進(jìn)行詳細講訴。
共晶溫度
幾種物質(zhì)組成的混合溶液,在凍結過(guò)程中,開(kāi)始時(shí)某些組分結晶析出,使剩下的溶液濃度發(fā)生變化。當達到某一溫度或溫度區域時(shí),其液態(tài)和所形成的固態(tài)中的組分*相同,這時(shí)的溶液稱(chēng)為共晶溶液,這時(shí)的溫度或溫度區間稱(chēng)為該溶液的共晶點(diǎn)或共晶區,也稱(chēng)為*固化溫度,它是產(chǎn)品在冷卻過(guò)程中從液態(tài)結束轉向固態(tài)的zui高溫度。共晶溫度為凍干過(guò)程中預凍應達到的zui高溫度,一般預凍過(guò)程應低于其共晶溫度10-20℃。
共溶溫度
固態(tài)混合溶液在升溫融化過(guò)程中,當達到某一溫度時(shí),固體中開(kāi)始出現液態(tài)此溫度稱(chēng)為溶液的共溶點(diǎn),或稱(chēng)開(kāi)始溶化溫度。它是產(chǎn)品升溫過(guò)程中從固態(tài)開(kāi)始出現液態(tài)的zui低溫度。在一次干燥中物料凍結層溫度一定要低于共溶點(diǎn)。
共晶點(diǎn)的測定有電阻測定法、熱差分析測定、低溫顯微鏡直接觀(guān)察、數字公式計算測定。 溶液凍結過(guò)程中,由于離子的漂移率隨溫度的下降而逐步降低,電阻增大,只要有液體存在,電流就可流動(dòng),一旦全部?jì)鼋Y,帶電離子不能移動(dòng),電阻會(huì )忽然增大,根據這個(gè)原理,測出溶液的共晶點(diǎn)。
塌陷溫度(崩解溫度):
凍干時(shí)物料中的冰晶消失,原先為冰晶所占據的空間成為空穴,因此凍干層呈多孔蜂窩狀海綿體結構。此結構與溫度有關(guān)。當蜂窩狀結構體的固體基質(zhì)溫度較高時(shí),其剛性降低。當溫度達到某一臨界值時(shí),固體基質(zhì)的剛性不足以維持蜂窩狀結構,空穴的固形物基質(zhì)壁將發(fā)生塌陷,原先蒸汽擴散的通道被封閉,此臨界溫度稱(chēng)為凍干 物料的崩潰溫度或塌陷溫度。
玻璃化轉變溫度:
當溫度降低時(shí),液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài),有兩種不同狀態(tài):晶態(tài)和非晶態(tài)。在非晶態(tài)固體材料中,原子、離子或分子的排列是無(wú)規則的。因為人們已習慣將融化物質(zhì)在冷卻過(guò)程中不發(fā)生結晶的無(wú)機物質(zhì)稱(chēng)為玻璃,所以后來(lái)逐漸地將其他非晶態(tài)均稱(chēng)為玻璃態(tài)。由于在藥品凍干中要求更加嚴格,希望藥品在凍干過(guò)程中處于玻璃化溫度以下。但這里玻璃化轉變溫度不是指*的玻璃化,因為*的玻璃化是指整個(gè)樣品都形成了玻璃態(tài),實(shí)現*玻璃化要求*的降溫速率,幾乎是不可能的。凍干過(guò)程的玻璃化溫度指zui大凍結濃縮液的玻璃化轉變溫度。因為在凍結過(guò)程中隨著(zhù)冰晶的析出,剩余溶液的濃度逐漸增加,當達到一定濃度時(shí),剩余的水分不再結晶,此時(shí)的溶液達到zui大凍結濃縮狀態(tài),對應的溫度稱(chēng)為zui大凍結濃縮液的玻璃化轉變溫度。