升華階段時(shí)間的長(zhǎng)短與下列因素有關(guān):① 產(chǎn)品的品種:共熔點(diǎn)溫度較高的產(chǎn)品容易干燥,升華的時(shí)間短些;② 每瓶?jī)?nèi)的裝量(正常的干燥速率大約為1mm/h)、總裝量、玻璃容器的形狀、規(guī)格;③ 升華時(shí)提供的熱量;④ 凍干機(jī)本身的性能。
升華干燥也稱為*階段干燥。將凍結(jié)后的產(chǎn)品置于密封的真空容器中加熱,其冰晶就會(huì)升華成水蒸汽逸出而使產(chǎn)品脫水干燥。干燥是從外表面開始逐步向內(nèi)推移的,冰晶升華后殘留下的空隙變成爾后升華水蒸汽的逸出通道。已干燥層和凍結(jié)部分的分界面稱為升華界面。在生物制品干燥中,升華界面約為每小時(shí)1mm的速度向下推進(jìn)。當(dāng)全部冰晶除去時(shí),*階段干燥就完成了,此時(shí)約除去全部水分的90%左右。
產(chǎn)品在升華干燥時(shí)要吸收熱量,一克冰全部變成水蒸汽大約需要吸收670卡左右的熱量。因此升華階段必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加熱。當(dāng)凍干箱內(nèi)的真空度降至10Pa(可根據(jù)制品要求而定)以下,就可以開始給制品加熱,為產(chǎn)品升華提供能量,且凍干箱內(nèi)的真空度應(yīng)控制在10-30Pa之間zui有利于熱量的傳遞,利于升華的進(jìn)行。
*階段升華干燥是冷凍干燥的關(guān)鍵階段,大部分的水在這一階段被升華。若控制不好,會(huì)直接影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和凍干時(shí)間。若擱板的溫度過(guò)高,擱板向產(chǎn)品提供的熱量大于水分升華所吸收的熱量,則產(chǎn)品溫度持續(xù)上升,當(dāng)產(chǎn)品溫度超過(guò)其共熔點(diǎn)時(shí),則產(chǎn)生噴瓶或瓶底變空的現(xiàn)象,影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。賦形劑的選擇和用量對(duì)凍干生化藥品的外觀影響很大。由于各個(gè)產(chǎn)品的性質(zhì)不相同、配方各不同、離子濃度各不相同,對(duì)賦形劑選擇和用量要求各不一樣,若控制不好,凍干后的產(chǎn)品外觀成為不易溶解的蜂窩狀或粉狀,而不能成為結(jié)構(gòu)疏松、易于溶解的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),影響藥品的外觀質(zhì)量。但由于產(chǎn)品升華時(shí),升華面不是固定的。而是在不斷的變化,并且隨著升華的進(jìn)行,凍結(jié)產(chǎn)品越來(lái)越少。因此造成對(duì)產(chǎn)品溫度測(cè)量的困難,利用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量均會(huì)有一定的誤差。可以利用氣壓測(cè)量法來(lái)確定升華時(shí)產(chǎn)品的溫度,把凍干箱和冷凝器之間的閥門迅速地關(guān)閉1-2秒的時(shí)間(切不可太長(zhǎng))。然后又迅速打開,在關(guān)閉的瞬間觀察凍干箱內(nèi)的壓強(qiáng)升高情況,計(jì)下壓強(qiáng)升高到某一點(diǎn)的zui高數(shù)值。從冰的不同溫度的飽和蒸汽壓曲線或表上可以查出相應(yīng)數(shù)值,這個(gè)溫度值就是升華時(shí)產(chǎn)品的溫度。產(chǎn)品的溫度也能通過(guò)對(duì)升華產(chǎn)品的電阻的測(cè)量來(lái)推斷。如果測(cè)得產(chǎn)品的電阻大于共熔點(diǎn)時(shí)的電阻數(shù)值,則說(shuō)明產(chǎn)品的溫度低于共熔點(diǎn)的溫度;如果測(cè)得的電阻接近共熔點(diǎn)時(shí)的電阻數(shù)值,則說(shuō)明產(chǎn)品溫度已接近或達(dá)到共熔點(diǎn)的溫度。
*階段干燥結(jié)束可以通過(guò)以下現(xiàn)象判斷:
- 干燥層和凍結(jié)層的交界面到達(dá)瓶底并消失。
- 產(chǎn)品溫度上升到接近產(chǎn)品共溶點(diǎn)的溫度。
- 凍干箱的壓力和冷凝器的壓力接近,且兩者間壓力差維持不變
- 當(dāng)關(guān)閉干燥室與冷凝器之間的閥門時(shí),壓強(qiáng)上升速率與滲漏相壓器近(需要預(yù)先檢查滲漏的速率)。
- 當(dāng)在多歧管上干燥時(shí),容器表面上的冰或水珠消失,其溫度達(dá)到環(huán)境溫度。
通常在此基礎(chǔ)上還要延長(zhǎng)30分鐘到1小時(shí)的時(shí)間再轉(zhuǎn)到第二步干燥,以保證沒(méi)有殘留的冰。