从冻干工艺看制药冷冻干燥机冻干抗生素时破瓶问题

2020-04-16 10:01:19 tfsye 37

        在确保西林瓶本身的质量前提下,从冻干工艺看制药冷冻干燥机冻干抗生素时破瓶问题,分析了产生破瓶的原因。通常情况下玻璃瓶在均匀受热时对温度有较大的耐受范围而不碎裂,如在烤箱中烘烤,或在零下几十摄氏度的环境中冷冻。但如果同一个瓶子上的不同部位(尤其是瓶底)的温度发生骤冷或骤热的变化,形成相对较大的温差,此时瓶子各部位会受到不同的膨胀力,当这种作用力超过玻璃的承受力时,必然导致玻璃的损坏。这种情况在冷冻干燥的过程中是很容易发生的。
       我们在对某一抗生素品种进行冷冻干燥时,是将制剂瓶放置在拓纷品牌制药冷冻干燥机冻干室内的搁板上开始进行,搁板内充满导热介质,由外部的设备控制温度。在产品的预冻期,由于此时是在大气压的情况下降低温度,热传递以传导、对流和辐射三种方式进行,玻璃瓶各部的温差不大,一般不会使玻璃瓶破碎。由于在低真空状态下进行,热传递主要以辐射和传导方式进行,对流作用非常微弱,可以忽略不计。对搁板加温会直接作用于玻璃瓶的上部,上搁板对制品的热辐射也只作用于玻璃瓶的上部。而制剂药柱部位在传导导热受阻、接受的辐射导热比较微弱,对流导热基本不存在的情况下,基本保持原来的低温状态,这样,玻璃瓶的底部与瓶体产生温度差异。而药柱部位的瓶体只接受少量的热能,且有一部分能量由于水分的升华吸热而抵消,因此瓶体的温度最低。此时,压强越低,升温越快,药柱厚度越高,温差就越大,瓶壁受力也就越强,进而那些质量较差的或有缺陷的玻璃瓶就会首先脱底和碎裂,其碎裂数量、破碎程度均与温差有形成温差的速率相关。
      解决碎裂和脱底问题的关键是缩小玻璃瓶各部分的温差,在冻干工艺曲线上体现的就是缩小搁板温度曲线与样品温度曲线之间的温度线间隔。这在实际操作中可以通过真空控制和温度控制来实现。

制药冷冻干燥机

      先将样品预冷至共晶点以下20℃,保持温度1小时,当冷凝器温度达到-60℃以下后,整个系统抽真空,待达到预定值后即开始升温干燥。此时搁板温度设定高于样品15℃,同时调节主蝶阀,提高干燥室内的蒸汽压强,以利于加强对流传热作用,加快热传递过程,促使样品温度跟随搁板温度而升高。当压强升高后,密切注意气压和温度变化,保证样品和搁板之间的温度差处于10至15℃的范围内。此时样品的温度曲线尽量加快向共晶点靠近,在共晶点以下5℃左右快速升华,进而完成主干燥。
       在此基本完成制剂主干燥后,此时可快速加温,使搁板温度直接达到所设定的数值。因为玻璃瓶内的水分已基本升华完毕,影响温度均化的因素已不存在,即使温差大于20℃,也不会使玻璃瓶碎裂。待搁板温度曲线与样品温度曲线重合后进行保温干燥,最后完成冷冻干燥的全过程。
       通过不断的冷冻干燥实践,利用上述方法调整温度,在升华过程中保证样品温度和搁板温度之间的温差小于15℃,这样,既缩短了冷冻干燥的周期,同时又完全解决了冷冻干燥过程中玻璃瓶碎裂和脱底的问题。


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