药物冻干工艺的设计和优化原理_蔡紫阳
冻干工艺的优化
02
间歇式冻干是指将物料分批装入冻干箱中，通过真空泵和制冷系统进行脱水干燥，适用于小批量生产。
03
冻干工艺优化方法
优化冻干工艺可以提高产品的稳定性、有效性、安全性，延长产品保质期。
提高产品质量
通过优化冻干工艺，可以降低能源消耗、减少原材料浪费，提高生产效率。
降低生产成本
优化冻干工艺可以增加产品种类、改善产品品质，更好地适应市场需求。
优化目的：保留食品的营养成分和口感
优化过程：通过实验研究不同干燥时间和温度对食品营养成分和口感的保留影响，确定最佳干燥时间和温度。同时，针对食品的氧化问题，采用惰性气体保护和抗氧化剂进行优化，减少食品的氧化损失，保留营养成分和口感。
生物制品名称：重组蛋白药物
某生物制品冻干工艺的优化
优化目的：提高生物制品的稳定性和活性
xx年xx月xx日
冻干工艺的优化
引言冻干工艺的基本原理冻干工艺优化方法冻干工艺优化实例冻干工艺优化的效果结论与展望
contents
目录
01
引言
1
背景介绍
2
3
冻干工艺的应用广泛，涉及医药、食品、化工等领域
冻干工艺可以保留物质原有的结构和活性，提高物质的稳定性
不同领域的冻干工艺有不同的要求，需要针对性地进行优化
控制温度
通过调节真空度、充气等措施，控制冻干过程中的压力变化，提高产品的干燥效果。
控制压力
合理安排冻干时间，保证产品在最佳的冻干条件下完成干燥过程，提高产品质量。
控制时间
优化冻干工艺的过程控制
04
冻干工艺优化实例
药品名称
优化目的
优化过程
某药品冻干工艺的优化
某食品冻干工艺的优化
冻干工艺的优化
对于需要添加溶剂或其他液体的物料，应精确控制液体的浓度和添 加量，以确保物料在冻干过程中的稳定性和干燥效果。
精细控制冻干处理过程
冷冻过程
通过调整冷冻速度和温度，确保物料在冷冻过程中形成稳 定的冰晶，避免冰晶形成过快或过慢导致干燥过程中出现 裂纹或变形。
升华干燥
控制升华干燥阶段的温度和真空度，使物料中的冰晶逐渐 升华成水蒸气，同时避免物料表面出现结晶或硬化现象。
冻干工艺的原理
01
02
03
冷冻
将产品在低温下快速冻结 ，使产品中的水分结晶成 冰。
升华
将产品在真空环境下加热 ，使冰直接从固态升华成 气态，从而去除水分。
解析干燥
在真空环境下，通过加热 使产品中的残余水分蒸发 ，达到干燥的目的。
冻干工艺的应用
医药领域
用于制备药品、生物制品 、医疗器械等，以延长保 质期和提高产品质量。
案例二：某中药冻干工艺的优化
总结词
中药冻干工艺优化
详细描述
针对中药材的特性，对冻干工艺进行优化，可以提高中药材的干燥效率、保存时 间和药效。优化措施包括选择合适的冷冻和干燥条件，减少干燥过程中的氧化和 挥发损失。
案例三：某化学药品冻干工艺的优化
总结词
化学药品冻干工艺优化
详细描述
通过对化学药品的冻干工艺进行优化，可以提高产品的纯度、结晶度和稳定性。优化措施包括控制结晶过程、干 燥温度和压力等参数，以获得高质量的化学药品。
解析干燥
在解析干燥阶段，应逐渐提高温度和真空度，以促进水蒸 气的排出和物料的进一步干燥，最终得到干燥、稳定的冻 干产品。
优化后处理流程
复水处理
对于需要复水的冻干产品，应选择合适的复水方法和条件，如热水 、冷水或真空复水等，以使产品快速恢复原有的形状和性质。
冻干制剂工艺的探索
冻干制剂工艺的探索A Clinical Study on Sandostatin Combined with Vasopressin inthe Treatment of Esophageal Variceal BleedingZhu Renmin Liu Youli*Dep artment of Digstion,N anj ing General H osp ital of P L A,N anj ing210002;*X uanz hou Municip al H osp ital,X uanz hou242000Abstract The therapeutic effects of sandostatin co mbined with vasopressin on esophag eal variceal bleeding in patients w ith liver cirrhosis w ere o bser ved clinically.The r e-sults sug gested that sandostatin combined w ith vasopressin is superior to sandostatin alone in the treatm ent of esophageal variceal bleeding and is less adver se reactio n.And this therapy may be introduced to clinical practice.Key words Sandostatin Vasopressin Esophag eal variceal bleeding(收稿:1998-12-28,修回:1999-01-29)冻干制剂工艺的探索郭玺权李宁陈宁(南京振中生物工程有限公司南京210061)摘要冷冻干燥技术是医药制剂产品、保健食品的主要生产工艺。
冻干实验原理
冻干实验原理
嘿，让咱来聊聊冻干实验原理吧！想象一下，你有一些很珍贵的东西，比如新鲜的水果，你想把它们好好保存起来，留着以后慢慢享用，这时
候冻干技术就派上用场啦！
冻干实验原理其实就像是一场魔法。
它先把含有水分的东西，比如食物或者药品，放进一个特别的“魔法盒子”里，这个盒子就是冻干机啦。
然后呢，通过降低温度和压力，让里面的水分直接从固态变成气态，就
像水直接变成水蒸气飞走了一样。
这样一来，那些原本湿漉漉的东西就
变得干干爽爽啦。
就好比冬天的时候，你把湿衣服挂在外面，温度很低，风又呼呼吹，衣服很快就干了，只不过冻干技术更厉害，它能把这个过程变得超级高效。
这个原理可厉害啦！用它处理过的东西，能长时间保存，而且还能保持原来的形状、味道和营养。
比如说，冻干的水果，吃起来还是那么香甜，就像刚刚摘下来的一样。
所以呀，冻干实验原理就像是一个神奇的魔法，能把容易坏掉的东西变得能长久保存，让我们在任何时候都能享受到它们的美好。
是不是很
有趣呢？。
冻干工艺的初始设计和优化及案例分享
冻干工艺的初始设计和优化及案例分享
冻干工艺，听起来是不是有点神秘又高大上？其实啊，它就像烹饪
中的一门独特技艺，需要精心设计和不断优化，才能做出美味的“菜肴”。
咱先来说说这初始设计。
这就好比盖房子打地基，基础要是没打好，后面可就麻烦大啦！那在初始设计的时候，得把各种因素都考虑进去。
比如说物料的特性，这物料是像调皮的小孩到处乱跑，还是像温顺的
小猫乖乖听话？不同的物料，那脾气可不一样，得摸清了才能对症下药。
再看看干燥的条件，温度就像个严格的老师，高了低了都不行。
湿
度呢，就像个捣乱的小鬼，要是控制不好，整个工艺都得乱套。
还有
压力，这压力可不是随随便便就能定的，得像给孩子选学校一样，仔
细斟酌。
优化这一块呢，就像是给一件衣服不断修改，让它变得更合身更漂亮。
比如说，发现干燥速度太慢，那是不是温度或者压力的设置出了
问题？这就需要我们像侦探一样，仔细寻找线索，然后做出调整。
给您举个例子吧。
有一家制药厂，刚开始他们的冻干工艺总是不稳定，产品质量参差不齐。
后来经过仔细研究，发现是干燥温度设置得
不太合理，稍微调整了一下，嘿，产品质量大幅提升，合格率那是蹭
蹭往上涨！这就说明，优化可真是个神奇的魔法棒。
您想想，要是没有精心的初始设计和持续的优化，那冻干出来的东西能好吗？就像做一道菜，盐放多了，火太大了，这菜能好吃吗？
所以啊，要想把冻干工艺玩儿得转，就得像对待自己最心爱的宝贝一样，用心去琢磨，去改进。
别嫌麻烦，别偷懒，只有这样，才能让这工艺发挥出最大的威力，为我们带来更好的产品。
您说是不是这个理儿？。
药物冷冻干燥技术的应用及其影响因素
从此，冻干技术迅速兴起!!!
冷冻干燥法的定义是什么？
• 冷冻干燥（freeze drying lyophilization）
是指先将湿物料冻结到其晶点温度以下，使 水分变成固态的冰，在低温减压条件下利用水的 升华性能，使物料低温脱水而达到干燥目的的一 种干燥方法。因为利用升华达到去水的目的，因 此又称为升华干燥（sublimation）。
冻结方 法和速 率
不同冻结方法产生不同 效果。预冻温度低， 冰核形成快，冰晶小， 比表面积大，聚集减 少。反之，较高预冻 温度下，较长的冻结 过程，冰晶生长变大， 容易聚集。
脂质体的性质
膜材组成 脂质体荷电性质 脂质体粒径
影响冻干制剂的因素
冻干品复水化 过程
冻干品复水化时，大量的水透过脂质双层，可 引起药物的渗漏。冻干脂质体复水化时，振动或 搅拌的强度、溶媒种类等也可影响水化脂质体的 粒径及药物保留率通过优化复水化条件可改善水 化脂质体的粒径和包封率。
冻干保护剂：表面活性剂类
聚乙烯吡咯酮
聚乙烯醇
PVPLeabharlann PVAPVP是一种多聚体,它对生物体或 生物大分子具有非特异性保护作
用;同时它也是一种非渗透性保 护剂,在细胞冻干保存中常与糖 类一起,主要通过与糖类间的氢 键作用和改变糖类的玻璃化温度
发挥作用,不同浓度和不同分子 量的PVP的作用不一样。
PVA是在冻干中常用的一种稳 定剂。它可以使纳米粒子的粒 径和多分散系数在冻干前后不 发生变化。PVA的分子碎片可 以与纳米粒子表面结合，且在 多次洗涤中也很难脱落，而这 些包裹在粒子表面的聚合物层 既可以稳定纳米粒，又可以提 高后者在冷冻过程中的稳定性 。
药品冻干过程中各关键环节的控制及常见问题分析
当降到一定温度时 ， 溶质 和溶媒共 同全部 结 晶， 这个 温度 为
共晶点 （ 凝 固点 ） ； 溶液 在冰 点和共 晶点 这段 温度 范 围 内凝 固。因为凝 固点就是融化 的开始点 ， 所 以共 晶点又叫做最低 共熔 点。而实际上 ， 最低 共熔 点通 常要 比共 晶 点稍高 ， 这 是 因为共晶点是在预冻 阶段测定 的 ， 预冻通 常在 常压状 态下 ；
（ 江苏奥赛康药业股份有 限公 司， 江 苏 南京 ２ １ ｌ ｌ １ ２ ）
摘要 ： 本 文根 据冻干技 术基本理论 ， 简单介绍 了药品冻干过程各 关键环 节的控制 方法 ， 并探 讨 了药品冻干过程
中常见 问题产 生的原 因及 解决方法。
关键词 ： 冷冻干燥 ； 冻干曲线 ； 共 晶点 ； 共熔点 ； 冻 干 问题
问， 选择合适 的抗 氧 化剂 、 酸 碱调 节 剂 以保证 制 品 的稳 定
性等 。
另外 ， 处方 中的固体物 质 总量通 常 为 ２ ％ 一３ ０ ％（ 质 量 百分 比） 。当处方 中 固体 物质 少 于 ２ ％时， 冻干 产 品在干 燥 过程 中可 能破 裂 ， 甚至可能脱离 容器。当处方中的 固态物 质 含量超过 ３ ０ ％时， 冻干产 品的浓度 较高 ， 可 能会 阻碍干燥 过
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ４ ６ Ｏ ． ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５－５ ３ ７ ５（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３－ ０ １ ７ ９— ０ ０ ４ 真空 冷冻 干燥 技术是一种将真空 、 冷冻和干燥相结合 的 综合性技术 ， 现 已被广泛地应用 于食 品 、 药 品、 生物制 品等 多 个领域 的生产 中。将需干燥含水药物冷冻成 固态 ， 在低 温真 空条件下使溶 媒升华而 达到干 燥 目的。与其他 干燥 方法 相 比具有热稳定 性好 的优点 ， 特别适用 于热敏药物 。可避免 药 最低温度 、 预冻的速度和预冻 的时 间 。 １ ． ２ ． １ 预冻 的最低 温度 在 预冻 之前 ， 制 品的共 晶点或 最 低共熔点是首先必 须要知 道的一个 重要 的温度 参数 。制 品 在降温过程 中， 溶液开始析出 晶体 的温度为冰点 ； 继 续降温 ，
冻干工艺的优化ppt
THANK YOU.
谢谢您的观看
根据产品的性质、市场需求和生产成本等因素，选择适合的冻干工艺。
共性问题和个性问题
不同产品在冻干过程中可能遇到的问题既有共性也有个性，需要针对具体情况制定相应的解决方案。
比较不同产品的冻干工艺
不同产品由于性质不同，适用的冻干工艺也会有所不同。
05
冻干工艺优化效果评估
评估冻干制品的外观是否符合要求，如是否有裂纹、气泡等。
预冻温度
降低预冻温度可以增加干燥时间，提高干燥效果。但过低会导致冰晶过大，不利温度可以加快升华速度，但过高的温度会导致产品过热或升华不完全。
升华压力
提高升华压力可以提高升华速度，但过高的压力可能导致产品结构变化或设备负荷过大。
升华干燥优化
降低解吸温度可以减少解吸时间，提高干燥效率；但过低可能导致产品过冷或解吸不完全。
冻干工艺原理
冻干工艺的定义与原理
冻干工艺分类
根据不同的干燥物料和干燥目的，冻干工艺可分为普通冻干和真空冷冻干燥两种。
冻干工艺应用
冻干工艺广泛应用于医药、生物、食品、化工、材料等领域，特别适合于需要保留原有结构和活性的物料的干燥。
冻干工艺的分类及应用
冻干工艺发展趋势
随着科技的不断进步和应用领域的拓展，冻干工艺技术也在不断发展和改进，如采用更加先进的控制系统和更加优化的干燥工艺，以提高干燥效果和产品质量。
增加产品收率
提高产品质量与收率
节能降耗
通过控制冻干温度和时间，降低能源消耗，减少生产成本。
降低运营成本
通过优化冻干工艺，减少设备损耗和维修成本，降低整体运营成本。
降低能源消耗与成本
缩短生产时间
通过优化冻干工艺，减少冻干时间和生产周期，提高生产效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２３５《求医问药》下半月刊Ｓｅｅｋ Ｍｅｄｉｃａｌ Ａｎｄ Ａｓｋ Ｔｈｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ2012 年第 10 卷第 12 期
冻干是冷冻干燥的简称，冻干的药物大多呈现出多孔形状，可以进行长时间的贮存，而且容易重新吸收水分和恢复活性。
所以，冷冻干燥技术被普遍应用在口服速溶药物、固体蛋白质药物和药物包埋剂脂质体的制备。
20世纪的八九十年代，科学技术的快速发展与人民群众对健康保障需求的增多促进了药物冷冻干燥技术的迅猛发展，并且在药物冻干工艺以及药物冻干损伤和保护机理等方面取得了一定的成绩。
然而，药物冻干技术是一门交叉学科，需要综合生物学、药学、真空、制冷等相关知识，所以依然存在许多亟待解决的问题。
1 冻干理论相关概述
1.1 定义
冻干是冷冻干燥的简称，它是一个稳定化的物质干燥过程。
在该过程中，溶剂先结晶，在产品中形成一定的结构，然后靠升华和解析作用将溶剂的量减少至不足以维持生物生长和化学反应的程度。
1.2 优点
冻干能够使药物保持原有的理化性质和生理活性，且有效成分损失极少。
此外，冻干制剂特有的疏松多孔结构，可以使药物易于复水而恢复活性，而且冻干制剂含水量低，易长期稳定保存。
所以冻结干燥是最柔和的干燥方法。
1.3 冻干需要的条件
通常，产品冻干需要三个条件：①产品完全固化温度在设备容许的范围；②产品的崩解温度在设备容许的范围；③水的结晶度大于0.5。
1.4 冻干技术的应用
冻干技术被广泛应用于以下领域：微生物的冷冻干燥；食品冷冻干燥；药品冷冻干燥；人细胞的冻干。
2 药物冷冻干燥原理及特点
2.1 原理
药物冷冻干燥，是指先在低温下冻结药品溶液，接着在真空条件下进行升华和干燥以除去冰晶，升华结束后进行解析干燥以除去部分结合水的方法。
药物冷冻干燥的过程主要分为五个步骤：准备药品、预冻、升华（一次）干燥、解析（二次）干燥、密封保存。
依照上述步骤冻干后的药品，可以在室温下长期进行避光贮存，需要使用的时候，添加合适的溶剂复溶后，便可恢复到冻干前的状态。
2.2 特点
药物的冷冻干燥法与其它干燥方法相比，具有其突出的特点与优点：①在冻结前进行药液分装，且药液剂量准确；②低温下干燥能够保留被干燥药品中的热敏物质；③低压下干燥能够确保干燥药品不易氧化与变质，还能抑制某些细菌的活力和灭菌；④被干燥药品在冻结时形成了“骨架”，干燥之后能够保持原形和原来的颜色，而且形成了多孔结构；⑤复水性很好，冻干药品能够进行快速吸水而恢复冻干前的状态；⑥脱水彻底，适合长期保存与长途运输。
尽管药品冻干有着如上的这些优点，然而该技术存在着干燥时间长、干燥速率低、干燥设备投资大、干燥过程能耗高等缺点。
3 药物冻干工艺及优化
药品在冷冻干燥的过程中会产生许多应力，这严重影响了冻干药品的药性，所以合理设计药品的冷冻干燥过程，对于提高冻干药品的质量、减少冻干损伤和优化冻干工艺有重要意义。
3.1 冻结研究
（1）配方的影响：配方中固体的含量会对冻结和干燥过程产生影响。
倘若固体含量小于2%，会导致冻干药物结构的机械性能不稳定。
特别是在干燥过程中，药物微粒无法在基质上粘贴，而逸出的水蒸气会将微粒带到瓶塞上甚至真空室中。
（2）冻结方式：不同的冻结方式所产生的冰晶的大小与形态也不相同，而且后继的干燥速率与冻干药品质量也不同。
按照冻结机理，冻结方式分为两种：定向结晶与全域过冷结晶。
①定向结晶，是指在过冷状态下将一小部分药液进行冻结的方式。
瓶子底部使用干冰冷却，而溶液则用湿冰冷却，以便晶核的形成，再将瓶子放于-50℃的搁板上进行冻结。
②全域过冷结晶，是指在相同或相近的过冷度下将全部药液进行冻结的方式，其中冰晶成核温度与冻结速率是主要的参数。
（3）退火：退火，是指首先对冻结药品升温至共熔温度以下，然后进行一段时间的保温，最后再把温度降低至冻结温度的过程。
升华干燥之前要增加退火步骤，原因有以下三个：①强化结晶。
②提高非晶相的Tg。
③改变冰晶的大小与形态分布，从而提高干燥效率。
3.2 干燥
药物冻干的干燥过程分为升华干燥与解析干燥两个阶段。
升华干燥是除去自由水，而解析干燥是除去部分结合水。
药物冻干过程的大部分能耗是在干燥过程产生的，所以使用有效手段来提高干燥速率显得十分重要。
当前，提高干燥速率的方法主要有：控制搁板和药品温度、冷阱温度和真空度三种。
（1）控制药品温度：包括控制冻结层与已干层的温度。
冻结层温度控制以最低共熔点为上限，温度愈高愈好；已干层温度控制要确保物料不变性或者已干层结构不发生崩塌，尽量使用较高温度。
搁板温度控制的标准是要满足药品温度的控制。
（2）控制冷阱温度：药品与冷阱间的温差是冻干过程中进行水升华的驱动力。
由于药品温度不能高于共熔温度，且受加热方式限制，所以冷阱温度越低越好。
为提高经济性，升华干燥过程的冷阱温度至少比药品温度低于20℃；解析干燥过程中，对于要求残余水分很低的配方，冷阱温度应该更低。
（3）控制真空度：通常情况下，压力对冻干过程的影响包括两方面：①压力越高，已干层导热系数越高，升华界面的对流作用越大，所以升华水汽越快，也就是冻干速率越大。
②通过已干层到外部的水汽逸出速度在界面和表面之间产生的压力差，即升华界面温度所对应的饱和压力与干燥室的真空度之差相关。
压差大则利于水汽逸出，压差越小则逸出越慢，干燥速率也越小。
经验表明：升华阶段的真空度在10至30Pa，有利于传递热量和升华的进行。
药物在冻干过程中会产生多种干燥与冻结应力而发生不同程度的变性，冻干技术本身也存在着干燥时间长、干燥速率低、干燥设备投资大、干燥过程能耗高等缺点。
所以，为了药物稳定性与经济性的提高，需要进一步研究药物在冻干过程中的损伤与保护机理。
同时，利用先进的真空设备以及制冷控制方法，研发价格低且性能好的冻干机，不断优化冻干工艺。
4 结束语
药物的冷冻干燥能够减少药物的失活或变性，从而降低制药过程中的各种损失。
冷冻干燥技术的这个特点使其得到了广泛的应用。
但是，冻干技术的造价很高，这便需要药剂研发人员大力开发研究出高效率和低损耗的技术与方法。
总的来说，本研究的目标是通过改革与优化冻干技术来提高药物的实用效率，从而更好地为人们的健康提供有力的保障。
参考文献
［１］刘旖旎，陈雨．对药品冷冻干燥技术工艺的研究．黑龙江科技信息，２００７（８）．
［２］马洪滨．对药品冷冻干燥技术工艺的研究．民营科技，２００８（１０）．［３］万军，黄华．制剂药品的冻干原理和技术．黑龙江科技信息，２００９（８）．［４］陈光明．蛋白质药品冷冻干燥技术研究进展．制冷空调与电力机械，２００３（２）．
［５］姚明春．药品冷冻干燥技术的研究．中国医药导报，２００７（３６）．
药物冻干工艺的设计和优化原理
蔡紫阳
（江苏正大天晴药业研究院 江苏 连云港 220006）
【摘要】 本文首先对冻干的相关原理做了概述，然后介绍了药物冷冻干燥的原理与特点，最后探讨了药物冻干的工艺及其优化，以供有关人士参考。
【关键词】 药物冻干;工艺;设计;优化
【中图分类号】R917【文献标识码】B【文章编号】1672-2523（2012）12-0235-01。