# 冻干原理及问答-20260909 ## 冻干原理 ### 各步骤的主要作用 - 真空干燥 - 产品预冻 - 将溶液中的自由水冻结成固态 - 一次干燥去除自由水（纯的冰晶） - 冰晶升华 - 去除了90-95%的水分 - 二次干燥去除吸附水 - 又叫解析干燥 - 去除吸附水，残留了0.5-3%的水份 - 保温 - 使冻干品的含水量保持均匀 ### 名词解释 - Eutectic temperature 共晶点温度（Te） - (empty) - Freeze-Drying 冷冻干燥 - • 也叫冻干，是一个干燥过程，湿的产品先被冷冻成固体，随后通过将其暴露在低的水分分压下，溶剂直接通过升华变为气相，整个过程不经过液相。 - WATER TRIPLE POINT 水的三相点 - (empty) - Heat 热传递 - 当两个物体- 分别处于不同的温度-接触，一个能量流动就建立起来。从高温物体（高内部能量）到低温物体（低内部能量）直到达到平衡。在冻干工艺中，热有三种传递方式：传导（板层控温）、对流（真空度设置）、辐射（腔体的壁和门外热量对产品的热量传递）。 - States of aggregation of matter 物质聚集态 - 物质可以以四种状态聚集：固体、液体、气体和其他（离子态、超固态、玻色–爱因斯坦凝聚）。 - (empty) ## trouble shooting ### 冻干球的性状 - 根辅料的特性有关 - 如果是同种辅料，表现出来性状不同，那就是冻干品本身发生的变化 ### 冻干球出箱时，在玻璃皿里残留了粉末 - 转移或者程序设定的温度高于了塌陷温度/玻璃化（两者就差几度）转化温度，产品形态必然产生塌陷 ### 如果八联管原位冻干，预冻干温度4度0.5～1小时和-50度是为什么？ - 4度是为了大批量上机准备的，平衡前后进仓的样品本身的温度，确保前后进仓的产品在开始预冻程序时的温度条件是一致的。 - 为什么是4度，不是-4度或其他温度 - 从文献调研来的，没有拉梯度 ### 如果程序结束的时间是晚上，半夜，如何调整？ - 可以把结束后设定一个保温温度，16度，设定到第二天上班 - 延长一次干燥的时间，确保可以程序结束时间到第二天上班 ### 一次干燥（升温）和梯度升温哪种好 - 没有绝对的， ### 塌陷是什么原因？ - 1）在一次干燥或者二次干燥阶段，产品温度超过玻璃态转化温度或者塌陷温度，导致结构损失。 - 2）当储存温度接近产品干物质玻璃态转化温度的时候，也会在产品的存储阶段发生塌陷。 - 3）胶塞的高残余水分会迁移到产品导致塌陷。 - 解决方法： 1）降低一次干燥或者二次干燥产品温度； 2）延长升华时间，减少样品残余水量，从而提高产品干物质玻璃态转化温度； - 图例1 - 图例2 ### 回融是什么原因 - 1）一次升华不完全，一次升华结束阶段或者在二次干燥的开始阶段，产品里仍然还有残留的冰； - 2）冻干机的板层或者不同板层之间有较大的温差，导致不同位置样品升华不同； - 3）耗材的实际热传导效率不高，导致升华不够 - 解决方法： 延长一次干燥的时间 - 图例1 - 图例2 ### 萎缩是什么原因？ - 样品体积缩小到只脱壁 - 由于产品的配方和瓶子的特性而累积的内应力的结果，当释放时引起收缩，少数产品萎缩有可能是塌陷的一个信号。 - 需要后续进行稳定性测试以评价萎缩样品是否可接受 。 - 图例 ### 开裂时什么原因？ - 原因：多数情况下，这是由于固体物质浓度过低，产品块的结构脆弱造成。 或者预冻速度过快形成冰晶过小导致。 - 解决方法； 1）可以减慢第二阶段干燥的速度来限制物质的损失；2）增加整体赋形剂的浓度来加强产品块的结构； 3）降低预冻速度形成较大冰晶。 - 图例 ### 西林瓶原位冻干，样品载量如何设定？ - 样品装载量通常不高于西林瓶容量的一半，装量越高，复溶、冷冻干燥的难度越大 - 复溶后可能高于西林瓶的容量 ### 西林瓶冻干球，样品载量如何设定 - 平铺，不建议层叠 - 如果非要层叠，加长一次升华的时间 ### 如何测定确定处方的样品的关键温度 - 晶体 - 共晶点温度TE - 共晶点探头 - 低温DSC - 共融点温度 - 同上 - 无定形物质 - 玻璃化转化温度Tg - 低温DSC - 冻干显微镜 - 塌陷温度Tc - 同上 - 通常Tg