在研发阶段,冻干机的冻干效率至关重要。然而,更重要的是减少干扰因子,这些因子可能影响冻干过程的稳定性和产品的质量。干扰因子通常是冻干工艺本身,因此选择对冻干工艺依赖较小的设备是关键。
1.冷阱表面温度足够低:这是保证样品在冷冻干燥过程中不受到高温破坏的关键。
2.水蒸气流程短、阻力小:这样的设计提高了冻干效率,并减少了水蒸气在设备内部的流动阻力。
3.掺气控制和真空压塞功能:在出箱时,制品容易吸潮,且包材可能带来干扰因子。真空压塞功能可以在充入惰性气体后进行干燥处理,确保稳定性。
对于含有离子的生物制剂,由于其升华温度较低,板层控温在-40℃以下是基本要求。此外,针对不同应用领域的特殊需求,选择合适的冻干机至关重要。
冻干过程主要分为预冻、一次干燥(初级干燥)和二次干燥(解析干燥)三个阶段。
一、预冻阶段
在这一阶段,样品被快速冷却至其共晶点以下的温度,以确保样品中的水分转变为冰。这一步骤对于后续的干燥效果至关重要,因为如果预冻不充分或者不均匀,可能会导致样品结构损坏或者干燥后的产品出现质量问题。
二、一次干燥(初级干燥)
一次干燥的主要目的是去除样品中的游离水。在高真空状态下,冰直接升华为水蒸气,并通过冷阱捕获。此阶段需要严格控制温度和真空度,以避免样品融化或者过度干燥。
三、二次干燥(解析干燥)
二次干燥则是进一步去除样品中的结合水,以提高产品的干燥率和稳定性。在这一阶段,温度逐渐升高,但仍需保持一定的真空度,以确保结合水能够去除。