凍干工藝優(yōu)化方法之退火工藝設(shè)計(jì)(二)
#01
退火工藝參數(shù)的設(shè)計(jì):
依據(jù)預(yù)凍過程和退火的原理可知,退火涉及三個(gè)關(guān)鍵工藝參數(shù):退火溫度,退火維持時(shí)間,退火后降溫時(shí)間。
根據(jù)熱力學(xué)原理,退火溫度應(yīng)高于最大濃縮液玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(temperature of vitreoustransformation) Tg’,因?yàn)橹挥懈哂诖藴囟葧r(shí),已固化的非晶相才會(huì)回復(fù)成溶液狀態(tài),促進(jìn)非晶態(tài)溶液中的水和其他物質(zhì)重新結(jié)晶。有的文獻(xiàn)認(rèn)為應(yīng)小于或等于共熔溫度,因?yàn)樵诖藴囟炔鸥欣谥亟Y(jié)晶,而有的重結(jié)晶現(xiàn)象可以直接在熱分析圖譜中直接看到。因此DSC熱分析是研究退火條件的重要手段。
甘露醇/蛋白溶液DSC分析曲線
退火維持時(shí)間,應(yīng)該由溶質(zhì)的結(jié)晶性質(zhì),退火的溫度和裝載高度等諸多因素決定,因此目前還沒有合適的數(shù)學(xué)模型。
#02
退火的意義:
退火能夠促進(jìn)結(jié)晶增長(zhǎng),擴(kuò)大升華孔道,減小升華阻力,縮短凍干時(shí)間,并且容易獲得優(yōu)雅的外觀。有實(shí)驗(yàn)研究表明,2%甘露醇凍干后的橫截面,在-3℃退火4小時(shí)后,孔徑由原來90μm變成了120m孔,初次干燥時(shí)間由1030min減小到790min。(以下兩組照片能明顯看出不同預(yù)凍速率凍干后粉餅區(qū)別)
初次凍結(jié)過程由于成核溫度的差異產(chǎn)生不同的晶粒形態(tài)和大小,從而使升華干燥不均勻,退火過程中的重結(jié)晶可減小這種差異,使產(chǎn)品更加均一。
退火過程能夠釋放出非晶態(tài)中可結(jié)晶物,提高非晶相Tg’,如甘氨酸和蔗糖(1:1)配方在-20°℃下退火,可使甘氨酸結(jié)晶析出,產(chǎn)品的Tg’由-44℃升高至-33℃,而且充足的結(jié)晶性骨架可以保證粉餅即使在高于Tg’的溫度進(jìn)行初次干燥,依然能維持良好的外觀,這樣就能大大提高允許的干燥溫度,縮短凍干周期。
退火過程能夠釋放出非晶態(tài)中的水分,使其重結(jié)晶,而使解析干燥變得容易。同時(shí)使凍干粉Tg升高,從而提高穩(wěn)定性。但是需要注意的是,退火過程會(huì)造成冷凍濃縮液相分離,濃縮液中蛋白質(zhì)在固液界面處可能發(fā)生變性。
總結(jié)
應(yīng)用QbD的理念,在設(shè)計(jì)凍干工藝過程中,預(yù)凍階段是否退火及退火工藝參數(shù)的是必須要考慮的內(nèi)容,可以通過溶質(zhì)的性質(zhì),裝填體積等信息及DSC熱分析,電鏡掃描等檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合考慮。一個(gè)經(jīng)過良好設(shè)計(jì)的退火工藝不僅能大大縮短凍干周期,而且能夠提高凍干粉的穩(wěn)定性。
四環(huán)凍干機(jī)
四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展(北京)有限公司法人由原北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有 限公司技術(shù)研發(fā)和管理負(fù)責(zé)人擔(dān)任,是為客戶提供專業(yè)真空冷凍干燥設(shè)備及解 決方案的服務(wù)供應(yīng)商。我們秉承“以客戶為中心,追求最高的客戶滿意度”的 服務(wù)理念,個(gè)性服務(wù)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、高效處理、可靠保障,可根據(jù)用戶需求提供 和設(shè)計(jì)單個(gè)或多個(gè)符合 GMP 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的凍干設(shè)備配套系統(tǒng),如負(fù)壓和無菌隔 離器、自動(dòng)進(jìn)出料及外置 CIP 等系統(tǒng)。
產(chǎn)品展示






相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。