制藥工藝中冷凍技術(shù)的應(yīng)用分析

王影男

摘要：現(xiàn)階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，有力推動(dòng)醫(yī)藥行業(yè)的進(jìn)步。藥品主要維護(hù)人們?nèi)梭w健康，人們對(duì)其重視程度不斷提高。冷凍干燥技術(shù)又稱升華干燥。將含水物料冷凍到冰點(diǎn)以下，使水轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，然后在較高真空下將冰轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒?。物料可先在冷凍裝置內(nèi)冷凍，再進(jìn)行干燥。但也可直接在干燥室內(nèi)經(jīng)迅速抽成真空而冷凍。當(dāng)前制藥行業(yè)尤其重視冷凍技術(shù)，該技術(shù)環(huán)節(jié)復(fù)雜，但效果明顯。本文中筆者以冷凍技術(shù)為切入點(diǎn)，分析制藥工藝中該技術(shù)的具體應(yīng)用。希望通過本文論述，為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)一份力量，提高藥品質(zhì)量，維護(hù)人體健康。

關(guān)鍵詞：制藥工藝；冷凍技術(shù)；應(yīng)用要點(diǎn)

1 引言

冷凍干燥技術(shù)[1]又稱升華干燥。將含水物料冷凍到冰點(diǎn)以下，使水轉(zhuǎn)變?yōu)楸缓笤谳^高真空下將冰轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒?。物料可先在冷凍裝置內(nèi)冷凍，再進(jìn)行干燥。但也可直接在干燥室內(nèi)經(jīng)迅速抽成真空而冷凍。升華生成的水蒸氣借冷凝器除去。升華過程中所需的汽化熱量，一般用熱輻射供給。冷凍干燥是利用冰晶升華的原理，在高度真空的環(huán)境下，將已凍結(jié)了的食品物料的水分不經(jīng)過冰的融化直接從冰固體升華為蒸汽，一般真空干燥物料中的水分是在液態(tài)下轉(zhuǎn)化為汽態(tài)而將食品干制，故冷凍干燥又稱為冷凍升華干燥。冷凍的目的就是保證產(chǎn)品干燥，因此冷凍技術(shù)又被稱為冷凍干燥技術(shù)。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)眾多，在制藥行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。冷凍改造技術(shù)誕生于一百多年前，技術(shù)發(fā)展過程中經(jīng)歷諸多波折。目前人們廣泛重視該技術(shù)，在制藥、食品等行業(yè)發(fā)揮著重要作用。具體到制藥行業(yè)來說，通過應(yīng)用冷凍技術(shù)可以保證藥品藥性的穩(wěn)定，保證治療效果，本文就此展開相關(guān)論述。

2 冷凍技術(shù)概述

近些年人們愈發(fā)重視冷凍技術(shù)，也被認(rèn)為時(shí)目前最優(yōu)秀的干燥工藝，因此在實(shí)際中有著廣泛應(yīng)用，比如最常見的水果保鮮等。社會(huì)高速發(fā)展背景下，人們?cè)絹碓娇粗刈陨斫】?，制藥行業(yè)中引入更多的先進(jìn)科技?；诶鋬黾夹g(shù)的穩(wěn)定性特點(diǎn)，因此得到人們關(guān)注。但其本身也容易受到其他因素影響，造成應(yīng)用難度較大，技術(shù)特點(diǎn)[2]如下所示：（1）冷凍技術(shù)通常僅能在低溫環(huán)境下使用；（2）處理的藥液均為事前裝好，計(jì)量準(zhǔn)確；（3）處理中可以避開物化等模式，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定；（4）穩(wěn)定藥品藥性，整個(gè)過程中在冷凍環(huán)境下進(jìn)行，凍結(jié)干燥后藥品體積縮小與變化，但顏色、形狀及成分基本不變，可以有效避免產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象；（5）通常技術(shù)條件下，材料凍干后呈現(xiàn)疏松多孔的情形，類似以海綿，這種狀態(tài)具有極佳的復(fù)水性能與溶解度，水中溶解時(shí)多出現(xiàn)冰晶的形態(tài)，同時(shí)易溶于無機(jī)鹽等相關(guān)物料中，有效避免一般干燥方式中隨著水分減少無機(jī)鹽逐漸溢出與硬化的情況。

3 制藥工藝中冷凍技術(shù)的應(yīng)用

藥品冷凍過程由數(shù)個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，其主要原理為低溫下凍結(jié)藥品溶液，真空環(huán)境下完成升華干燥，并去除其中存在冰晶，解析干燥去除藥品中存在的結(jié)合水，得到最后的干制品。冷凍技術(shù)處理的藥品計(jì)量準(zhǔn)備，活性較大，具體應(yīng)用如下所示：

3.1 產(chǎn)品預(yù)凍

該環(huán)節(jié)主要固定藥品方便后期干燥，整個(gè)環(huán)節(jié)極為重要，一旦處理不當(dāng)，很容易產(chǎn)生質(zhì)量問題。整個(gè)環(huán)節(jié)中嚴(yán)格控制時(shí)間、溫度及真空度。首先控制預(yù)控溫度，預(yù)控溫度過高或過低都會(huì)影響凍干效果，溫度過高產(chǎn)品不完全凍結(jié)，造成抽空中出現(xiàn)一些不可逆變化，溫度過低則會(huì)浪費(fèi)資源影響成型；預(yù)凍時(shí)間嚴(yán)格控制，為保證產(chǎn)品完全凍干，達(dá)到凍干溫度后進(jìn)行一段時(shí)間保溫。根據(jù)時(shí)間情況控制預(yù)凍時(shí)間，通常0.5～2h左右可以完全凍結(jié)。配置預(yù)凍液。預(yù)凍液是通常我們?cè)趯?duì)藥物進(jìn)行冷凍處理之前所配置的液體。因?yàn)樵谥扑庍^程中，大多數(shù)都是利用器皿直接冷凍成固體，再將固體研制成粉末，只有很少的原料會(huì)直接使用藥水來制成液體。通常，我們還會(huì)在與預(yù)凍液中加入一些特定物質(zhì)，來保證配置液體的穩(wěn)定性，同時(shí)還能增加它的美學(xué)性，使其看起來更加的美觀。冷凍預(yù)凍液。它是為確保藥物特性，在藥品生產(chǎn)過程中通過水的升華活動(dòng)來保證藥品效果的一種方式。一般來講，因?yàn)椴煌念A(yù)凍液進(jìn)行預(yù)凍時(shí)采用的器皿不同，我們都是根據(jù)需要或要求放置在不同的器皿中進(jìn)行預(yù)凍，而在不使用器皿的時(shí)候也會(huì)使用西林瓶等一些其他裝置來放置。同時(shí)，不同預(yù)凍液在冷凍時(shí)還應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行處理，通常都是在特定的箱子內(nèi)進(jìn)行冷凍處理，或是通過冰柜等一些其他方式來進(jìn)行冷凍。

3.2 干燥處理

干燥處理時(shí)凍干的主要過程，目的是為了將物料中的冰升華，同時(shí)保證冰不會(huì)溶化，物料凍結(jié)點(diǎn)飽和蒸汽壓高于冰周圍的水蒸氣。通常在制造藥品的時(shí)候，并不是一次性經(jīng)期干燥到底的，而是分成第一階段和第二階段兩部分來進(jìn)行分步干燥處理。在第一階段則是除去所有的冷凍水在這過程中，將處理好的藥料事先放到凍干裝置中，開啟設(shè)備，給升溫板加熱，為升華活動(dòng)提供足夠的熱能；而第二階段中只有部分的水會(huì)被處理。控制干燥溫度，這個(gè)溫度點(diǎn)不應(yīng)該超過共熔點(diǎn)，共熔點(diǎn)附近升華速度最快。可以將性質(zhì)穩(wěn)定、容易成型或加甘露醇等輔料比例較大的產(chǎn)品溫度一次性升到最大值，加熱時(shí)間可以稍微長(zhǎng)點(diǎn)，方便操作及縮短生產(chǎn)周期；產(chǎn)品性質(zhì)不穩(wěn)定的則可以將溫度設(shè)置為共熔點(diǎn)以下2～5℃，采用階梯式升溫干燥方式。控制升華干燥時(shí)的真空度，壓強(qiáng)低有利于升華，但實(shí)際中真空中益于升華，這是因?yàn)檫m宜的真空度能促進(jìn)熱量的傳遞和水分子的擴(kuò)散，在較低的真空度下會(huì)降低升華速率，在較高的真空度下會(huì)阻礙熱對(duì)流，同樣會(huì)降低凍干速率。真空度一般控制在15-30Pa范圍內(nèi)，有利于縮短生產(chǎn)周期并且保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

4 冷凍技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

冷凍技術(shù)在我國(guó)制藥行業(yè)中有著大范圍使用，特別是西藥生產(chǎn)過程中，冷凍技術(shù)有著極大的應(yīng)用比例，一般在抗生素生產(chǎn)、抗病毒藥物生產(chǎn)及活性成分等藥物中，此外也在各種疫苗、針劑與促生素生產(chǎn)中。相比于其他主要技術(shù)，我們可以發(fā)現(xiàn)在冷凍技術(shù)有著廣泛應(yīng)用，通過該技術(shù)可以提高藥品精準(zhǔn)性、溶解速率，此外還可以提高藥效，有效延長(zhǎng)藥品的存放時(shí)間與使用壽命。傳統(tǒng)藥品生產(chǎn)過程中，藥品容易發(fā)生變形或無法保持活力等，冷凍技術(shù)的出現(xiàn)可以有效避免這些情況的發(fā)生。但實(shí)際生產(chǎn)中技術(shù)復(fù)雜，造成藥品處理難度過大，出現(xiàn)變性情況。此外技術(shù)本身也存在一些問題，比如速率不高、耗能過大且耗時(shí)過長(zhǎng)、前期投入成本過大等。

5 結(jié)語

總而言之，制藥工藝中廣泛應(yīng)用冷凍技術(shù)，保證藥品活性與減少制藥損失。技術(shù)應(yīng)用過程中要求較高，最突出的就是車間潔凈度，同時(shí)給制藥行業(yè)制冷空調(diào)設(shè)計(jì)與研究人員提出更高要求。冷凍技術(shù)在制藥行業(yè)中的應(yīng)用，可以有效保證藥品活性與治療效果，因此其必將有著更為廣泛的應(yīng)用，帶動(dòng)制藥行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。希望通過論述為從業(yè)者提供一定經(jīng)驗(yàn)借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉洪培.淺析高效液相色譜在藥物質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)世界，2016，12（6），121-122.endprint