论文部分内容阅读
摘要：现阶段社会经济快速发展，有力推动医药行业的进步。药品主要维护人们人体健康，人们对其重视程度不断提高。冷冻干燥技术又称升华干燥。将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。物料可先在冷冻装置内冷冻，再进行干燥。但也可直接在干燥室内经迅速抽成真空而冷冻。当前制药行业尤其重视冷冻技术，该技术环节复杂，但效果明显。本文中笔者以冷冻技术为切入点，分析制药工艺中该技术的具体应用。希望通过本文论述，为行业技术进步贡献一份力量，提高药品质量，维护人体健康。
关键词：制药工艺；冷冻技术；应用要点
1 引言
冷冻干燥技术[1]又称升华干燥。将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。物料可先在冷冻装置内冷冻，再进行干燥。但也可直接在干燥室内经迅速抽成真空而冷冻。升华生成的水蒸气借冷凝器除去。升华过程中所需的汽化热量，一般用热辐射供给。冷冻干燥是利用冰晶升华的原理，在高度真空的环境下，将已冻结了的食品物料的水分不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，一般真空干燥物料中的水分是在液态下转化为汽态而将食品干制，故冷冻干燥又称为冷冻升华干燥。冷冻的目的就是保证产品干燥，因此冷冻技术又被称为冷冻干燥技术。该技术优点众多，在制药行业中有着广泛应用。冷冻改造技术诞生于一百多年前，技术发展过程中经历诸多波折。目前人们广泛重视该技术，在制药、食品等行业发挥着重要作用。具体到制药行业来说，通过应用冷冻技术可以保证药品药性的稳定，保证治疗效果，本文就此展开相关论述。
2 冷冻技术概述
近些年人们愈发重视冷冻技术，也被认为时目前最优秀的干燥工艺，因此在实际中有着广泛应用，比如最常见的水果保鲜等。社会高速发展背景下，人们越来越看重自身健康，制药行业中引入更多的先进科技。基于冷冻技术的稳定性特点，因此得到人们关注。但其本身也容易受到其他因素影响，造成应用难度较大，技术特点[2]如下所示：（1）冷冻技术通常仅能在低温环境下使用；（2）处理的药液均为事前装好，计量准确；（3）处理中可以避开物化等模式，确保产品的稳定；（4）稳定药品药性，整个过程中在冷冻环境下进行，冻结干燥后药品体积缩小与变化，但颜色、形状及成分基本不变，可以有效避免产生浓缩现象；（5）通常技术条件下，材料冻干后呈现疏松多孔的情形，类似以海绵，这种状态具有极佳的复水性能与溶解度，水中溶解时多出现冰晶的形态，同时易溶于无机盐等相关物料中，有效避免一般干燥方式中随着水分减少无机盐逐渐溢出与硬化的情况。
3 制药工艺中冷冻技术的应用
药品冷冻过程由数个环节构成，其主要原理为低温下冻结药品溶液，真空环境下完成升华干燥，并去除其中存在冰晶，解析干燥去除药品中存在的结合水，得到最后的干制品。冷凍技术处理的药品计量准备，活性较大，具体应用如下所示：
3.1 产品预冻
该环节主要固定药品方便后期干燥，整个环节极为重要，一旦处理不当，很容易产生质量问题。整个环节中严格控制时间、温度及真空度。首先控制预控温度，预控温度过高或过低都会影响冻干效果，温度过高产品不完全冻结，造成抽空中出现一些不可逆变化，温度过低则会浪费资源影响成型；预冻时间严格控制，为保证产品完全冻干，达到冻干温度后进行一段时间保温。根据时间情况控制预冻时间，通常0.5～2h左右可以完全冻结。配置预冻液。预冻液是通常我们在对药物进行冷冻处理之前所配置的液体。因为在制药过程中，大多数都是利用器皿直接冷冻成固体，再将固体研制成粉末，只有很少的原料会直接使用药水来制成液体。通常，我们还会在与预冻液中加入一些特定物质，来保证配置液体的稳定性，同时还能增加它的美学性，使其看起来更加的美观。冷冻预冻液。它是为确保药物特性，在药品生产过程中通过水的升华活动来保证药品效果的一种方式。一般来讲，因为不同的预冻液进行预冻时采用的器皿不同，我们都是根据需要或要求放置在不同的器皿中进行预冻，而在不使用器皿的时候也会使用西林瓶等一些其他装置来放置。同时，不同预冻液在冷冻时还应根据具体情况进行处理，通常都是在特定的箱子内进行冷冻处理，或是通过冰柜等一些其他方式来进行冷冻。
3.2 干燥处理
干燥处理时冻干的主要过程，目的是为了将物料中的冰升华，同时保证冰不会溶化，物料冻结点饱和蒸汽压高于冰周围的水蒸气。通常在制造药品的时候，并不是一次性经期干燥到底的，而是分成第一阶段和第二阶段两部分来进行分步干燥处理。在第一阶段则是除去所有的冷冻水在这过程中，将处理好的药料事先放到冻干装置中，开启设备，给升温板加热，为升华活动提供足够的热能；而第二阶段中只有部分的水会被处理。控制干燥温度，这个温度点不应该超过共熔点，共熔点附近升华速度最快。可以将性质稳定、容易成型或加甘露醇等辅料比例较大的产品温度一次性升到最大值，加热时间可以稍微长点，方便操作及缩短生产周期；产品性质不稳定的则可以将温度设置为共熔点以下2～5℃，采用阶梯式升温干燥方式。控制升华干燥时的真空度，压强低有利于升华，但实际中真空中益于升华，这是因为适宜的真空度能促进热量的传递和水分子的扩散，在较低的真空度下会降低升华速率，在较高的真空度下会阻碍热对流，同样会降低冻干速率。真空度一般控制在15-30Pa范围内，有利于缩短生产周期并且保证产品的质量。
4 冷冻技术发展趋势
冷冻技术在我国制药行业中有着大范围使用，特别是西药生产过程中，冷冻技术有着极大的应用比例，一般在抗生素生产、抗病毒药物生产及活性成分等药物中，此外也在各种疫苗、针剂与促生素生产中。相比于其他主要技术，我们可以发现在冷冻技术有着广泛应用，通过该技术可以提高药品精准性、溶解速率，此外还可以提高药效，有效延长药品的存放时间与使用寿命。传统药品生产过程中，药品容易发生变形或无法保持活力等，冷冻技术的出现可以有效避免这些情况的发生。但实际生产中技术复杂，造成药品处理难度过大，出现变性情况。此外技术本身也存在一些问题，比如速率不高、耗能过大且耗时过长、前期投入成本过大等。
5 结语
总而言之，制药工艺中广泛应用冷冻技术，保证药品活性与减少制药损失。技术应用过程中要求较高，最突出的就是车间洁净度，同时给制药行业制冷空调设计与研究人员提出更高要求。冷冻技术在制药行业中的应用，可以有效保证药品活性与治疗效果，因此其必将有着更为广泛的应用，带动制药行业的进步与发展。希望通过论述为从业者提供一定经验借鉴。
参考文献：
[1]张学亮.冷冻干燥过程残余含水量的预测与控制方法研究[J].电子科技大学，2016，12（12）：121-123.
[2]刘洪培.浅析高效液相色谱在药物质量检测中的应用[J].生物技术世界，2016，12（6），121-122.
关键词：制药工艺；冷冻技术；应用要点
1 引言
冷冻干燥技术[1]又称升华干燥。将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。物料可先在冷冻装置内冷冻，再进行干燥。但也可直接在干燥室内经迅速抽成真空而冷冻。升华生成的水蒸气借冷凝器除去。升华过程中所需的汽化热量，一般用热辐射供给。冷冻干燥是利用冰晶升华的原理，在高度真空的环境下，将已冻结了的食品物料的水分不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，一般真空干燥物料中的水分是在液态下转化为汽态而将食品干制，故冷冻干燥又称为冷冻升华干燥。冷冻的目的就是保证产品干燥，因此冷冻技术又被称为冷冻干燥技术。该技术优点众多，在制药行业中有着广泛应用。冷冻改造技术诞生于一百多年前，技术发展过程中经历诸多波折。目前人们广泛重视该技术，在制药、食品等行业发挥着重要作用。具体到制药行业来说，通过应用冷冻技术可以保证药品药性的稳定，保证治疗效果，本文就此展开相关论述。
2 冷冻技术概述
近些年人们愈发重视冷冻技术，也被认为时目前最优秀的干燥工艺，因此在实际中有着广泛应用，比如最常见的水果保鲜等。社会高速发展背景下，人们越来越看重自身健康，制药行业中引入更多的先进科技。基于冷冻技术的稳定性特点，因此得到人们关注。但其本身也容易受到其他因素影响，造成应用难度较大，技术特点[2]如下所示：（1）冷冻技术通常仅能在低温环境下使用；（2）处理的药液均为事前装好，计量准确；（3）处理中可以避开物化等模式，确保产品的稳定；（4）稳定药品药性，整个过程中在冷冻环境下进行，冻结干燥后药品体积缩小与变化，但颜色、形状及成分基本不变，可以有效避免产生浓缩现象；（5）通常技术条件下，材料冻干后呈现疏松多孔的情形，类似以海绵，这种状态具有极佳的复水性能与溶解度，水中溶解时多出现冰晶的形态，同时易溶于无机盐等相关物料中，有效避免一般干燥方式中随着水分减少无机盐逐渐溢出与硬化的情况。
3 制药工艺中冷冻技术的应用
药品冷冻过程由数个环节构成，其主要原理为低温下冻结药品溶液，真空环境下完成升华干燥，并去除其中存在冰晶，解析干燥去除药品中存在的结合水，得到最后的干制品。冷凍技术处理的药品计量准备，活性较大，具体应用如下所示：
3.1 产品预冻
该环节主要固定药品方便后期干燥，整个环节极为重要，一旦处理不当，很容易产生质量问题。整个环节中严格控制时间、温度及真空度。首先控制预控温度，预控温度过高或过低都会影响冻干效果，温度过高产品不完全冻结，造成抽空中出现一些不可逆变化，温度过低则会浪费资源影响成型；预冻时间严格控制，为保证产品完全冻干，达到冻干温度后进行一段时间保温。根据时间情况控制预冻时间，通常0.5～2h左右可以完全冻结。配置预冻液。预冻液是通常我们在对药物进行冷冻处理之前所配置的液体。因为在制药过程中，大多数都是利用器皿直接冷冻成固体，再将固体研制成粉末，只有很少的原料会直接使用药水来制成液体。通常，我们还会在与预冻液中加入一些特定物质，来保证配置液体的稳定性，同时还能增加它的美学性，使其看起来更加的美观。冷冻预冻液。它是为确保药物特性，在药品生产过程中通过水的升华活动来保证药品效果的一种方式。一般来讲，因为不同的预冻液进行预冻时采用的器皿不同，我们都是根据需要或要求放置在不同的器皿中进行预冻，而在不使用器皿的时候也会使用西林瓶等一些其他装置来放置。同时，不同预冻液在冷冻时还应根据具体情况进行处理，通常都是在特定的箱子内进行冷冻处理，或是通过冰柜等一些其他方式来进行冷冻。
3.2 干燥处理
干燥处理时冻干的主要过程，目的是为了将物料中的冰升华，同时保证冰不会溶化，物料冻结点饱和蒸汽压高于冰周围的水蒸气。通常在制造药品的时候，并不是一次性经期干燥到底的，而是分成第一阶段和第二阶段两部分来进行分步干燥处理。在第一阶段则是除去所有的冷冻水在这过程中，将处理好的药料事先放到冻干装置中，开启设备，给升温板加热，为升华活动提供足够的热能；而第二阶段中只有部分的水会被处理。控制干燥温度，这个温度点不应该超过共熔点，共熔点附近升华速度最快。可以将性质稳定、容易成型或加甘露醇等辅料比例较大的产品温度一次性升到最大值，加热时间可以稍微长点，方便操作及缩短生产周期；产品性质不稳定的则可以将温度设置为共熔点以下2～5℃，采用阶梯式升温干燥方式。控制升华干燥时的真空度，压强低有利于升华，但实际中真空中益于升华，这是因为适宜的真空度能促进热量的传递和水分子的扩散，在较低的真空度下会降低升华速率，在较高的真空度下会阻碍热对流，同样会降低冻干速率。真空度一般控制在15-30Pa范围内，有利于缩短生产周期并且保证产品的质量。
4 冷冻技术发展趋势
冷冻技术在我国制药行业中有着大范围使用，特别是西药生产过程中，冷冻技术有着极大的应用比例，一般在抗生素生产、抗病毒药物生产及活性成分等药物中，此外也在各种疫苗、针剂与促生素生产中。相比于其他主要技术，我们可以发现在冷冻技术有着广泛应用，通过该技术可以提高药品精准性、溶解速率，此外还可以提高药效，有效延长药品的存放时间与使用寿命。传统药品生产过程中，药品容易发生变形或无法保持活力等，冷冻技术的出现可以有效避免这些情况的发生。但实际生产中技术复杂，造成药品处理难度过大，出现变性情况。此外技术本身也存在一些问题，比如速率不高、耗能过大且耗时过长、前期投入成本过大等。
5 结语
总而言之，制药工艺中广泛应用冷冻技术，保证药品活性与减少制药损失。技术应用过程中要求较高，最突出的就是车间洁净度，同时给制药行业制冷空调设计与研究人员提出更高要求。冷冻技术在制药行业中的应用，可以有效保证药品活性与治疗效果，因此其必将有着更为广泛的应用，带动制药行业的进步与发展。希望通过论述为从业者提供一定经验借鉴。
参考文献：
[1]张学亮.冷冻干燥过程残余含水量的预测与控制方法研究[J].电子科技大学，2016，12（12）：121-123.
[2]刘洪培.浅析高效液相色谱在药物质量检测中的应用[J].生物技术世界，2016，12（6），121-122.