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生物制藥下的真空冷凍干燥技術(shù)
生物制藥下的真空冷凍干燥技術(shù)，是小編專門為各位生物制藥畢業(yè)的同學(xué)準(zhǔn)備的論文，希望對(duì)大家有幫助!
摘 要：真空冷凍干燥簡(jiǎn)稱凍干，就是把含有大量水分的物質(zhì)預(yù)先進(jìn)行降溫東結(jié)成固體，然后一定真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華出來(lái)，而物質(zhì)本身留在凍結(jié)時(shí)的冰架中。它是一種現(xiàn)代化的干燥技術(shù)。是真空技術(shù)、制冷技術(shù)和干燥技術(shù)的結(jié)合。又是一門跨越多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的交叉科學(xué)。涉及傳熱傳質(zhì)、流體力學(xué)、自動(dòng)控制、食品營(yíng)養(yǎng)、生物工程材料等專業(yè)知識(shí)。由于在低溫及真空狀態(tài)下完成對(duì)制品的脫水干燥，而成為醫(yī)學(xué)生物制品中首選的干燥保存方法。該技術(shù)最早于1813年由英國(guó)華萊斯頓發(fā)明，1909年沙克爾用真空升華干燥法對(duì)抗菌素、菌種、狂太病毒及其他生物制品進(jìn)行凍干保存，取得較好效果。
關(guān)鍵詞：真空冷凍干燥;生物制品;凍干機(jī)
冷凍干燥是用來(lái)干燥熱敏性物質(zhì)和需要保持生物活性的物質(zhì)的一種有效方法。該技術(shù)最大程度上防止了生物制品、藥品在水和熱的作用下很容易產(chǎn)生的性變和分解，對(duì)生物組織和細(xì)胞體損傷較少，能減少活菌體及病毒的死亡。低溫干燥，物質(zhì)中揮發(fā)性成分損失很小，微生物的生長(zhǎng)和酶的作用無(wú)法進(jìn)行，能保持原來(lái)性狀。由于干燥在真空下進(jìn)行，氧氣較少，因此易氧化的物質(zhì)的到了保護(hù)。干燥能排除95%~99%以上水分、使干燥后產(chǎn)品能長(zhǎng)期保存而不致變質(zhì)。例如，人血漿在液體狀態(tài)只保存幾個(gè)月，而凍干后可保存5~10年。麻疹弱毒活疫苗在液態(tài)的有效期為三個(gè)月，凍干后可延長(zhǎng)一年。真空冷凍干燥的缺點(diǎn)是投資大、維護(hù)費(fèi)用高、因而產(chǎn)品成本高。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多制藥企業(yè)都用冷凍干燥法加工藥物，如各種抗生素、生物提取物、疫苗、酶制品等。
1 凍干機(jī)性能選擇
藥用凍干技術(shù)必須符合《GMP》規(guī)范，一臺(tái)較完善的凍干設(shè)備除了容納最新的凍干技術(shù)外，其性能還必須具備安全性、可靠性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面的綜合能力。
凍干機(jī)的容量、規(guī)格，包括隔板面積、冷凝器補(bǔ)水量、隔板尺寸、隔板間距等，都應(yīng)與生產(chǎn)量大小相匹配。
隔板正反面都要相當(dāng)平整，板溫均勻，板與板之間、板的每個(gè)點(diǎn)溫差應(yīng)控制在正負(fù)1°C內(nèi)，才能保證整批產(chǎn)品質(zhì)量均一。
冷凝器的溫度應(yīng)能在1~2小時(shí)內(nèi)降至所需溫度，一般為-45°C以下。
箱體的真空度，空箱測(cè)定應(yīng)在30min內(nèi)達(dá)到2.66Pa，凍干箱體、板層和水汽凝結(jié)器、蒸汽冷凝管均屬受內(nèi)外壓部件，它們?cè)谡婵障碌男孤⿲?duì)藥品可能造成污染，因此凍干設(shè)備中內(nèi)外壓部件都必須進(jìn)行嚴(yán)格的泄露測(cè)量，使之符合安全性指標(biāo)。
箱體應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材質(zhì)、設(shè)計(jì)合格、方便清洗、高度耐腐蝕。凡是直接和間接接觸藥品的凍干箱體、板層、軟管、活塞桿和水汽凝結(jié)器、蒸汽冷凝管以及各類真空閥門，管道件等選用抗腐蝕性佳的進(jìn)口低碳不銹鋼材質(zhì)sus304(L)或sus316(L)。為了便于人工清潔和CIP自動(dòng)在線清洗凍干箱體、板層和水汽凝結(jié)器，這些部件內(nèi)部構(gòu)造盡可能簡(jiǎn)單，以最少的零件達(dá)到同樣的功能。清洗水必須是50~60°C不得重復(fù)使用的超濾水，零件容易拆裝、維修方便、不允許有死角等不易清潔的結(jié)構(gòu)。凍干箱體采用大圓角結(jié)構(gòu)，所用的焊接結(jié)構(gòu)經(jīng)氬弧焊焊后修磨成圓弧角或45度角。板層連接軟管sus304(L)不帶網(wǎng)體整體螺旋管，箱內(nèi)管道和箱底設(shè)計(jì)略有坡度，為了達(dá)到在高真空下最小的材質(zhì)放氣量和清潔的目的，凍干箱體和板層表面必須進(jìn)行鏡面拋光處理。
2 凍干機(jī)附屬裝置
2.1 液壓裝置，由于凍干后在箱內(nèi)整箱軋塞，板層能上下自由移動(dòng)，有利于箱內(nèi)清洗，容易接近箱內(nèi)各個(gè)部位。
2.2 有限量泄漏裝置，用于控制箱內(nèi)真空度，有控制的摻入氮?dú)饣驘o(wú)菌空氣，它將有利于二次干燥階段制品的升溫，可縮短凍干周期2~3小時(shí)。
2.3 控制系統(tǒng)，主要控制隔板溫度，可通過(guò)記錄儀保存產(chǎn)品溫度，、隔板溫度、冷凝器溫度、箱體真空度等，并設(shè)有連鎖報(bào)警，提高操作的可靠性，避免產(chǎn)品在操作或配套設(shè)施出錯(cuò)時(shí)蒙受損失。
企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的需求選擇進(jìn)口凍干機(jī)或國(guó)產(chǎn)凍干機(jī)，并考慮價(jià)格、安裝調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、零件供應(yīng)、售后服務(wù)等問(wèn)題。
21世紀(jì)是以生物、材料、電子、信息科學(xué)等領(lǐng)域的重大發(fā)展為標(biāo)志，真空冷凍干燥技術(shù)在次會(huì)發(fā)揮重要作用。
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，凍干食品占方便食品的比例越來(lái)越大，被認(rèn)為是高檔的脫水食品，并廣泛應(yīng)用到食品各個(gè)領(lǐng)域，如方便食品、即時(shí)湯料、粉末蔬菜、顆粒蔬菜、速溶飲品等，國(guó)際上的凍干食品總是供不應(yīng)求。
在醫(yī)學(xué)方面，凍干技術(shù)也為醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供依托，離體生物組織凍干保持活性的研究，從簡(jiǎn)單的精子細(xì)胞組織到復(fù)雜的人角膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)，正處于深入的發(fā)展研究階段。
在納料材料領(lǐng)域，凍干作為低溫化學(xué)制粉過(guò)程，其產(chǎn)品品質(zhì)和性能的優(yōu)勢(shì)，而且由于尖端領(lǐng)域或宇航、軍事等特殊領(lǐng)域，因此具有良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。
真空冷凍干燥技術(shù)在功能食品和納米材料、生物、醫(yī)學(xué)等方面的大規(guī)模應(yīng)用，為凍干技術(shù)開(kāi)辟了廣闊的前景。
隨著凍干技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的深入和擴(kuò)展，凍干設(shè)備也需要不斷發(fā)展，生物制品和藥用凍干機(jī)應(yīng)提高自動(dòng)化程度及運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，進(jìn)一部加強(qiáng)清洗消毒滅菌功能。食品用凍干機(jī)應(yīng)提高產(chǎn)量，設(shè)備改進(jìn)的目的是降低設(shè)備及產(chǎn)品成本，提高質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 曾軍冷凍干燥的設(shè)備性能選擇以及配方研究，凍干工藝經(jīng)驗(yàn)，海峽藥學(xué)。2001年. 第13卷.第一期99
[2] 徐成海王德喜關(guān)奎之張世偉真空冷凍干燥技術(shù) 在若干高新柯及領(lǐng)域中的應(yīng)用于發(fā)展. 真空科學(xué)與技術(shù).2002年第22卷增刊. 31~32
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