¿Cuál es la diferencia entre la definición de liofilización al vacío y la definición de liofilización?

La tecnología de liofilización al vacío congela materiales o soluciones húmedas en un estado sólido a una temperatura más baja (-10 °C ~ -50 °C) y luego sublima directamente la humedad a un estado gaseoso libre de líquido al vacío (1,3 ~ 13 Pa). Finalmente, Tecnología de secado para deshidratar materiales. Mi país es un importante productor de materias primas, por lo que las perspectivas de aplicación de esta tecnología son muy amplias. Sin embargo, cabe señalar que la tecnología de liofilización al vacío se ha promovido rápidamente en mi país en los últimos años. En comparación con ella, la investigación teórica básica está relativamente rezagada, la potencia es débil y no hay mucho personal profesional y técnico. Además, en comparación con las tecnologías de secado como el secado al aire y el secado por aspersión, los equipos de liofilización al vacío requieren grandes inversiones, un alto consumo de energía y altos costos de producción farmacéutica, lo que restringe el desarrollo futuro de esta tecnología. Por lo tanto, fortalecer eficazmente la investigación teórica básica para lograr la conservación de energía, la reducción del consumo y la reducción de los costos de producción mientras se garantiza la calidad de los medicamentos se ha convertido en el problema más importante que enfrenta actualmente el campo de la tecnología de liofilización al vacío.

■Ventajas técnicas excepcionales

Dado que la liofilización al vacío se realiza a baja temperatura y baja presión, el agua se sublima directamente, otorgando así al producto muchas propiedades especiales. Por ejemplo, la tecnología de liofilización al vacío también puede deshidratar más completamente los materiales sensibles al calor, y los medicamentos secos son muy estables y fáciles de almacenar durante mucho tiempo. Dado que el secado del material se completa en estado congelado, en comparación con otros métodos de secado, la estructura física y la estructura molecular del material cambian poco y su organización y apariencia se conservan bien. Durante el proceso de liofilización al vacío, el material no tiene el problema de endurecerse en la superficie y forma un interior poroso similar a una esponja. Por lo tanto, tiene excelentes propiedades de rehidratación y puede volver al estado anterior al secado en poco tiempo. Dado que el proceso de secado se lleva a cabo a temperaturas extremadamente bajas y básicamente está aislado del aire, inhibe eficazmente los cambios biológicos, químicos o físicos de las sustancias sensibles al calor, conserva mejor las sustancias activas de las materias primas y mantiene el color de las materias primas.

■ Fortalecer la investigación teórica básica

En la actualidad, los equipos de liofilización al vacío de mi país tienden a perfeccionarse, pero en comparación con los países desarrollados, la teoría básica de esta tecnología parece retrasada y débil. , obstaculizando el avance tecnológico Mejora del nivel de aplicación. Por lo tanto, el foco de la investigación se está desplazando hacia esta área. En la actualidad, la investigación se centra en los parámetros físicos y los factores que influyen en la liofilización al vacío, parámetros de proceso, mecanismos y modelos de proceso, optimización y control de procesos, etc.

Los parámetros básicos de la tecnología de liofilización al vacío incluyen parámetros físicos y parámetros de proceso, que son la base para realizar el proceso de liofilización al vacío. La falta de estos datos dificultará la optimización del material durante el proceso de secado y no podrá utilizar plenamente la eficiencia del sistema. Los parámetros físicos se refieren a la conductividad térmica, coeficiente de transferencia de calor, etc. del material. La investigación en esta área incluye la determinación de datos de parámetros físicos y métodos de medición, así como el impacto de las condiciones ambientales como presión, temperatura, humedad relativa y orientación de las partículas del material en los parámetros físicos. Los parámetros del proceso incluyen aquellos relacionados con la congelación, el calentamiento y la morfología del material. El estudio del proceso de congelación tiene como objetivo encontrar la curva de congelación óptima para el sistema. La investigación sobre el proceso de calentamiento se centra principalmente en dos aspectos: mejorar la materia prima portadora y seleccionar el método de calentamiento (transferencia de calor y fuente de calor). Una parte importante de la investigación también es determinar la forma adecuada de la materia prima, incluida la forma de las partículas de la materia prima y el espesor de la capa de materia prima.

Estudie el mecanismo de liofilización al vacío desde la perspectiva de la transferencia de calor y masa, y establezca el modelo matemático correspondiente, que ayudará a descubrir los factores que influyen en el proceso y predecir la distribución del tiempo. temperatura y presión de vapor. Las investigaciones actuales se limitan principalmente a la fase líquida homogénea, y se han propuesto algunos modelos matemáticos, como el modelo de retirada uniforme a lo largo del frente de hielo, el modelo de sublimación, el modelo de adsorción-sublimación, etc. Aunque estos modelos describen el proceso de liofilización al vacío en diversos grados, todavía existen muchas limitaciones en las aplicaciones prácticas. El control de optimización de procesos se basa en el modelo matemático anterior. Los esquemas de control se dividen en modelos de estado cuasi estacionario y modelos de estado no estacionario.

■Controlar estrictamente el proceso de producción

Dado que el proceso de liofilización de productos biológicos y medicamentos es relativamente complejo, para garantizar la calidad de los productos liofilizados y ahorrar energía, Es necesario controlar estrictamente el proceso de preproducción durante el proceso de producción. Temperatura de congelación, absorción de calor por sublimación, etc., para que cada etapa del proceso de liofilización funcione de acuerdo con la ruta de proceso preestablecida.

*Consejo de aplicación 1: Mantenga una temperatura de precongelación razonable

En el proceso de liofilización al vacío, primero se deben precongelar los medicamentos a secar y luego la humedad. Se permite pasar directamente del hielo al gas y el fármaco se seca. Durante toda la etapa de sublimación el medicamento debe permanecer congelado, de lo contrario no se obtendrá un buen producto. Durante la etapa de preenfriamiento del fármaco, la temperatura de preenfriamiento debe controlarse estrictamente (generalmente varios grados por debajo del punto máximo de fusión del fármaco). Si la temperatura de precongelación no es lo suficientemente baja, es posible que el medicamento no se congele completamente y se expandirá y burbujeará durante el proceso de sublimación al vacío. Si la temperatura de precongelación es demasiado baja, no solo aumentará el consumo de energía innecesario, sino que también aumentará; para algunos medicamentos biológicos Reduce su tasa de supervivencia después de la liofilización.

*Consejo de aplicación 2: Preste atención a la absorción de calor de la sublimación

Durante la etapa de sublimación seca, el material necesita absorber calor (cada gramo de hielo se sublima completamente en vapor de agua y lo absorbe). aproximadamente 2,8 kilojulios de calor). Si el medicamento no se calienta o se calienta lo suficiente, el agua absorberá el calor del medicamento durante la sublimación y reducirá la temperatura del medicamento, lo que resultará en una disminución en la presión de vapor del medicamento, lo que provocará una disminución en la tasa de sublimación. , todo el tiempo de secado se extenderá y la eficiencia de producción disminuirá. Si el medicamento se calienta demasiado, la velocidad de sublimación del medicamento definitivamente aumentará, pero después de compensar el calor absorbido por el medicamento después de la sublimación, el exceso de calor aumentará; aumente la velocidad de sublimación del medicamento congelado, mientras que la velocidad de sublimación disminuirá. El calor aumentará la temperatura del medicamento congelado, lo que hará que el medicamento se derrita parcial o incluso completamente, lo que hará que el medicamento se encoja y burbujee, y todo el secado fallará.

Características, se formula una curva de liofilización basada en pruebas, y luego se controla la máquina para que los cambios de temperatura en cada etapa del proceso de liofilización se ajusten a la curva de liofilización preestablecida. En la actualidad, el control del proceso de producción de liofilización al vacío puede utilizar computadoras para controlar el sistema de producción de acuerdo con la curva de liofilización preestablecida. Por ejemplo, el control del proceso de liofilización por computadora del sulfato de estreptomicina se puede dividir en dos etapas: en la primera etapa, a una temperatura inferior al punto de fusión, la humedad en el material congelado se sublima y aproximadamente del 98 al 99% del La humedad se elimina en este momento. En la segunda etapa, la temperatura del material aumenta gradualmente hasta la temperatura ambiente o ligeramente por encima de la temperatura ambiente, después de lo cual el contenido de humedad se puede reducir por debajo de 0,5. La temperatura de precongelación para este proceso es de unos -40°C y el tiempo es de unas dos horas. Durante la etapa de secado y sublimación de los medicamentos liofilizados, la temperatura del material es de aproximadamente -30 ℃ ~ -35 ℃ y la presión absoluta es de aproximadamente 4 ~ 7 Pa. La temperatura de secado final de la estreptomicina se puede elevar a 40°C y el tiempo total de secado es de aproximadamente 18 horas. El uso de sistemas de control automatizados por computadora ayuda a garantizar que los productos farmacéuticos cumplan con los requisitos de calidad.