制藥工藝中冷凍技術的應用分析

王影男

摘要：現階段社會經濟快速發展，有力推動醫藥行業的進步。藥品主要維護人們人體健康，人們對其重視程度不斷提高。冷凍干燥技術又稱升華干燥。將含水物料冷凍到冰點以下，使水轉變為冰，然后在較高真空下將冰轉變為蒸氣而除去的干燥方法。物料可先在冷凍裝置內冷凍，再進行干燥。但也可直接在干燥室內經迅速抽成真空而冷凍。當前制藥行業尤其重視冷凍技術，該技術環節復雜，但效果明顯。本文中筆者以冷凍技術為切入點，分析制藥工藝中該技術的具體應用。希望通過本文論述，為行業技術進步貢獻一份力量，提高藥品質量，維護人體健康。

關鍵詞：制藥工藝；冷凍技術；應用要點

1 引言

冷凍干燥技術[1]又稱升華干燥。將含水物料冷凍到冰點以下，使水轉變為冰，然后在較高真空下將冰轉變為蒸氣而除去的干燥方法。物料可先在冷凍裝置內冷凍，再進行干燥。但也可直接在干燥室內經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，在高度真空的環境下，將已凍結了的食品物料的水分不經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下轉化為汽態而將食品干制，故冷凍干燥又稱為冷凍升華干燥。冷凍的目的就是保證產品干燥，因此冷凍技術又被稱為冷凍干燥技術。該技術優點眾多，在制藥行業中有著廣泛應用。冷凍改造技術誕生于一百多年前，技術發展過程中經歷諸多波折。目前人們廣泛重視該技術，在制藥、食品等行業發揮著重要作用。具體到制藥行業來說，通過應用冷凍技術可以保證藥品藥性的穩定，保證治療效果，本文就此展開相關論述。

2 冷凍技術概述

近些年人們愈發重視冷凍技術，也被認為時目前最優秀的干燥工藝，因此在實際中有著廣泛應用，比如最常見的水果保鮮等。社會高速發展背景下，人們越來越看重自身健康，制藥行業中引入更多的先進科技。基于冷凍技術的穩定性特點，因此得到人們關注。但其本身也容易受到其他因素影響，造成應用難度較大，技術特點[2]如下所示：（1）冷凍技術通常僅能在低溫環境下使用；（2）處理的藥液均為事前裝好，計量準確；（3）處理中可以避開物化等模式，確保產品的穩定；（4）穩定藥品藥性，整個過程中在冷凍環境下進行，凍結干燥后藥品體積縮小與變化，但顏色、形狀及成分基本不變，可以有效避免產生濃縮現象；（5）通常技術條件下，材料凍干后呈現疏松多孔的情形，類似以海綿，這種狀態具有極佳的復水性能與溶解度，水中溶解時多出現冰晶的形態，同時易溶于無機鹽等相關物料中，有效避免一般干燥方式中隨著水分減少無機鹽逐漸溢出與硬化的情況。

3 制藥工藝中冷凍技術的應用

藥品冷凍過程由數個環節構成，其主要原理為低溫下凍結藥品溶液，真空環境下完成升華干燥，并去除其中存在冰晶，解析干燥去除藥品中存在的結合水，得到最后的干制品。冷凍技術處理的藥品計量準備，活性較大，具體應用如下所示：

3.1 產品預凍

該環節主要固定藥品方便后期干燥，整個環節極為重要，一旦處理不當，很容易產生質量問題。整個環節中嚴格控制時間、溫度及真空度。首先控制預控溫度，預控溫度過高或過低都會影響凍干效果，溫度過高產品不完全凍結，造成抽空中出現一些不可逆變化，溫度過低則會浪費資源影響成型；預凍時間嚴格控制，為保證產品完全凍干，達到凍干溫度后進行一段時間保溫。根據時間情況控制預凍時間，通常0.5～2h左右可以完全凍結。配置預凍液。預凍液是通常我們在對藥物進行冷凍處理之前所配置的液體。因為在制藥過程中，大多數都是利用器皿直接冷凍成固體，再將固體研制成粉末，只有很少的原料會直接使用藥水來制成液體。通常，我們還會在與預凍液中加入一些特定物質，來保證配置液體的穩定性，同時還能增加它的美學性，使其看起來更加的美觀。冷凍預凍液。它是為確保藥物特性，在藥品生產過程中通過水的升華活動來保證藥品效果的一種方式。一般來講，因為不同的預凍液進行預凍時采用的器皿不同，我們都是根據需要或要求放置在不同的器皿中進行預凍，而在不使用器皿的時候也會使用西林瓶等一些其他裝置來放置。同時，不同預凍液在冷凍時還應根據具體情況進行處理，通常都是在特定的箱子內進行冷凍處理，或是通過冰柜等一些其他方式來進行冷凍。

3.2 干燥處理

干燥處理時凍干的主要過程，目的是為了將物料中的冰升華，同時保證冰不會溶化，物料凍結點飽和蒸汽壓高于冰周圍的水蒸氣。通常在制造藥品的時候，并不是一次性經期干燥到底的，而是分成第一階段和第二階段兩部分來進行分步干燥處理。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，開啟設備，給升溫板加熱，為升華活動提供足夠的熱能；而第二階段中只有部分的水會被處理。控制干燥溫度，這個溫度點不應該超過共熔點，共熔點附近升華速度最快。可以將性質穩定、容易成型或加甘露醇等輔料比例較大的產品溫度一次性升到最大值，加熱時間可以稍微長點，方便操作及縮短生產周期；產品性質不穩定的則可以將溫度設置為共熔點以下2～5℃，采用階梯式升溫干燥方式。控制升華干燥時的真空度，壓強低有利于升華，但實際中真空中益于升華，這是因為適宜的真空度能促進熱量的傳遞和水分子的擴散，在較低的真空度下會降低升華速率，在較高的真空度下會阻礙熱對流，同樣會降低凍干速率。真空度一般控制在15-30Pa范圍內，有利于縮短生產周期并且保證產品的質量。

4 冷凍技術發展趨勢

冷凍技術在我國制藥行業中有著大范圍使用，特別是西藥生產過程中，冷凍技術有著極大的應用比例，一般在抗生素生產、抗病毒藥物生產及活性成分等藥物中，此外也在各種疫苗、針劑與促生素生產中。相比于其他主要技術，我們可以發現在冷凍技術有著廣泛應用，通過該技術可以提高藥品精準性、溶解速率，此外還可以提高藥效，有效延長藥品的存放時間與使用壽命。傳統藥品生產過程中，藥品容易發生變形或無法保持活力等，冷凍技術的出現可以有效避免這些情況的發生。但實際生產中技術復雜，造成藥品處理難度過大，出現變性情況。此外技術本身也存在一些問題，比如速率不高、耗能過大且耗時過長、前期投入成本過大等。

5 結語

總而言之，制藥工藝中廣泛應用冷凍技術，保證藥品活性與減少制藥損失。技術應用過程中要求較高，最突出的就是車間潔凈度，同時給制藥行業制冷空調設計與研究人員提出更高要求。冷凍技術在制藥行業中的應用，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用，帶動制藥行業的進步與發展。希望通過論述為從業者提供一定經驗借鑒。

參考文獻：

[1]張學亮.冷凍干燥過程殘余含水量的預測與控制方法研究[J].電子科技大學，2016，12（12）：121-123.

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