退火操作与冷冻干燥

退火操作对药品冷冻干燥过程的影响

夏鹏

刘益勋蔡惠坤蔡洁聪张波林

（浙江大学制冷与低温研究所，杭州３１００２７）

宣王勤

摘要在实际的冻干操作中，冻干容器内部产生了形状和大小各异的冰晶颗粒，而冰晶的大小和形状直接影响后续的干燥速率以及干燥制品的质量。在文献中，理论分析表明在干燥步骤之前引入退火操作有改变冰晶形态和大小分布和强化结晶等作用。本文通过不同退火操作参数的实验结果对比，来探讨退火操作对干燥过程的影响。关键词

退火装料形式退火时间

退火温度浓度配比

ＥＦＦＥＣＴＳＯＦＡＮＮＥＡＬＩＮＧ０ＮＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬＬＹＯＰＨＯＬＩＺＡＴＩＯＮ

ＸｉａＰｅｎｇ

ＬｉｕＹｉｘｕｎ

ＣａｉＨｕｉｋｕｎ

ａｎｄ

ＣａｉＪｉｅｃｈｏｎｇＣｒｙｏｇｅｎｉｃｓ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ

ＺｈａｎｇＢｏ

ＬｉｎＸｕａｎ

３１００２７）

ＷａｎｇＱｉｎｇ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｖｉａｌｌｙｏｐｈｏｌｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｓｕｌｔｓｉｎｖｉａｌ－ｔｏ‘ｖｉａｌ

ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｎｉｃｅｃｒｙｓｔａｌｓｉｚｅ．Ｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｃｒｙｓｔａｌｓｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｄｒｙｉｎｇｒａｔｅａｎｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｄｒｙｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｍａｎｙｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｂｅｆｏｒｅｄｒｙｉｎｇ，ａｎｎｅａｌｉｎｇｉｎｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ

ｒａｔｅｓ

ｃａｎ

ｒｅｄｕｃｅｆｒｅｅｚｉｎｇ—ｉｎｄｕｃｅｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ

ｏｎ

ａｎｄ

ｃａｎ

ｐｒｏｍｏｔｅｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｄｒｙｉｎｇ

ｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｓ

ＫｅｙｗｏｒｄｓＡｎｎｅａｌｉｎｇ

Ｆｏｒｍ

Ａｎｎｅａｌｉｎｇｔｉｍｅ

Ａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ

Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ

Ｕ

月ｌＪ舀

在冷冻干燥操作工艺中，有四个重要的影响

的干燥速率；另一方面，冰晶大小形状各异，导致干燥之后形成的孔隙大小也各异，最终，同样的一

因素：冻结方式、加热方式、真空度、是否退火。

文献［１］已通过实验详细探讨了冻结方式、加热方

批冻干品的质量良莠不齐。而退火这个操作可以很好地改变这种不一致性拉１。

退火是指以一定的升温速率把冻结制品从冷却终温加热到低于其熔点的某～特定温度，并保持一

式、真空度等对干燥速率的影响。本文重点考察冻干过程中退火操作对干燥过程的影响，以期对冷冻干燥工艺进行进一步的优化。甘露醇＋蔗糖是非常有效的稳定剂配方，常用于蛋白质类药品的冻干，本章就以蔗糖、甘露醇作为物料进行冷冻干燥退火实验。

１

段时间，然后再以一定的降温速率把制品冷却到冷

却终温的过程。如图１所示，虚线之间的过程即是退火过程：

文献的理论分析＂叫１表明，在干燥步骤之前引入退火操作有以下几个作用：

（１）退火能够改变冰晶形态和大小分布；（２）退火能够强化结晶：

（３）退火可以提高非晶相冻结浓缩液的玻璃化转变温度Ｔ。。

（３）退火可以提高非晶相冻结浓缩液的玻璃化

冷冻干燥退火

在实际的冻干操作中，冻干容器内部，由于

各点成核温度有差异，而产生了形状和大小各异

的冰晶颗粒，而冰晶的大小和形状直接影响后续

作者简介：夏鹏，（１９７９一）．男，硕士。！Ｅ２ＱＱ§鲣』！！：！塑

１６３