影响真空冷冻干燥机制品品质及外观的因素分析

       在食品、药品以及生物体的冷冻干燥和储藏过程中，很多因素(如化学成分、冻结速率、冻结和脱水应力、玻璃化转变温度、干燥固体中剩余水分、储藏环境的温度和湿度等)都会影响其中活性组分的稳定性，甚至会导致失活。大量的实验研究表明，除了一些食品、人血浆、牛奶等少数物料可以直接冷冻干燥外，大多数的药品和生物制品，都需要添加合适的冷冻干燥保护剂和添加剂，配制成混合液后，才能进行有效的冷冻干燥和储藏。

　　真空冷冻干燥机保护剂目前有以下几种分类方法:

　　1、按相对分子量分类

　　(1)低分子化合物。又可以分为酸性物质、中性物质和碱性物质。

　　(2)高分子化合物。主要如白蛋白、明胶、可溶性淀粉、糊精，肉汁、果胶、阿拉伯胶、羟甲基纤维素、藻类等，以及天然混合物如脱脂牛奶、血清等。

　　关于保护剂的作用机理，一般认为，低分子化合物在冻干过程中直接发挥作用，而高分子化合物则是促进低分子化合物的保护作用。因此.制备保护剂配方时，一般多将低、高分子化合物配合使用。

　　2、按保护剂功能和性质分类

　　(1)冻干保护。在冻结和干燥过程中，可以防止活性组分发生变性的物质。

　　(2)填充剂。能防止有效组分随水蒸汽一起升华逸散，并使有效组分成形的物质。

　　(3)抗级化剂。用作防止生物制品在冷冻干操过程以及储藏过程中发生氧化变质的物质。如维生素D.维生录E、蛋白质水解物、硫代硫酸钠等。

　　(4)酸碱调整剂。在冷冻干澡过程和储藏过程中，能将生物制品的pH调整到活性物质的zui稳定区域的物质。

　　3、按物质的种类分类

　　如糖/多元醇类,聚合物类、表面活性剂类、氮基酸类和盐类等。

　　在冷冻干燥配方中，除了活性组分和溶剂以外，还要使用多种添加剂。这些添加剂，有的被称为保护剂，有的被称为添加剂，而又有的被称为赋形剂,但至今没有统一的叫法，赋形剂一词来源于药剂学，原来是指构成药物成抗原的无活性物质辅料(如阿拉伯胶、箱浆、淀粉)，特别是指在药物混合物中有大量液体情况下，为使混合物有较高的贴性，以便制备丸剂或片剂而加入的物质。后来，赋形剂的名称被扩大了。根据文献资料统计，“赋形剂”一词在冷冻干操配方中用得比较多。

　　在生物制品的冷冻干操配方中，一些添加剂只能起到某一特定的作用，而另一些添加剂可以同时起到几方面的作用。

       真空冷冻干燥机制品的外观、冻干制品的外观与所执行的冻干曲线有很大的关系！

       冻干制品外观差的具体表现是萎缩、结晶、不饱絮状等。在检验过程中外观差的产品被作为废品剔除并销毁，这会大大降低成品的合格率，增加生产成本。影响制品外观的因素有：

　　1、溶液浓度高或低对制干燥过程中药液表面首先品的影响。溶液浓度过高时：

　　被干燥形成结构致密的表层。该表层孔隙细小，透气性差，里面的水分难以穿过表层，因而沿瓶壁上升，导致制品离壁、萎缩；此外，浓度过高时，药液在干燥过程冻干中容易结块，所得制品外观不均匀。浓度过低时：机械强度低，在包装及运输过程后制品结构比较疏松甚至变成粉末，影响制品的外观。

　　2、制品厚度过厚。一般应为10-15mm，制品过厚的情形类似于浓度过高时的情况，不仅干燥的时间更长，塌陷、结块。

　　3、温度升降快而且容易造成制品离壁、慢。预冻速度：制品每分钟降温10-15℃的称为速冻，冻干机冻干过程中每小时每分钟降温1℃的称为慢冻。一般一期升华干燥：制品温度应降温速度应控制在5-6℃。 低于共晶点，升温应缓慢，以每小时5℃为宜，一期升华干燥终点应除去90％以上的水分。二期升华干燥：此阶段主要是为了除去结晶水以及固体吸附的水，升温速度可加快，以5-10℃/h为宜，但终制品温度不能超过制品的安全温度，否则会使制品活性下降、结块、溶解性差。

      4、放气速度。出柜前，放气速度不宜太快，否则会使箱内真空度突然大幅度变化，会形成一股湍流冲入容器内，使制品变成絮状或粉末，影响外观。