冻干工艺的优化.ppt

OptimizationoftheLyophilizationorFreezeDryingProcess冻干工艺的优化 DefinitionofLyophilization冻干的定义 Astabilizingprocessinwhichtheproductisfirstfrozenandthentheamountofsolventisremovedfirstbysublimationandthenbydesorptiontovaluesthatwillnolongersupportbiologicalgrowthorchemicalreactions 冻干是一个使物质稳定化的过程 在该过程中 首先使产品冷冻 然后将溶剂升华和解吸附 使产品中的含水量减少到不足以支持生物生长和发生化学反应的程度 DefinitionofFreezeDrying冷冻干燥的定义 Freezedryingisastabilizingprocessinwhichthereisfirstcrystallizationofthesolventtoformastructureintheproductandthentheamountofsolventisremovedfirstbysublimationandthenbydesorptiontovaluesthatwillnolongersupportbiologicalgrowthorchemicalreactions 冷冻干燥是一个是物质稳定的过程 在该过程中 冻干的溶剂先结晶 在产品中形成一定的结构 然后靠升华和解吸附作用将溶剂的量减少至不足以维持生物生长和发生化学反应的程度 BasicDifference基本差别 Lyophilization productremainsfrozenduringthedryingprocess冻干 干燥过程中产品保持冷冻FreezeDrying productmaynotremainfrozenduringthedryingprocess冷冻干燥 冻干过程中产品可能不是冷冻状态Keypointisthetermfrozen 冻干 这个词是关键点 MostImportantStep最重要的步骤 Formulation配方 WhyistheFormulationsoImportant 为何配方如此重要 Definesthefreezingprocess限定冷冻过程Definesthedryingprocessparameters限定干燥过程参数Definesthefreezedryingequipmentrequirements限定冷冻干燥设备要求Definestheshelf lifeoftheproduct限定产品的货架寿命Definesiftheprocessisgoingtobelyophilizedorfreezedried限定产品是冻干还是冷冻干燥 KeyPropertiesoftheFormulation配方的关键性质 Composition组成Stability稳定性ThermalProperties热性质 KeyThermalProperties主要的热性质 DegreeofSupercooling过冷度EutecticorCollapseTemperature共晶或塌陷温度DegreeofCrystallization结晶度 Supercooling过冷度 Thedegreeofsupercoolingisdefinedasthenumberofdegreesbelowtheequilibriumfreezingtemperaturewhereicefirststartstoform 过冷度是指低于冰开始形成时的冷冻平衡温度的度数 KeyThermalProperties主要的热性质 DegreeofSupercooling过冷度EutecticorCollapseTemperature共晶或塌陷温度DegreeofCrystallization结晶度 BasicDefinitionofaEutectic共晶点的基本定义 Thattemperatureatwhichthenumberofdegreesoffreedominasystemduringfreezingiszero f 0 冷冻过程中 该温度下系统的自由度为零Thepointofintersectionbetweenthesolubilitycurveforasaturatedsolutionandthedepressionofthefreezingpointofthesolvent饱和溶液的溶解曲线和溶剂结冰点凹陷的交点 KeyThermalProperties主要热性质 DegreeofSupercooling过冷度EutecticorCollapseTemperature共晶和塌陷温度DegreeofCrystallization结晶度 CollapseTemperature塌陷温度 Thecollapsetemperatureisdefinedasthattemperatureatwhichthemobilityofthewaterintheinterstitialregionapproacheszero 塌陷温度是指脉间区的水的流动性为零时温度 KeyThermalProperties主要热性质 DegreeofSupercooling过冷度EutecticorCollapseTemperature共晶或塌陷温度DegreeofCrystallization结晶度 DegreeofCrystallization结晶度 Thedegreeofcrystallizationistheratiooftheiceformedintheproducttotheamountoficeformedinanequalamountofwater 结晶度是指产品中形成的冰的量和等量水形成的冰的量的比率 KeyProcessSteps主要工艺步骤 Freezing冷冻 WhattoconsiderbeforetheFreezingProcess冷冻开始前需要考虑的因素 Stabilityoftheliquidformulation液体配方的稳定性Moldedvial tubingvialortray模制西林瓶 管制西林瓶或托盘Dimensionsandcompositionofthecontainer容器的尺寸和成分Fillvolumeandaspectratio w h 1装料体积和长宽比 w h 1 WhattoconsiderfortheFreezingProcess冷冻过程中需要考虑的问题 Initialshelfsurfacetemperature formulation fillvolume stability 搁板表面的初始温度 配方 装料体积 稳定性 Initialshelfsurfacetemperature ambient 4 8oC 0oC 搁板表面的初始温度 室温 4 8oC 0oC Shelfcoolingrate supercoolingandfillvolume 搁板冷却速率 过冷河装料体积 Freezingtemperature eutecticorcollapsetemperature10oClower mobilityofwateriszero 冷冻温度 共晶和塌陷温度10oC更低 水的移动性为零Time fillvolume 时间 装料体积 EffectofFreezingontheProduct冷冻对产品的影响 Wasthereachangeinthecompositionoftheformulation 配方的成分时候有变化Anychangeinturbidity 混浊度是否有变化Natureofthefrozencake uniformorcrustorglaze 冷冻饼状物的性质 均一或者硬壳或冻胶层 ExampleofaFreezingProcess冻干过程举例 DegreeofSupercooling 7oC过冷度 7oCCollapsetemperature Tc 23oC塌陷温度 23oCFreezingtemperature 35oC冷冻温度 35oC KeyProcessSteps主要工艺步骤 Freezing冷冻PrimaryDrying第一次干燥 PrimaryDrying第一次干燥 Sublimationoficefromthematrixaccordingtothephasediagramofwater根据水的相图使水从基质中升华Lyophilization frozeninterstitial冻干 脉间区冻结FreezeDrying frozenornotfrozeninterstitialregion 冷冻干燥 脉间区冻结或不冻结 KeyPrimaryDryingParameters第一次干燥主要参数 PcTsTpPc Chamberpressure 箱内压力Ts Shelfsurfacetemperature 搁板表面温度Tp Producttemperature 产品温度 SelecttheChamberPressure选择箱内压力 Determinethevaporpressureoficeat5oCbelowthecollapseoreutectictemperature在低于塌陷温度或共晶点5oC的温度下确定冰的蒸气压 SelecttheChamberPressure选择箱内压力 Selectalowerchamberpressure Pc 选择较低的箱内压力 Pc Apressurethatwillgiveadifferenceiniceinterfacetemperature Ti definedbythephasediagramofwater andtheproducttemperature Tp 箱内压力会使冰界面的温度 Ti 由水的相图限定 和产品温度不同 Tp q KA Tp Ti dcal sec Pc 100mTorrtopreventbackstreamingPc 100mTorr以阻止气体回流 ExampleofPrimaryDrying第一次干燥举例 Tc 23oCTp 28oCPp 340mTorrPc 100mTorrTi 40oCTs 10oC Tp Ti 12oC KeyProcessSteps主要冻干步骤 Freezing冷冻PrimaryDrying第一次干燥SecondaryDrying第二次干燥 SecondaryDrying第二次干燥 Dependentonadsorptionisotherms formulationandcakestructure 取决于吸收温度曲线 配方和饼状物结构 Keyparameterspartialpressureofwatervaporinthevial Pw andTp主要参数西林瓶中蒸气分压 ExampleofSecondaryDrying第二次干燥的例子 ShelftemperaturerampTs Tp 10oC搁板温度斜面Ts Tp 10oCHowlongwhenTp Ts 达到Tp Ts时要多长时间 EndofSecondaryDrying第二次干燥的终点 FinalProductProperties最重产品性质 Cosmetic化妆品 FinalProductProperties最重产品性质 Cosmetic化妆品Reconsitution复水 Reconstitution复水 Time lessthan3minutes时间 不超过3分钟Checkassayoftheformulation配方的检查化验CheckthepHpH的检查Checkforturbidity混浊度的检查 FinalProductProperties最终产品的性质 Cosmetic化妆品Reconstitution复水Moisture水分 Moisture水分 Method KarlFischerorLossonDrying productdependent 方法 KarlFischer法或失重法 依产品而定 Establishtheacceptablerangeofmoisturevalues basedonstability 建立可接受的水分值范围 根据稳定性 Howmanysamples 有多少样品 FinalProductProperties最终产品性质 Cosmetic化妆品Reconstitution复水Moisture水分Stability稳定性 SummaryforOptimization关于优化的小结 Formulation mostimportan