冻干工艺常见的质量问题及解决办法

1、冻干工艺常见的质量问题及解决办法良好的冻干产品应有良好的物理形态，如外形饱满、表面平整不萎缩、色泽均匀、多孔性好、水分含量合格、加水后能迅速复溶、 能长期存放。在冻干产品的生产过程中，经常会出现一些异常情况，如喷瓶、掉底、破瓶、产品干燥不彻底、含水量过高、含量不均 匀或含量偏低、复溶后溶液浑浊等问题。现对这些常见的问题的产生原因及解决方法进行初步分析探讨。厅P常见的质量问题原因分析解决办法1外观差（正常外观颜色均 匀，孔隙致密，保持 冻干前的体积、形状 基本/、父，形成块状 或海绵状团块结构）产品出箱前外观质量很好，出箱后不久出现萎缩、空洞、碎块： 产品干燥不彻底，还留启残留冰品，出箱后，产品

2、的温度处于共熔点 以上，冰品熔化成水，被周围已干物质吸收，从而产生 空洞、萎缩现 象。产品干燥不彻底原因：（1）干燥时间不够长或者温度太低；（2） 预冻速率太快，形成细小冰晶，不利于升华干燥；（3）冻干后成品密 封性不好，吸收空气中的水分从而发生萎缩。（1）延长干燥时间，或提 高升华温度；降低冻结速率； （2）成品压塞过程中严格控制 充氮条件。产品出箱时就是很大的骨架结构，甚至是绒毛状物质，出箱后绒毛物质消失：主要原因在于产品配方中固形物含量偏低，冻结时，自 由水结成冰晶，所占体积大，抽真空时，药物会随水蒸气T飞散， 或在干燥后变成绒毛状的松散结构，在解除真空后，这种结构的物质 会自行消散，形

3、成孔洞。所得制品结构比较疏松、机械强度低，在包适当加入赋形剂（如甘露 醇、右旋糖酊、乳糖等）。装及运输过程中受到振动易萎缩或变成粉末。产品出箱时就发现萎缩、不饱满、塌陷、空洞、碎块等缺陷，可能原因分析：（1）冻结温度过高或者时间过短，产品尚未完全冻结； 冻结速度太快，形成的晶粒细小，干燥后的制品结构紧密，如果干燥 后处理不当则易吸潮、萎缩；冻结速度太慢，冰晶析出后成长时间较 长，易发生浓缩现象，导致溶质与溶剂分离；（2）升华干燥阶段升温 速度过快，制品温度过高使部分制品熔化，出现萎缩和鼓泡现象；（3） 二次干燥阶段升温速度可加快，但最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

4、块、溶解性差；（4）溶液重量浓度 大于30%干燥时冻结的表面最先脱水形成结构致密的干燥外壳，下 面升华的水蒸气从已干燥表层的分子之间的间隙逸出，如果溶液浓度太高，分子之间的间隙小、通气性差，水蒸气穿过阻力较大，大量水 分子来/、及逸出，在干燥层停滞时间长，使部分已干燥药物逐渐潮解， 会使制品体积收缩，外形不饱满或塌陷；（5）药液厚度大于20mm类 似于浓度太高时的情形，不仅干燥时间过长，而且容易造成制品离壁、 萎缩、结块。（1）降低冻结温度、延长 冻结时间；（2）调整干燥速率， 保证干燥阶段不超过产品的允 许的最高温度；（3）合理设计 冻干溶液的配方，一般重量浓 度在4%-25叱间为宜，最佳浓

5、 度在10%-15%若浓度较高时， 则必须控制冻干制品厚度，改 用大的容器灌装药液；产品在垂直方向上结构或颜色不均一：（1）冻干块状物下部分细（1）可以加快预冻速度或采用腻上部分毛躁有结晶花纹，这是由于冷冻速率缓慢引起的，慢速预冻 过程中底部先形成冰晶，溶质向上浓缩；（2）溶液中某种物质浓度过 高，溶液长时间放置后，由于温度或 pH值的变化导致该物质析出沉 淀。反复冻结法来解决；（2）可通 过降低浓度调整处方以稳定溶 液pH值或减少溶液放置时间来 解决。制品冻干后无固定形状，甚至已干燥的产品被升华气流带到容器 的外边：产品中的固体物质浓度太低，不足以形成骨架。增加固形物浓度或加入赋形剂制品表面

6、有硬壳：预冻时产品表面形成不透气的玻璃样结构，但 未做回热处理，升华开始后产品升温，部分产品发生熔化收缩，产品 的收缩使表层分裂，因此下层的升华能正常进行。预冻时做回热处理制品表面裂开：多数情况下，这是由于固体物质浓度过低，产品 块的结构脆弱造成。可以减慢第二阶段干燥的 速度来限制物质的损失，但增 加整体赋形剂的浓度来加强产 品块的结构将是更好的选择。制品表面中间有小突起：有些产品在冻结时会有一个从粥状到周 化的过程，固化时体积膨胀对粥状冰由四周向中间挤压，在制品表面 形成一个尖状突起这与处方和预冻时降温过快有关，有些冻干保护 剂容易形成这种小突起，如在用乳糖作冻干保护剂的时候，预冻时降可以通

7、过更换冻干保护剂或改变预冻方式来解决。温过快就容易出现这种情况，而甘露醇相对要好很多。其他影响外观因素：出箱前进气速度过快，导致冻干箱内真空度 大幅度变化，形成湍流冲入冻干瓶中，使产品成絮状或者粉末状，从 而影响外观。样品出箱前应控制放气速 度。2部分回溶部分回溶是冻干过程中产生的产品缺陷，表现为：在一批外表看 似合格的冻干产品中有好多产品的底部存在着孔状大小的回溶区域 或者变色区域，可能因素：(1)冻干机的板层或者不同板层之间有较 大的温差；(2)盛放样品的西林瓶的实际热传导系数远低于它的平均 值，从而导致西林瓶没有得到足够能量去彻底完成升华干燥，进入解 析干燥阶段，西林瓶底部仍有极少未完成

8、主干燥的冰块便熔化。肩效方法是延长主干燥过程 的时间，但需要控制整个主干 燥的工艺过程，延长的时间需 根据实验确定。3含水量超标(1)装入容器的药液过多，药液层过厚；(2)解析干燥过程中供 热不足，使其蒸发量减少；(3)真空度不够，水蒸气/、能顺利排出；(4)冷凝室温度偏高，不能有效地将水蒸气捕集下来；(5)产品出箱后密封前搁置时间过长，或者环境湿度太大，使空气中的水汽又重 新返回到干燥产品中；出箱时的产品温度低于环境温度。(1)按药液体积调整西林瓶 规格，减少装液厚度，一般控 制在10-15mm (2)加强热量供 给，促进水分蒸发；检查真空 度不高的原因，排除泄漏点或 真空系统的异常；(3)

9、降低冷 凝器温度在-60 C以下；重新试制冻干曲线，确保冻干制品含 水量合格；（4）对放入箱内的 气体要进行除菌及脱水干燥处 理；制品出箱时的温度要略高 于生产环境温度。4含量不均匀 或者偏低（1）含量不均匀主要与药液配制有关，配制药液时没有充分搅拌均 匀；（2）含量偏低：装量偏少，导致冻干后药量偏低；药液过滤或者 火菌时药物损失严重。（1）配制药液时应充分搅拌均 匀，并确保药物完全溶解；（2） 应根据预实验过滤和活性炭除 热原等操作确定该过程是否后 药物损失，如果有药物损失， 应适当增加投药量或者采用浓 配法。5喷瓶（1）预冻时温度没有达到制品共熔点以下，制品冻结不实；（2）开华干燥时升温过

10、快，局部过热，部分制品溶化成液体，在高真空度条 件下，少量液体从已干燥固体表向穿过孔隙喷出而形成。（1）应严格控制预冻温度在共 熔点以下10 C -20 C ,并保持2 小时以上，使药品冻实后再升 温；（2）升华干燥时的供热量 要控制好，适当放慢升温速度，且控制温度不超过共熔点。6掉底或破瓶（1）溶液装量过多，预冻阶段没有将制品冻结实：在制品尚没有完 全冻结实的情况卜，系统就开始对箱体抽真空，这样当压力达到某一 数值时，尚没有冻结好的部分就开始蒸发沸腾，产生放热现象，而具 本身温度急剧下降，到达共晶点温度时，产品冻结，随之开始出现爆 瓶脱底现象。随着压力的继续卜.降，温度也相应卜.降。由于西林

11、瓶底 与下部的板层没有以上的蒸发冷冻特性, 故在短时间内西林瓶承受不 了如此大的温度差而导致西林瓶冷爆脱底；（2）西林瓶本身质量问题；（3）顶冻速度过快：质里差的西林瓶口能会由丁顶冻速度过快 而导致破瓶；（4）当容器不同部位存在较局温度差时，此时不同部包 存在不同的膨胀力，当这种力超过容器的最大承受力时，必然导致容 器的破碎。（1）严格执行预冻参数，确认 将制品冻结实后再抽真空；（2） 应选择质量信誉好的厂家产 品，需对不同1家不同类型西 林瓶进行筛选；（3）冻十预冻 阶段要缓慢降温或在共晶点附 近有一个保温时间，减小搁板 和产品的温差；（4）在升华干 燥过程中通过真空和温度控制 缩小容器瓶各

12、部位的温差，搁 板和产品的温度差小于20 Co7跳塞（1）冻干塞的尺寸、构型、邵氏硬度、硅化程度、半加塞速度和深 度、角度等；（2）冻干过程中产品没有完全冻结而且高度浓缩，则抽 真空时水分快速蒸发，这种突然蒸发导致产品微粒吹向瓶壁也可能导 致跳塞（1）选择与冻干瓶匹配性高的 冻干胶塞，并注意压塞时的深 度和角度等参数；（2）将样品 预冻完全8制品上升制品上升主要与箱体的真空度有关，在升华过程中，泵组真空度操作时应先慢慢打开大蝶很大时，突然打开大蝶阀，箱内真空度会突然大幅度上升，从而导致制叩上刀0阀，再什罗茨宗。9溶剂回流米用有机复合溶剂的冻干产品，有机溶剂在蒸发过程中会损失相 牛魂分。若使用高

13、挥发性的溶剂如叔丁醇，则挥发的叔丁醇会集中 在管型瓶的顶部形成回到溶剂的溶剂流。 溶剂流会导致溶液中的药物 分散，冻干结束后，在管型瓶颈会有药物粉末，从而影晌产品的外观 和胶塞和封口密合性。可通过缩短灌装与冷冻药液的时间间隔解决溶剂回流问题。10结晶冻干箱在预冷阶段有许多水分结霜于搁板上，产品进箱时，霜从 搁板掉入产品中形成结晶中心，从而使产品结晶。厂品预先加塞或者加盖，或 者产品进箱后再升机预冻。11分层在升华过程中，停机10分钟以上或者干燥箱漏气。在制品进箱前应检查门封 条，必要时四周涂上少许真空 脂；在升华过程中突然遇到停 电或者其他原因停机，应立即 关上真空蝶阀，使制品处于真 空状态，

14、并尽快修复开机继续 升华。12复溶后不溶性微粒(1) 丁基胶塞极易导致复溶时混入不溶性微粒，其污染途径主要包(1)选择'基胶塞质量良好的不合格括胶塞生产中的环境污染；由于丁邛胶塞具有静电吸附作用，一般清 洗未能除去胶塞表面微粒；胶塞后处理过程中，摩擦产生微粒以及高 压消毒时产生不溶性微粒。供应商；13产品复水性差、澄清 度或肩美物质不合格（1）处方或冻干过程控制不当，如物质浓度过高，或升华阶段升温 过快，温度过高，产品发生局部熔化浓缩，冻干结束后形成小硬块， 导致溶解性差和澄清度差；（2）澄明度检测结果显示，其微粒成分是 硫磺和石蜡，都是胶塞在与药液接触中释放的杂质，尤其含有机溶媒 制

15、品甚多；止匕外，硅油真空泵油蒸汽反向扩散而造成复溶后澄清度或 启美物质不合格。（1）调整处方或者冻干工；（2） 防止硫磺石蜡的杂质进入，应 选用基胶塞或其匕在气压丫 衡状态也不会导致浑浊的胶塞 材料。14冻干前后pH发生较大变化在有些产品中，会发生冻干后pH偏移现象处方中存在可挥发性酸 和不挥发碱（如醋酸钠），pH会升高，可挥发性碱和不挥发性酸（如 硫酸俊），pH会降低。（1）冻干前采用纯化手段（如 潮率层析加热）去除此类盐；（2）增加产品的缓冲体系15生物活性物质失活（1）冻结时间过长，水结冰时产生的溶质效应和机械效应，保护剂 选择不当；（2）温度控制不当。（1）预冻米取速冻减少溶质效 应和

16、机械效应；（2）加入适当 的保护剂；（3）控制解析干燥 时的温度解决碎裂和脱底问题的关键是缩小玻璃瓶各部分的温差，在冻干工艺曲线上体 现的就是堀小搁板温度曲线与样品温度曲线之间的温度线差异口这可以通过真空控 制和温度控制来实现。先将样品预冷至共晶点以下20 - 25tt,保持温度IhJ当冷凝器温度达到 -60七以下后，整个系统抽良空，待达到预定值后即开始升温干燥。此时搁板温度 设定高于产品15T,同时调节主碟阀，提高干燥室内的蒸气压强，以利于加强对 流传热作用，加快热传递过程,促使产品温度跟随搁板温度而升高口当压强升高 后，密切注意气压和温度的变化，保证产品和搁板之间的温度差处于10七20七快的范围内口此时产品的温度曲线尽