凍干粉的生產(chǎn)過(guò)程非常精密,它結(jié)合了生物工程、制藥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)。其核心原理是 “冷凍干燥” ,即在低溫、真空環(huán)境下,使物料中的水分直接從冰態(tài)升華為水蒸氣,從而得到干燥的粉末。
下面我們以一個(gè)典型的生物類凍干粉(如EGF凍干粉)為例,詳細(xì)拆解其生產(chǎn)步驟:
凍干粉生產(chǎn)全流程
整個(gè)流程可以概括為三大階段:前處理 -> 冷凍干燥 -> 后處理。
第一階段:前處理
這個(gè)階段的目標(biāo)是制備出高純度、無(wú)菌、穩(wěn)定的液態(tài)原料。
1. 原料篩選與制備:
首先,需要獲取核心有效成分。例如,如果是寡肽(如EGF、bFGF),通常通過(guò)基因工程技術(shù),利用大腸桿菌或酵母菌等微生物進(jìn)行發(fā)酵、表達(dá),然后通過(guò)層析、過(guò)濾等精密技術(shù)進(jìn)行分離和純化,得到高純度的液態(tài)原料。
其他輔助成分,如甘露醇、海藻糖等保護(hù)劑,也會(huì)在這一階段按精度高比例稱量好。
2. 配方與溶解:
將純化后的核心成分與各種凍干保護(hù)劑 混合溶解。這些保護(hù)劑(如甘露醇、海藻糖、氨基酸等)至關(guān)重要,它們的作用是:
在冷凍和干燥過(guò)程中,保護(hù)蛋白質(zhì)/多肽的立體結(jié)構(gòu),防止其失活。
使Z終得到的粉末外觀飽滿、疏松,易于復(fù)溶。
提高產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
3. 過(guò)濾除菌:
混合好的藥液需要通過(guò)0.22微米的微孔濾膜進(jìn)行過(guò)濾,以去除所有可能存在的細(xì)菌和雜質(zhì),確保藥液的無(wú)菌狀態(tài)。這是保證產(chǎn)品安全的關(guān)鍵一步。
4. 分裝:
在無(wú)菌環(huán)境下(通常是C級(jí)或A級(jí)潔凈車間),將過(guò)濾除菌后的藥液精度高分裝到預(yù)先清洗、消毒滅菌的西林瓶(即凍干粉小瓶)中。分裝的量需要非常精度高,以確保每瓶產(chǎn)品的劑量一致。
第二階段:冷凍干燥
這是整個(gè)工藝的核心,在專業(yè)的凍干機(jī)中完成。欣諭凍干機(jī)通常由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。
1. 預(yù)凍結(jié):
將分裝好的藥液連同瓶子一起放入凍干機(jī)的擱板上。
凍干機(jī)迅速降溫,通常降至 -30℃ 到 -50℃,使瓶?jī)?nèi)的藥液快速凍結(jié)成固態(tài)冰晶。這個(gè)過(guò)程非常重要,因?yàn)楸У拇笮『托螒B(tài)會(huì)影響后續(xù)的干燥速度和產(chǎn)品外觀??焖倮鋬瞿苄纬杉?xì)小的冰晶,得到結(jié)構(gòu)更佳的成品。
2. 一次干燥:
啟動(dòng)真空泵,將凍干倉(cāng)內(nèi)的壓力降至幾十帕(Pa) 以下,達(dá)到高度真空狀態(tài)。
在真空環(huán)境下,對(duì)擱板進(jìn)行緩慢、控溫的加熱(但溫度仍保持在冰點(diǎn)以下,例如-20℃)。
此時(shí),固態(tài)的冰晶會(huì)不經(jīng)過(guò)液態(tài),直接升華為水蒸氣。這個(gè)過(guò)程會(huì)移除藥液中約90%-95%的水分。一次干燥是耗時(shí)Z長(zhǎng)的階段,可能需要幾十個(gè)小時(shí)。
3. 二次干燥:
一次干燥后,物料中還存在一部分“結(jié)合水”,它們被物料分子牢牢吸附著。
為了去除這些水分,需要進(jìn)一步提高擱板溫度(例如升至20℃-30℃),同時(shí)保持高真空狀態(tài)。通過(guò)加熱,使結(jié)合水的分子獲得能量而脫附。
二次干燥結(jié)束后,物料中的殘余水分含量通??梢越抵?/span>1%-3% 以下。
第三階段:后處理
干燥完成后,產(chǎn)品需要在嚴(yán)格控制的環(huán)境下進(jìn)行封裝。
1. 壓塞與充氮:
凍干機(jī)內(nèi)部擱板會(huì)下降,通過(guò)機(jī)械裝置在真空或充氮環(huán)境下,將丁基膠塞壓入瓶口。
充氮 是關(guān)鍵步驟:在壓塞前,向倉(cāng)內(nèi)注入純凈的氮?dú)猓懦隹諝?。目的是防止空氣中的氧氣和水分在未?lái)影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性,避免活性成分被氧化或吸潮變質(zhì)。
2. 軋蓋與貼標(biāo):
壓塞后,出箱。然后在瓶蓋外加壓一個(gè)鋁蓋,通過(guò)軋蓋機(jī)將鋁蓋牢牢固定在瓶口,確保密封性。
Z后進(jìn)行貼標(biāo)、裝盒,并放入干燥劑。
3. 檢驗(yàn)與包裝:
對(duì)成品進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),包括活性含量測(cè)定、無(wú)菌檢驗(yàn)、水分殘留測(cè)定、外觀檢查等,確保每一批產(chǎn)品都符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
凍干技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)
保護(hù)活性:低溫過(guò)程能Z大限度地保護(hù)熱敏性物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、多肽、益生菌)的生物活性。
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:得到的粉末呈疏松多孔的海綿狀結(jié)構(gòu),復(fù)溶速度快。
延長(zhǎng)保質(zhì)期:J低的水分含量有效抑制了微生物生長(zhǎng)和化學(xué)降解反應(yīng)。
便于運(yùn)輸儲(chǔ)存:重量輕,無(wú)需冷鏈運(yùn)輸(某些特殊產(chǎn)品除外)。
希望這個(gè)詳細(xì)的分解能幫助您全面了解凍干粉的生產(chǎn)過(guò)程!
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上海欣諭儀器有限公司主要產(chǎn)品:冷水機(jī)冷凍水機(jī),冷卻水循環(huán)機(jī),冰水機(jī),超低溫冰箱,凍干機(jī)冷凍干燥機(jī),低溫槽,恒溫槽,制冰機(jī),層析冷柜,冷藏柜,氣溶膠噴霧器,程序冷凍裝置,冷凍儀,染色體分析系統(tǒng)。