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西林瓶生產出現故障的解決方案

2020-03-31 20:49:57

西林瓶本身的質量

這是影響凍干破瓶率的重要因素。我們知道,西林瓶在灌裝之前,需經過超聲波清洗和高溫滅菌除熱源,無論哪一道工序,對西林瓶都是一個考驗。清洗中超聲波的強度以及水氣的沖擊會對玻璃有一定影響,而隧道烘箱溫度的分布不均勻容易產生驟熱驟冷的情況,這更是對質量不好的西林瓶產生重大的傷害。也許外觀用肉眼看不出瓶子的變化,但其有可能產生微小的裂隙,使之不足以承受后面凍干過程中的溫度變化。我們以前一直使用進口HELVOET的西林瓶,偶爾也發生過破瓶現象,但幾乎可以忽略不計。后來我們考慮到成本問題,開始考察國內多家廠商提供的西林瓶樣品,發現在工藝不變的前提下,國內各家的西林瓶均出現程度不一的破瓶現象,嚴重的甚至達到10%以上,而國內比較好的西林瓶的破瓶率也與進口的西林瓶相差甚遠。

凍干工藝的影響

在考察西林瓶質量的同時,我們著重從凍干的工藝入手,分析了產生破瓶的原因。通常情況下玻璃瓶在均勻受熱時對溫度有較大的耐受范圍而不碎裂,如在烤箱中烘烤,或在零下幾十攝氏度的環境中冷凍。但如果同一個瓶子上的不同部位(尤其是瓶底)的溫度發生驟冷或驟熱的變化,形成相對較大的溫差,此時瓶子各部位會受到不同的膨脹力,當這種作用力超過玻璃的承受力時,必然導致玻璃的損壞。這種情況在冷凍干燥的過程中是很容易發生的。


西林瓶生產出現故障的解決方案

我們在對某一抗生素品種進行冷凍干燥時,是將制劑瓶放置在冷凍干燥機干燥箱內的擱板上開始進行,擱板內充滿導熱介質,由外部的設備控制溫度。在產品的預凍期,由于此時是在大氣壓的情況下降低溫度,熱傳遞以傳導、對流和輻射三種方式進行,玻璃瓶各部的溫差不大,一般不會使玻璃瓶破碎。由于在低真空狀態下進行,熱傳遞主要以輻射和傳導方式進行,對流作用非常微弱,可以忽略不計。對擱板加溫會直接作用于玻璃瓶的上部,上擱板對制品的熱輻射也只作用于玻璃瓶的上部。而制劑部位在傳導導熱受阻、接受的輻射導熱比較微弱,對流導熱基本不存在的情況下,基本保持原來的低溫狀態,這樣,玻璃瓶的底部與瓶體產生溫度差異。而部位的瓶體只接受少量的熱能,且有一部分能量由于水分的升華吸熱而抵消,因此瓶體的溫度最 低。此時,壓強越低,升溫越快,厚度越高,溫差就越大,瓶壁受力也就越強,進而那些質量較差的或有缺陷的玻璃瓶就會首先脫底和碎裂,其碎裂數量、破碎程度均與溫差有形成溫差的速率相關。

解決碎裂和脫底問題的關鍵是縮小玻璃瓶各部分的溫差,在凍干工藝曲線上體現的就是縮小擱板溫度曲線與樣品溫度曲線之間的溫度線間隔。這在實際操作中可以通過真空控制和溫度控制來實現。

先將樣品預冷至共晶點以下20℃,保持溫度1小時,當冷凝器溫度達到—60℃以下后,整個系統抽真空,待達到預定值后即開始升溫干燥。此時擱板溫度設定高于樣品15℃,同時調節主蝶閥,提高干燥室內的蒸汽壓強,以利于加強對流傳熱作用,加快熱傳遞過程,促使樣品溫度跟隨擱板溫度而升高。當壓強升高后,密切注意氣壓和溫度變化,保證樣品和擱板之間的溫度差處于10至15℃的范圍內。此時樣品的溫度曲線盡量加快向共晶點靠近,在共晶點以下5℃左右快速升華,進而完成主干燥。

在此基本完成制劑主干燥后,此時可快速加溫,使擱板溫度直接達到所設定的數值。因為玻璃瓶內的水分已基本升華完畢,影響溫度均化的因素已不存在,即使溫差大于20℃,也不會使玻璃瓶碎裂。待擱板溫度曲線與樣品溫度曲線重合后進行保溫干燥,最后完成冷凍干燥的全過程。

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