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制药工业所用冻干技术的现状及发展趋势 摘要：本文通过分析真空冷冻干燥设备、工艺和理论研究的现状，找出其存在的问题，预测今后的发展趋势。 关键词：制药工业 真空 冷冻干燥 现状及发展 ⒈引言近几年来，真空冷冻干燥(简称冻干)技术发展非常迅速，国内尤为突出。在15年前，国内制造医药用冻干机主要以上海医分、上海鸿宝、浙江真空为主。经过近十年的市场竟争和优化组合已形成近12家。其中以爱德华-天利、上海泰事达的冻干技术代表国际最高水平、其次北京中天速原、上海东富龙代表中国国内最高技术，其它厂家技术属国内中等或以下水平。冻干产品由最初的血制品、疫苗、生物制品到化学药品，再发展到中草药、保键品及纳米金属粉未的制备、文物保存等。生产冻干制品的厂家由初期卫生部直属6大生物制品研究所、省市级或一些地区性生物制药厂和兽药用生物制品厂，发展到现在的近百家厂与冻干相关的企业，甚至目前还在不断地重组和发展。冻干基础理论研究也从80年初兴旺起来，中国制冷学会第6专业委员会每4年举办一次全国性的冷冻干燥学术交流会；国际干燥学会每两年召开一次学术交流会；中国真空、食品、生物工程等有关会议，都有冻干方面的文章发表；还有多所高等院校和科研所在研究冻干过程的传热传质和制品冻干工艺，发表论文数篇，出版了多本专著。许多研究生在作有关冻干方面的论文。可以肯定的说，冻干设备、工艺和理论研究已经取得了可喜的成果，但也存在着不足之处，本文将分别予以论述。冻干设备的现状及发展趋势? ? 制药用冻干机其技术性能已经基本成熟，国内也制定了行业标准。但标准技术含量与目前GMP要求相去甚远。北京天利和中天速原、上海东富龙、南京药机等厂家生产的医药用冻干机，在国内应用已能替代进口设备，自动冻干过程、自动压盖、自动在位清洗和在位消毒灭菌等功能齐全，制造质量、自动化程度较好。上述公司均通过ISO9001国际质量体系认证，其中北京天利已获得欧洲CE认证。只是残余水分在线测量系统、过滤器FI装置、个别电器元件、制冷压缩机与配件、真空泵、卫生级压力真空阀门等尚需进口或国外在中国合资公司。 医药用冻干机还存在着许多不足，个别企业仍然处于仅仅仿制如英国BOC EDWARDS和美国STERAS Finn-Aqua等公司的结构，有的根本没有吃透国外同行设计与制造的原理。除此之外，国产冻干机生产厂家由于综合技术素质不同、设计结构和制造工艺也不同，没有统一标准。尚有以下不足之处：部分厂家产品搁板温度不均匀，造成冻干产品含水率不均匀，产品残余含水量的合格率受影响。其原因：搁板温度的测定与控制以热媒体进（出）口处为主参数，而且实际搁板表面温度均匀性、搁板与搁板之间的温度差是否真正达到标准要求仍是一个疑问？温度的均匀性需要进行验证。所以经常有一些用户反映的冻干小瓶内残余含水量不一致，有的相差很大，没有达到产品设计残余含水量标准。搁板结构设计是否符合热传导特性。搁板表面的平整度如从整体平板表面上进行直尺测量似乎在设计要求内，实际上在局部部位如搁板表面塞焊点位置打磨后有凹痕和另一面内部折流条间断焊所产生的热胀冷缩后外平面形成凹痕，这种加工工艺直接影响搁板至制品/托盘的热传导性能。现在北京天利、中天速原、华东泰事达的搁板结构设计表面无塞焊点、且由新工艺处理(绸面)，表面经特殊工艺处理后非常平整，无需进行机械切削所带来的热应力所致变形。这是值得国内一些厂家借助与启发。加热（冷）媒体传热特性、或流程设计有些缺欠，热媒体总管至每块搁板的流量均匀性是否基本一致。热媒总管分配设计可以参照板式热交换器流量分配方式，或把多根软管较集中在一起。受干燥箱体壁面温度或托盘壁面温度的辐射热和传导热影响，导致搁板上温度场成上凹抛物线即搁板周边制品升华速率约是中间部分的2倍左右。这是国内所有冻干机机制造商存在的缺陷。国外一家日本公司采用“壁面温度控制技术”基本上解决这一问题，这一技术就是箱体与搁板组件之间加一可进行制冷或加热的换热管，其温度变化跟踪于搁板温度即两者温度保持一致，使制品冻干质量再现性一致即重复性一致，避免箱体温度对搁板温度辐射热的影响，但设备成本大大增加。有的用户冻干小瓶没有用可抽屉式托盘框、或散溶液时托盘。这种托盘是由不锈钢材料制作的，在冻干时长时间地受热胀冷缩时发生热变形。现在国外已开始应用无菌薄膜成形的托盘例子。一些厂家水汽凝结器内冷凝管组件设计结构（无论是立式多组同心盘管、还是卧式水平蛇管布置）均迟后于国际上一些公司的水平。主要体现：在盘管表面冰霜不均匀、冷凝面积没有完全利用，导致干燥箱内真空度比冷凝管冰霜均匀性较好时差。这种冷凝器结构对于水分含量较少的小瓶冻干影响不大，对含水量较多的托盘散装溶液冻干时由于冷凝器冰霜不均匀（即入口处明显大于出口处的冰霜厚度），致使升华过程时间延长。国内有几家公司仿