冻干工艺知识

冻干粉针异常现象寻根究底；在冻干粉针的生产过程

中，经常会出现一些异常情况，；现象一：含水量超标；冻

干粉针剂质量标准中规定的含水量较低；措施：生产人员须

针对不同原因采取相应的解决方法；现象二：喷瓶；喷瓶是

由于预冻时温度没有达到制品共熔点以下，制品；措施：为

了防止喷瓶，应严格控制预冻温度在共熔点以；现象三：外

观不合格；冻干粉针的正常外观应是颜色均匀，孔隙致密。

冻干粉针异常现象寻根究底

在冻干粉针的生产过程中，经常会出现一些异常情况，影响产品质量。生产

人员必须从产品的处方设计、生产工艺参数、生产环境的控制、操作员工的卫生

情况等多方面进行有效控制，并对生产设备、洁净区环境、冻干曲线等进行有效

验证，才能有效地避免冻干产品的异常现象，提高产品质量。

现象一：含水量超标

冻干粉针剂质量标准中规定的含水量较低。造成其含水量超过标准的主要原

因是：装入容器的药液过多，药液层过厚；干燥过程中供热不足，使其蒸发量减

少；真空度不够，水蒸气不能顺利排出；冷凝室温度偏高，不能有效地将水蒸气

捕集下来；冻干时间较短；真空干燥箱的空气湿度高；出箱时制品温度低于室温

而出现制品吸湿等。

措施：生产人员须针对不同原因采取相应的解决方法。如按药液体积调整西

林瓶规格，减少装液厚度，一般应控制在 10~15mm；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；降低冷凝器温度

中试冻干机 Pilot2-4L 博医康

在-60℃以下；重新试制冻干曲线，确保冻干制品含水量合格；对放入箱内的气

体要进行除菌及脱水干燥处理，尤其是易吸潮的制品更要注意；制品出箱时的温

度要略高于生产环境温度。

现象二：喷瓶

喷瓶是由于预冻时温度没有达到制品共熔点以下，制

品冻结不实；或升华干燥时升温过快，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

体表面穿过孔隙喷出而形成。

措施：为了防止喷瓶，应严格控制预冻温度在共熔点以下 10℃~20℃，并保

持 2小时以上，使药品冻实后再升温。同时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。这样可以克服喷瓶现象。

现象三：外观不合格

冻干粉针的正常外观应是颜色均匀，孔隙致密，保持冻干前的体积、形状基

本不变，形成块状或海绵状团块结构。但是，如果溶液重量浓度大于 30%，则制

品易出现萎缩、塌陷、不饱满的情况。另外，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。这

时如果溶液浓度太高，分子之间的间隙小、通气性差，水蒸气穿过阻力较大，大

量水分子来不及逸出，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。如果药液重量浓度低于 4%，在抽真空时，

药物会随水蒸气一起飞散；或在干燥后变成绒毛状的松散结构，在解除真空后，

这种结构的物质会消散，使制品成空洞状。还有一种情况是药液浓度太低，使制

品疏松易引湿，同时由于比表面积过大，使制品容易萎缩，干燥的成品机械强度

过低，一经振动即分散成粉末而粘附于瓶壁。

在冻干工艺方面，如果药液厚度大于 20mm，干燥时间延长，也会造成产品

外观不合格。另外，在开始冻结时降温速度快，使制品形成细结晶，密度大，升

生产冻干机 LYO-2博医康

华受到阻力较大，水分不易蒸发掉，制品会逐渐潮解致使体积收缩而造成外形不

饱满或形成团状。如果冻结速度过慢，冰晶成长时间较长，则易发生浓缩，致使

药物与溶剂分离、成品结构不均匀。 措施：合理设计冻

干溶液的配方。一般重量浓度在 4%~25%之间为宜，最佳

浓度在 10%~15%。若浓度低于 4%，可适当添加赋形剂(如

甘露醇、右旋糖酐、乳糖等)。若浓度较高时，则必须控

制冻干制品厚度，或降低浓度，改用大的容器灌装药液。

冻干过程中降温速度应控制在每小时降低 5℃~6℃。在一

期升华干燥阶段，制品温度应低于共熔点，升温不宜快，控制在每小时 5℃左右。

如果加热过快，在制品有大量水分时，温度超过其

共熔点，就会导致制品溶化，外观出现缺陷。在二期升华阶段，虽然此时制品中

含水量已较低，升温速度可以适当提高，但要将温度控制在安全温度以下，否则

会有结块。另外，制品包装的气密性不好，在有效期内也会出现外观不合格甚至

内在质量不合格。

现象四：制品冷爆脱底

其主要原因是预冻阶段没有将制品冻结实。如果在制品尚没有完全冻结实的

情况下，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，而其本身温度急剧下降，到达共晶点温

度时，产品冻结，随之开始出现爆瓶脱底现象。随着压力的继续下降，温度也相

应下降。一般冻干机的真空泵能达到 0.1毫巴以下，这就是说箱内的药品温度达

到-40℃左右。由于西林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。

措施：解决冷爆脱底问题需要生产人员严格执行预冻参数，确认将制品冻结

实后再抽真空。

真空冷冻干燥技术讲解

第一节 冷冻干燥技术原理

中试冻干机 Pilot3-6H博医康

干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。干燥的方法有许多，如晒干、煮

干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。但这些干燥方法都是在 0℃以上或更高的温

度下进行。干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，

有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，

有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。微生物

会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。因此干

燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。而冷冻干

燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在 0℃以下

的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低干燥产品

的残余水分含量，才让产品升至 0℃以上的温度，但一般不超过 40℃。

冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空

的条件下使水蒸汽直接升华出来。而物质本身剩留在冻结时的冰架子中，因此它

干燥后体积不变，疏松多孔。在升华时冻结产品内的冰或其它溶剂要吸收热量。

引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，

必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。

冷冻干燥有下列优点：

⑴冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、

微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。

⑵在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品、

药品和食品干燥。

⑶在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来

的性状。

⑷由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，

不会发生浓缩现象。

⑸干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢

中试冻干机 Pilot2-4LD博医康

复原来的性状。 ⑹由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质

得到了保护。

⑺干燥能排除 95-99％以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

因此，冷冻干燥目前在医药工业、食品工业、科研和

其他部门得到广泛的应用。

第二节 冻干机的组成和冻干程序

产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫

做真空冷冻干燥机或冷冻干燥装置，简称冻干机。

冻干机按系统分，由制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统四个主要部

分组成。按结构分，由冻干箱或称干燥箱、冷凝器或称水汽凝结器、制冷机、真

空泵和阀门、电气控制元件等组成。

冻干箱是一个能够制冷到-55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也

是一个能抽成真空的密闭容器。它是冻干机的主要部分，需要冻干的产品就放在

箱内分层的金属板层上，对产品进行冷冻，并在真空下加温，使产品内的水分升

华而干燥。

冷凝器同样是一个真空密闭容器，在它的内部有一个较大表面积的金属吸附

面，吸附面的温度能降到-40℃～-70℃以下，并且能维持这个低温范围。冷凝器

的功用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。

冻干箱、冷凝器、真空管道、阀门、真空泵等构成冻干机的真空系统。真空

系统要求没有漏气现象，真空泵是真空系统建立真空的重要部件。真空系统对于

产品的迅速升华干燥是必不可少的。

制冷系统由制冷机与冻干箱、冷凝器内部的管道等组成。制冷机可以是互相

独立的二套或以上，也可以合用一套。制冷机的功用是对冻干箱和冷凝器进行制

冷，以产生和维持它们工作时所需要的低温，它有直接制冷和间接制冷二种方式。

加热系统对于不同的冻干机有不同的加热方式。有的是利用直接电加热法；

迷你中试冻干机 Pilot1-2LD博医康

有的则利用中间介质来进行加热，由一台泵(或加一台备用泵)使中间介质不断循

环。加热系统的作用是对冻干箱内的产品进行加热，以使产品内的水分不断升华，

并达到规定的残余含水量要求。 控制系统由各种控制开关，指示调节仪表及一

些自动装置等组成，它可以较为简单，也可以很复杂。一般

自动化程度较高的冻干机则控制系统较为复杂。控制系统的

功用是对冻干机进行手动或自动控制，操纵机器正常运转，

以使冻干机生产出合乎要求的产品来。 冷冻干燥的程序：

⑴在冻干之前，把需要冻干的产品分装在合适的容器内，

一般是玻璃模子瓶、玻璃管子瓶，装量要均匀，蒸发表面尽

量大而厚度尽量薄一些；

⑵然后放入与冻干箱板层尺寸相适应的金属盘内。对瓶装一般采用脱底盘，

有利于热量的有效传递。

⑶装箱之前，先将冻干箱进行空箱降温，然后将产品放入冻干箱内进行预冻；

或者将产品放入冻干箱内板层上同时进行预冻；

⑷抽真空之前要根据冷凝器制冷机的降温速度提前使冷凝器工作，抽真空时

冷凝器至少应达到-40℃的温度；

⑸待真空度达到一定数值后（通常应达到 13Pa～26Pa内的真空度），或者

有的冻干工艺要求达到所要求的真空度后继续抽真空 1～2h以上；即可对箱内产

品进行加热。一般加热分两步进行，第一步加温不使产品的温度超过共熔点或称

共晶点的温度；待产品内水分基本干完后进行第二步加温，这时可迅速地使产品

上升的规定的最高许可温度。在最高许可温度保持 2h以上后，即可结束冻干。

整个升华干燥的时间约 12～24h左右有的甚至更长，与产品在每瓶内的装量，

总装量，玻璃容器的形状、规格，产品的种类，冻干曲线及机器的性能等等有关。

冻干结束后，要充入干燥无菌的空气进入干燥箱，然后尽快地进行加塞封口，

以防重新吸收空气中的水分。

穿墙中试冻干机 Pilot10-15T博医康

在冻干过程中，把产品和板层的温度、冷凝器温度和真空度对照时间划成曲

线，叫做冻干曲线。一般以温度为纵坐标，时间为横坐标。冻干不同的产品采用

不同的冻干曲线。同一产品使用不同的冻干曲线时，产品的质量也不相同，冻干

曲线还与冻干机的性能有关。因此不同的产品，不同的冻干机应用不同的冻干曲

线。

第三节 共溶点及其测量方法

需要冻干的产品，一般是预先配制成水的溶液或悬浊液，因此它的冰点与水

就不相同了，水在 0℃时结冰，而海水却要在低于 0℃的温度才能结冰，因为海

水也是多种物质的水溶液。实验指出，溶液的冰点将低于溶媒的冰点。

另外，溶液的结冰过程与纯液体也不一样，纯液体如水在 0℃时结冰，水的

温度并不下降，直到全部水结冰之后温度才下降，这说明纯液体有一个固定的结

冰点。而溶液却不一样，它不是在某一固定温度完全凝结成固体，而是在某一温

度时，晶体开始析出，随着温度的下降，晶体的数量不断增加，直到最后，溶液

才全部凝结。这样，溶液并不是在某一固定温度时凝结。而是在某一温度范围内

凝结。当冷却时开始析出晶体的温度称为溶液的冰点。而溶液全部凝结的温度叫

做溶液的凝固点。凝固点就是融化的开始点（即熔点），对于溶液来说也就是溶

质和溶媒共同熔化的点。所以又叫做共熔点或共晶点。可见溶液的冰点与共熔点

是不相同的。共熔点才是溶液真正全部凝成固体的温度。

显然共熔点的概念对于冷冻干燥是重要的。因为冻干产品可能有盐类、糖类、

明胶、蛋白质、血球、组织、病毒、细菌等等的物质。因此它是一个复杂的液体，

它的冻结过程肯定也是一个复杂的过程，与溶液相似，也有一个真正全部凝结成

固体的温度，即共熔点。由于冷冻干燥是在真空状态下进行的。只有产品全部冻

结后才能在真空下进行升华干燥，否则有部分液体存在时，在真空下不仅会迅速

蒸发，造成液体的浓缩使冻干产品的体积缩小；而且溶解在水中的气体在真空下

会迅速冒出来，造成象液体沸腾的样子，使冻干产品鼓泡、甚至冒出瓶外。这是

我们所不希望的。为此冻干产品在升华开始时必须要制冷到共熔点以下的温度，

使冻干产品真正全部冻结。

在冻结过程中，从外表的观察来确定产品是否完全冻结成固体是不可能的；

靠测量温度也无法确定产品内部的结构状态。而随着产品结构发生变化时电性能

的变化是极为有用的，特别是在冻结时电阻率的测量能使我们知道冻结是在进行

还是已经完成了，全部冻结后电阻率将非常大，因此溶液是离子导电。冻结时离

子将固定不能运动，因此电阻率明显增大。而有少量液体存在时电阻率将显著下

降。因此测量产品的电阻率将能确定产品的共熔点。

正规的共熔点测量法是将一对白金电极浸入液体产品之中，并在产品中插一

支温度计，把它们冷却到-40℃以下的低温，然后将冻结产品慢慢升温。用惠斯

顿电桥来测量其电阻，当发生电阻突然降低时，这时的温度即为产品的共熔点。

电桥要用交流电供电，因为直流电会发生电解作用，整个过程由仪表记录。

也可用简单的方法来测量，用二根适当粗细而又互相绝缘的铜丝插入盛放产

品的容器中，作为电极。在铜电极附近插入一支温度计，插入深度与电极差不多，

把它们一起放入冻干箱内的观察窗孔附近，并用适当方法把它们固定好，然后与

其他产品一起预冻，这时我们用万用表不断地测量在降温过程中的电阻数值，根

据电阻数值的变化来确定共熔点。

第四节 冻干产品的崩解温度

对于冻干产品的共熔点大家已经熟悉了，它就是产品的真正固化点。也就是

产品在抽真

空前必须冷却到的那个温度点，不然产品在抽空时将会起泡，在升华加热的时候

也不能使产品超过这个温度，不然产品将熔化。因此，共熔点是在预冻阶段和升

华阶段需要进行控制的温度值。

现在引入一个崩解温度的概念，它是不同于共熔点的另外一个温度。一个正

常升华的产品，当升华进行到一定的时候，就会出现上层的干燥层和下层的冻结

层，这二层之间的交界面就是升华面，升华面是随着升华的进行而不断下降的。

已经干燥的产品应该是疏松多孔，并保持在这一稳定的状态，以便下层冻结

产品升华出来的水蒸汽能顺利地通过，使全部产品都得到良好的干燥。

但某些已经干燥的产品当温度升高到某一数值时，会失去刚性，变得有粘性，

发生类似塌方的崩解现象，使干燥产品失去疏松多孔的状态，封闭了下层冻结产

品水蒸汽的逸出通路，妨碍了升华的继续进行。

于是，升华速率变慢，从冻结产品吸收升华热也随之减少，由板层供给的热

量将有多余，这样便引起冻结产品的温度上升，当温度升高到共熔点以上的温度

时，产品就会发生熔化或发泡现象，致使冻干失败。

发生崩解时的温度叫做该产品的崩解温度。对于这样的产品要获得良好的干

燥，只有保持升华中的干燥产品的温度在崩解点以下，直到冻结产品全部升华完

毕为止，才能使产品温度继续上升。这时由于产品中已不存在冻结冰，干燥产品

即使发生崩解也不会影响产品的干燥，因为产品已从升华阶段转入解吸干燥阶

段。

没有发生崩解的干燥产品与发生崩解的干燥产品在外观上用肉眼看不出有

什么差别，只有在显微镜下才能看到结构上的变化。当在显微镜下观察产品的冷

冻干燥过程时，如果看到发生崩解现象，那么这时的温度就是该产品的崩解温度。

有些产品的崩解温度高于共熔点温度，那么升华时仅需控制产品温度低于共

熔点就行了；但有些产品的崩解温度低于共熔点温度，那么按照一般的方法控制

升华时就可能发生崩解现象，这样的产品只有在较低的温度下进行升华，因此必

须延长冻干时间。 产品的共熔点可以通过电阻法、差示热分析法和低温显微镜

直接观察法得知，但产品的崩解温度只有在冷冻干燥显微镜下直接观察才能得

知。

产品的崩解温度取决于产品本身的品种和保护剂的种类；混合物质的崩解温

度取决于各组分的崩解温度。因此在选择产品的冻干保护剂时，应选择具有较高

崩解温度的材料，使升华干燥能在不很低的温度下进行，以节省冻干的能耗和时

间，提高生产率。

甘氨酸、甘露醇、葡聚糖、木糖醇、聚维酮和蛋白质混合物等保护剂能提高

产品的崩解温度。一些物质的崩解温度℃见表二十三

第五节冻干保护剂；在冷冻干燥的液体制品中，除了那些有活性、有生命或；

有些液体制品能单独地进行冷冻干燥，但也有些液体制；⒈细菌和病毒需要在特

定的培养介质下生长繁殖，但有；⒉有些活性物质浓度极小，干物质含量极少；

⒊有些活性物质特别脆弱，在冷冻干燥时由于物理或化；⒋加入某些物质可以提

高产品的崩解温度，以得到良好；⒌为了改变冻干液体制剂的酸碱度，从而改变

共熔点以；⒍

第五节 冻干保护剂

在冷冻干燥的液体制品中，除了那些有活性、有

生命或有治疗效果的组分之外，统称为冻干保护剂。它不同于佐剂，佐剂具有治

疗效果，而保护剂则无治疗效果。

有些液体制品能单独地进行冷冻干燥，但也有些液体制品进行冷冻干燥往往

不易成功。为了使某些制品能成功地进行冷冻干燥，改善冻干产品的溶解性和稳

定性，或使冻干产品有美观的外形，需要在制品中加入一些附加物质，它们就是

保护剂，有时也称保护剂为悬浮介质、填充剂、赋形剂、缓冲剂、基础物等。保

护剂对于冻干制品必须是化学隋性的。 保护剂的作用：

⒈细菌和病毒需要在特定的培养介质下生长繁殖，但有些培养介质与细菌和

病毒往往难以分离，它们一般能成功地冷冻干燥在这些培养介质中。例如肉汤、

脱脂、蛋白质等。

⒉有些活性物质浓度极小，干物质含量极少。在冷冻干燥时已经干燥的物质

会被升华的气流带走。为了改善浓度，增加干物质含量，使冻干后的产品能形成

食品冻干机 LYO-20E博医康

较理想的团块。因此需要加入填充物质，使固体物质的浓度在 4～25％之间。这

些填充物或赋形剂是：蔗糖、乳糖脱脂、蛋白质及水解物、聚维酮、葡聚糖、山

梨醇等。

⒊有些活性物质特别脆弱，在冷冻干燥时由于物理或化学原因会受到危害，

因此加入一些保护剂或防冻剂，以减少冷冻干燥中的损害。例如，加入二甲亚砜、

甘油、右旋糖苷（葡聚糖）、糖类、聚维酮等。

⒋加入某些物质可以提高产品的崩解温度，以得到良好的产品并容易冻干。

它们是甘露醇、甘氨酸、右旋糖苷、木糖醇、聚维酮等。

⒌为了改变冻干液体制剂的酸碱度，从而改变共熔点以利于冻干，它们是碳

酸氢钠、氢氧化钠等。

⒍为了改变产品贮藏的稳定性、提高贮藏温度，增加贮藏时间，它们是：抗

氧化剂类如维生素 C、维生素 E、氨基酸、硫代硫酸钠、硫脲等。

保护剂的范围相当宽广，品种繁多，但找不到十分理想的保护剂。对于不同

的冻干制品也没有一个保护剂的通用配方。每种产品的适宜保护剂需通过反复的

试验才能确定。

保护剂的种类按化学成份可分为以下几类：

第六节 影响干燥过程的因素

冷冻干燥过程实际上是水的物态变化及其转移过程。含有大量水分的生物制

品首先冻结成固体，然后在真空状态下由固态冰直接升华成水蒸汽，水蒸汽又在

冷凝器内凝华成冰霜，干燥结束后冰霜熔化排出。在冻干箱内得到了需要的冷冻

干燥产品。

冻干过程有二个放热过程和二个吸收过程：液体生物制品放出热量凝固成固

体生物制品为放热过程；固体生物制品在真空下吸收热量升华成水蒸汽为吸热过

程；水蒸汽在冷凝器中放出热量凝华成冰霜为放热过程；冻干结束后冰霜在冷凝

器中吸收热量熔化成水为吸热过程。

整个冻干过程中进行着热量和质量的传递现象。热量的传递贯穿冷冻干燥的

全过程中。预冻阶段、干燥的第一阶段和第二阶段以及化霜阶段均进行着热量的

传递；质量的传递仅在干燥阶段进行，冻干箱制品中产生的水蒸汽到冷凝器内凝

华成冰霜的过程，实际上也是质量传递的过程，只有发生了质量的传递,产品才

能获得干燥。在干燥阶段，热的传递是为了促进质的传递，改善热的传递也能改

善质的传递。

如果在产品的升华过程中不提供热量，那么产品由于升华吸收自身的热量使

其自身的温度下降，升华速率也逐渐下降，直到产品温度相等于冷凝器的表面温

度，干燥便停止进行。这时从冻结产品到冷凝器表面的水蒸汽分子数与从冷凝器

表面返回到冻结产品的水蒸汽分子数相等，冻干箱与冷凝器之间的水蒸汽压力等

于零，达到动态平衡状态。

如果一个外界热量加到冻结产品上，这个动态平衡状态就被破坏，冻结产品

的温度就高于冷凝器表面的温度，冻干箱和冷凝器之间便产生了水蒸汽压力差，

形成了从冻干箱流向冷凝器的水蒸汽流。由于冷凝器制冷的表面凝华水蒸汽为冰

霜，使冷凝器内来自冻干箱内的水蒸汽不断地被吸附掉，冷凝器内便保持较低的

蒸汽压力；而冻干箱内流走的水蒸汽又不断被产品中升华的水蒸汽得到补充，维

持冻干箱内较高的水蒸汽压力。这一过程的不断进行，使产品逐步得到了干燥。

升华首先从产品的表面开始，在干燥进行了一段时间之后，在冻结产品上面

形成了一层已干燥的产品，产生了干燥产品与冻结产品之间的交界面(也称升华

界面)。交界面随着干燥的进行不断下降，直到升华完毕交界面消失。当产生了

交界面之后，水分子要穿越这层已干燥的产品才能进入空间；水分子跑出交界面

之后，进入已经干燥产品的某一间隙内。以后可能还要穿过许多这样的间隙后，

才能从产品的缝隙进入空间。也可以经过一些转折又回到冻结产品之中，干燥产

品内的间隙有时象迷宫一样。

当水分子跑出产品表面以后，它的运动路径还很曲折。可能与玻璃瓶壁碰撞、

可能与玻璃瓶上橡胶塞碰撞、可能与冻干箱的金属板壁碰撞、也经常发生水分子

之间的相互碰撞，然后进入冷凝器内。当水分子与冷凝器的制冷表面发生碰撞时，

由于该表面的温度很低，低温表面吸收了水分子的能量，这样水分子便失去了动

能，使其没有能量再离开冷凝器的制冷表面，于是水分子被“捕获”了。大量水分

子捕获后在冷凝器表面形成一层冰霜，这样冷凝器表面温度就略有上升，但随来

自于冻干箱内的水蒸汽负荷的逐渐减少，冷凝器冰霜表面温度就

慢慢下降，从而也慢慢降低了系统内的水蒸汽压力，使冻干箱内的水蒸汽不断地

流向冷凝器。随着时间的延长，冻干箱内不断对产品进行加热以及冷凝器的持久

工作，产品逐渐得到了干燥。

干燥的速率与冻干箱和冷凝器之间的水蒸汽压力差成正比，与水蒸汽流动的

阻力成反比。水蒸汽的压力差越大，流动的阻力越小，则干燥的速率越快。水蒸

汽的压力差取决与冷凝器的有效温度和产品温度的温度差。因此要尽可能地降低

冷凝器的有效温度和最大限度地提高产品的温度。

水蒸汽的流动阻力来自以下几个方面：

⑴产品内部的阻力：水分子通过已经干燥的产品层的阻力。这个阻力的大小

与干燥物质层的结构与产品的种类、成份、浓度、保护剂等有关。

⑵容器的阻力：容器的阻力主来自瓶口之处。因为瓶口的截面较小，瓶口处

可能还有某些物品。例如：带槽的橡皮塞、纱布等，瓶口截面大，则阻力小。

③机器本身的阻力：主要是冻干箱与冷凝器之间的管道阻力，管道粗、短、

直则阻力小。另外阻力还与冻干箱的结构和几何形状有关。

加快冻干产品的升华速率办法如下：

①提高冻干箱内产品的温度：能增加冻干箱内的水蒸汽压力，加速水蒸汽流

向冷凝器，加快质的传递，增加干燥速率。但是提高产品的温度是有一定限度的，

不能使产品温度超过共熔点的温度。

②降低冷凝器的温度：也就降低了冷凝器内水蒸汽的压力，也能加速水蒸汽

从冻干箱流向冷凝器的速率。同样能加快质的传递，提高干燥速率。但是更多的

降低冷凝器的温度需增加投资和运行费用。

减少水蒸汽的流动阻力也能加快质的传递，提高干燥速率。降低水蒸汽流动

阻力办法有： ①减小产品的分装厚度和增加冻结产品的升华面积；

②合理的设计瓶、塞、减少瓶口阻力；

③合理的设计冻干机，减少机器的管道阻力；

④选择合适的浓度和保护剂，使干燥产品的结构疏松多孔，减少干燥层的阻

力；

⑤试验最优的预冻方法，造成有利于升华的冰晶结构等。这些方法均能促进

质的传递，提高干燥速率

冻干制剂经验谈

对于冻干制剂，我在学习过程中累积了一些心得。然而篇幅有限，在此仅择

其要义，概而述之。

一、冻干制剂并不难

冻干机体积硕大，动辄充栋盈屋。庞然如斯，总不免让人产生难以驾驭的错

觉。其实，从冻干机理来看，冻干机无非就是一种两台大冰箱加一个真空泵的结

构。其中一个冰箱首先负责把药品冻成冰块，然后开动真空泵营造一种低真空的

环境。在此减压环境下，物体的沸点、熔点等热常数都相应降低，因而，箱内的

药品轻微受热后即能在低温条件下从固体升华为气体。这些气体随即流向另外一

个大冰箱，被捕捉下来重新凝结成冰块。当药品的水分完全抽干以后，便完成了

一个冻干过程。

冻干操作中最为关键的环节当数对制品共熔点（或共晶点）温度的把握。如

果能够在制品温度上升到共熔点之前把大部分的水分抽去，那么成功也就为期不

远了。所谓共熔点，就是溶液全部凝结的温度。

常用的共晶点测量仪器主要是基于相变过程中电阻率突变的原理来制作的。

但不少品种

对共熔点（或共晶点）温度的要求并不需要过于精确，一般来说，我们可以在预

冻阶段通过视窗来观察制品性状的变化来获得。当制品开始结冰的时候，浸入制

品中的电热偶所探测到的温度会突然回升，这是因为结冰过程的放热现象所造成

的。这时候，我们录得的温度就大致接近于共熔点（或共晶点）温度。

在共熔点（或共晶点）之前抽去 90%以上的水分的过程在专业术语上称为一

次干燥期。判断一次干燥结束的时间也是比较重要的。过早或过晚判断，都会造

成冻干品质的降低或能量和时间的消耗。最直观的方法，是根据制品的形状来判

断。一次干燥后期，大部分水分被抽去。就好象随着洪水退去，墙面的水线不断

下降一样，我们可以观测到制品上面也有一条水线不断下降，直至消失。水线消

失，也就意味着一次干燥即将结束了。第二种方法，可以根据箱内压力的变化趋

势来加以判断，当大部分被抽去以后，箱内的压力将不断下降，直至呈现线形。

第三种方法，可以根据制品温度的变化来判断。当大部分被抽去以后，我们会发

现，制品的温度与搁板的温度会越来越接近。

为了缩短干燥时间，除了可在预冻阶段的晶形做文章以外，还可以在升华阶

段适当地掺入气体，使真空值在一定范围内波动（一般不宜超过 30Pa）。这种

办法使热传递方式不再是靠热传导来主打，还增强了热对流的方式，加快了水分

解析的速度，每每奏效。

二、预冻速率

我相信这样一种说法，即预冻过程在很大程度上决定了干燥过程的快慢和冻

干产品的质量。通常介绍冻干理论的书籍都会提到，降温速率越大，溶液的过冷

度和过饱和度愈大，临界结晶的粒度则愈小，成核速度越快，容易形成颗粒较多

尺寸较小的细晶。因而冰晶升华后，物料内形成的孔隙尺寸较小，干燥速率低，

但干后复水性好；相反，慢速冻结容易形成大颗粒的冰晶，冰晶升华后形成的水

气逸出通道尺寸较大，有利于提高干燥速率，但干后复水性差。这样说当然没有

错，可是不要忘记，这种理论是在受热均匀的前提下得出来的，然而我们厂里的

冻干机所提供的冻干条件却没有这么理想，所谓快冻慢冻，可不是导热油降温快

慢一句话可以了得的。相对而言，我还是比较赞成医药网络论坛战友 tinybayone

t 的提法。他把快冻慢冻分为以下几类：1、板温降得较快，且板温比品温低很

多，则制品底部先冻结产生结晶，但上部液体仍较热，所以不至于瞬间全部结晶，

结晶会缓慢生长，就得到了慢冻的效果。2、板温降得较慢，板温与品温相差不

大，则制品整体均匀降温，并形成过冷，当能量积累足够时，瞬间全部结晶，得

到了快冻的效果。3、板温降得很慢，并在低于共熔点的适宜温度保持（或缓慢

降温），则制品形成较小的过冷度，液体中先出现少量结晶，继续降温结晶生长，

得到大结晶，这即是真正的慢冻。4、制品浸入超低温环境（如液氮），整体瞬

间结晶，形成极细小的晶体（或处于无定形态），这即是真正的快冻。对于 tin

ybayonet提到的这几种现象，我都在试验过程中发现过，因此，我还是比较赞成

这种划分方法的。更何况，企业大多数情况下还是采用瓶冻的冻干方法的，瓶冻

的受热不均匀现象就更明显了。根据对瓶装制品搁板预冻过程的研究，样品初温

越高，料液上下部分的温度梯度越大，冰晶生长速度越慢。溶液若慢速降温，则

形成冰晶比较粗大，冰界面由下向上推进的速度慢，溶液中溶质迁移时间充足，

溶液表面冻结层溶质积聚也就多。因而导致上表层的溶质往往较多，密度较高，

而下底层密度较小，结构疏松。同时，在不同的预冻温度下冻结的样品，干燥后

支架孔径处有明显差异。预冻温度愈低，支架孔隙直径愈小。这种分层现象，在

骨架差的制品上体现得最为明显，或者底部萎缩，或者中间断层，或者顶部突起，

或者顶部脱落一层硬壳，不一而足。

为了解决瓶冻分层的现象，在实践中，有人提倡使用三步法，即将样品从室

温先冷却至样品的初始冻结温度（冰点）；停止降温过程，使样品内温度自动平

衡，消除其内的温度梯度；然后再迅速降温，由于此时样品整体温度离结晶温度

较近，且样品在冻结过程中，样品温度下降较慢，故样品在冻结过程中温度梯度

会相对较小，冰晶生长速度必相对较快。如此，

便提高了预冻速率，解决了溶质聚集在上层的问题。不过，并不是所有的品种使

用了三步法后都能取得明显效果的。

三、溶媒结晶品和冻干品的优劣

商务部有位同事曾经问我，溶媒结晶品和冻干品，孰优孰劣？我当时都不知

道如何回答。在我看来，很难一言以蔽之。理论上，冻干品中的活性成分以结晶

态或无定形态（非晶态）的形式存在。一般对于抗生素来讲，以晶态存在时，具

有更高的稳定性。在储存过程中，无定形态总有向晶态转变的趋势。因此，我只

能说在许多情况下溶媒结晶的抗生素类稳定性可能要好一些。不过，这种差别有

时候不是特别大，而且溶媒结晶品的价格可能数倍冻干品，两相权衡，有些人还

是会选择冻干品的。只是，我有一点困惑。理论上，晶态结构的溶解性要比无定

形态差，可是有人研究发现，对于某些抗生素药物，溶媒结晶品的溶解性优于冻

干品。关于这种现象，我一时间找不到理论支持，甚为困惑。至于生物类制品就

不一定欢迎结晶态了，因为冻结过程中冰晶的生长会对组织和结构造成损坏。顺

便提一下，非晶态材料主要有金属、无机物和有机物三类。玻璃态原来专指硅酸

盐类的无定形态，可是后来泛而用之，所有的无定形态（非晶态）也称为玻璃态

了。

四、关于澄清度和可见异物

有位第四军医大的网友包老师，很喜欢跟人切磋冻干问题。他认为，浑浊、

乳光或可见异物的出现与不溶性微粒的大小有关。小于 10nm的微粒才是清澈透

明的；当微粒大于 100nm时，微粒出现在溶液中,可以引起浑浊；在 10-100nm

范围内，产生光散射，就可以观察到乳光、浑浊；微粒再大一些，就有沉淀和结

晶析出了，这就是微米级的了。我不知道他这种说法出处在哪，可是根据我自己

的体会，我是赞成的。至于形成微粒的原因，林林总总。

1、配料工艺。

如配料的水温、加料的顺序、活性炭的吸附时间和温度、料液放置时间等。

2、物料稳定性

有的原料存在多晶型，不同晶型的稳定性是不一样的；有的原料对温度敏感；

有的原料对 pH敏感；有的原料对氧化敏感等。不稳定性物质的分解物很可能就

是异物的来源。

3、料液性质

料液的浓度是个很重要的因素，这个恐怕不需要强调了。此外，对于料液的

pH稳定性也要给予足够的重视。比如，使用缓冲对时，分析课本上的三大原则

要谨记：pka尽量接近于 pH，尽量使缓冲比接近于 1，浓度适当地大。

4、辅料性质（如挥发性等）

最明显的就是盐酸、碳酸氢钠等例子。

5、预冻

关于快冻、慢冻等老生常谈的话题不提也罢，倒是反复预冻有点意思。反复

预冻可以减小由于成核温度差异造成的冰晶尺寸差异及干燥速率的不均匀性，提

高干燥效率和制品均匀性，强化结晶，使结晶成分和未冻结水的结晶率提高。大

家可以在实践中揣摩一下它的妙处。

6、升华

升华速度和温度对澄清度会有影响，我了解到的情况主要有以下两点。

第一，主要是一次升华期。如果率先干燥的上层物料温度上升得过快，达到

崩解温度时，多孔性骨架刚度降低，干燥层内的颗粒出现脱落，会封闭已干燥部

分的微孔通道，阻止升华的进行，使升华速率减慢，甚至使下层部分略微萎缩，

影响制品残留水分的含量，导致复水性、稳定性和澄清度同时变差。

第二，主要是二次升华期。小晶体由于具有很高的表面能，在热力学上是不

稳定的，尤其是快速冷却过程中形成的小冰晶，在加热时有可能会发生再结晶，

小冰晶之间相互结合形成大 冰晶，使其表面积与体积之比达到最小，而大冰晶

使冻干品外观不好，复水性差。因此，过

高温度或过长时间地升华或保温，有时候会对某些品种；7、制品成型性、残留

水；有的品种，不怕空气，就是怕温度或水分；8、真空、充氮；有没有抽真空，

有没有充氮，能否将制品与氧气彻底隔；9、内包材；最常见的例子就是胶塞；1

0、结晶原理；无论是小水针还是冻干品，都经常听见谁在求助某某品；（1）搅

拌能促进扩散加速晶体生长，但同时也能加速；（2）温度升高有利于扩散，也

有利高温度或过长时间地升华或保温，有时候会对某些品种不利，最明显的例子

就是澄清度不合格。

7、制品成型性、残留水

有的品种，不怕空气，就是怕温度或水分。一旦获得了水和温度，变化就很

迅速了。

8、真空、充氮

有没有抽真空，有没有充氮，能否将制品与氧气彻底隔离起来，避免缓慢氧

化，有时候显得格外重要的。

9、内包材。

最常见的例子就是胶塞。胶塞不仅可能吸附主药，还可能含有许多助剂，比

如硫化剂。丁基橡胶药用瓶塞的生产过程中少不了硫化。在其硫化过程中，不同

的硫化体系，其生成的交联键型和可迁移物质不同，这样胶塞在储存、高温消毒、

药品封装中，低聚物的迁移性分子键联的稳定性均不同，从而影响药物的相容性。

此外，在瓶塞的生产、加工，包装、储运等过程中，均不可避免地会发生瓶塞与

设备之间，瓶塞与瓶塞之间摩擦，这些摩擦不可避免地产生了微粒。因此，作为

制剂企业，如何避免胶塞清洗过程中的过多摩擦，也是车间技术人员需要注意的

地方。还有瓶塞的透气性，透水性易造成对水份敏感的制剂吸潮变质。作为制剂

厂，我们至少要保证清洗以后的胶塞能得到良好的烘干。

10、结晶原理

无论是小水针还是冻干品，都经常听见谁在求助某某品种出现澄清度或可见

异物不合格。我猜想，有一部分原因可能与结晶有关。一般来说，浓度较高的料

液中的可溶性粒子都具有成为结晶理论中的核前缔结物的可能，当具备一定的形

成结晶的条件时，这些核前缔结物就会不断合并，形成晶核。晶核一旦产生，晶

体就生长起来了。结晶原理告诉我们，无论是晶体生长线速率，或是晶体生长的

质量速率，都取决于溶液的过饱和度或熔体的过冷度，取决于温度、压力、液相

的搅拌强度及特性、杂质的存在等。

（1）搅拌能促进扩散加速晶体生长，但同时也能加速晶核的形成。

（2）温度升高有利于扩散，也有利于表面化学反应速度提高，因而使结晶

速度增快。

（3）过饱和度增高一般会使结晶速度增大，但同时引起黏度增加，结晶速

度受阻。

（4）至于杂质，其作用机理则是比较复杂的。下面重点阐述：

无机的和有机的可溶性杂质，可以对过饱和度、新相晶核形成以及晶体生长

产生很大的影响。这些作用的机理也许是不同的，它既取决于杂质和结晶物质的

性质，也取决于结晶的条件。当杂质存在时，物质的溶解度可能发生变化，因而

最终导致溶液的过饱和度发生变化。溶解度变化的原因可能不同，既可能是出现

盐析效应，溶液的离子力作用，也可能出现化学相互作用。杂质也可能与所生成

的新相晶粒直接作用。可能是杂质粒子直接参与核前缔合物的长大过程，也可能

吸附于结晶中心的表面上。同时，成核的速度可能因此而减慢，也可能加快。杂

质还可能导致结晶物质的晶形的变化，具体地说，导致晶面大小比例的变化。举

例来说，从不含杂质的氯化铵溶液中结晶得到的是数枝状晶体，但是在含有杂质

的氯化铵溶液中，树枝状的晶体分解为单独的箭形和十字形的连生体，甚至渐变

为荷叶形、玫瑰花瓣形晶体，至于最终变成哪种形状的晶体，取决于杂质的浓度。

晶面形状开始发生变化时的杂质浓度，称为限界浓度。（注意：晶形不同于晶体

型，晶形的变化是指晶面大小比例的变化，晶面大小比例的变化无论如何也不会

影响晶格结构，也就是晶型，无论晶面形状发生什么变化，晶格结构都是一样的。）

医药网络论坛战友“我的每一分钟都在思考”曾举了个肌苷口服液和肌苷注

射液的例子，在此例中，尽管使用的肌苷原料都是药典标准，在配置过程中，加

碳前仍旧能观察到溶液呈明显的乳光，但是，加碳吸附、过滤后溶液就变的澄清

了。这是个最明显的例子，尚且可以通过滤膜除去，换成其他品种就没那么容易

察觉了，常常令人感到难以理解，这就要靠技术

人员根据不同品种、不同生产条件去积极探索了。

冻干制剂经验总结

1、文献资料查阅。 包括：其它剂型的质量标准；相关专利；欧洲药典及美

国药典；期刊杂志中关于化学稳定性、水溶性等基础研究报道等等。

2、参照该主药的其它剂型，确定冻干制剂的 pH值。

1） 如 pH值在 3~10之间，且允许波动 2个以上的 pH值，例如 pH值为 3~

5，并且，原料的 pH值能稳定地在限定的 pH值范围内，可以不调节 pH值；例

如曲克芦丁。

2） 但如果允许波动的范围小于 2个 pH值，则要考虑通过缓冲溶液来控制，

常用的缓冲对参照有关工具书；例如：盐酸纳洛酮。

3） 如果缺乏相关资料，得做不同 pH值溶液的稳定性试验及 pH值对主药

在水中的溶解度影响试验，根据试验结果确定 pH值。例如黄芩苷葡甲胺。

3、考察主药在水中的溶解度。主要考察主药冻干剂规格量能否在 1~2ml水

中很好的溶解；可以考虑通过对 pH值的调节，在保证稳定性前提下，提高其在

水中的溶解度。例如：泮托拉唑（pH值为 12）。

4、初步稳定性试验，影响因素包括：pH值、温度、抗氧剂、EDTA-2Na、

通氮气或二氧化碳等。最好通过正交试验完成。根据试验结果确定冻干剂的各因

素值。

5、测定共晶点。包括不加辅料、加不同辅料及不同用量辅料等。

6、辅料的选择。包括不同的辅料及不同用量的辅料。选择指标：成型性及

复水性。

7、除菌除热原条件筛选。因素包括：活性碳用量、温度、时间等。

8、考察辅料对含量测定的影响。支撑剂、缓冲剂、抗氧剂等辅料是否影响

主药的含量测定及相关物质的限度检查。

9、中试设计。中试条件与小试不完全一样，充分考虑各步骤的可操作性，

确定中试工艺。 中试注意事项：

1）投料。为确保含量符合要求，常规是按 105%投料；

2）配液完成，在灌装前，最好取样检测中间体溶液，重点是 pH值、含量、

澄明度；如果结果不符合要求，pH值可以直接调节，澄明度可以考虑多过滤一

次，至于含量，如果低于 90%或者高于 110%，按操作失败处理，必须仔细查找

原因；

3）灌装时，考虑到流动性的差异，实际装样量必须测定，不能以标示为准。

例如，调节移液枪标示为 2.0ml，移取 400mg/ml的曲克芦丁溶液，实际转移量

只有约 1.8ml。

10、个案分析

一）、盐酸纳洛酮

问题一：盐酸纳洛酮损失约 70%

可能原因：1）水溶液中的热稳定性很差，在配液的过程中大量损失；

2）活性炭高度吸附。

探索：针对两条可能原因，分别做了热稳定性实验及活性炭吸附试验，结果：

盐酸纳洛酮的热稳定性较好，排除第一条原因；0.06%量的活性炭能吸附约 70%

的盐酸纳洛酮。

解决方案：重新设计工艺，在配液及除热原时，先用活性炭处理其它辅料，

过滤后再加入主药（盐酸纳洛酮）

问题二：在整个生产操作过程中，盐酸纳洛酮的冻干品，保持较好的形状，

但最后，半真空压塞时，整个冻干品皱缩。

可能原因：1）冻干品含水量较高，引起皱缩；

2）pH缓冲剂影响成型

3）主药对成型的影响（这一条应该是首先考虑的因素，在实验室小试时，

得出结论：在不加入任何辅料的情况下，支持剂甘露醇的用量在 20mg/支以上，

能保证具有较好的成型性，甘露醇的用量低于 20mg/支，不能较好成型或不能成

型）

探索：检测冻干品的水份含量为 1.68%，符合冻干剂对水份含量的要求（不

大于 5%），初步认为，完全因为水份而引起皱缩的可能性较小；

配得缓冲液一份（0.2M磷酸氢二钠：0.2M柠檬酸 6：14），分别将其用去

离子水稀释 10、15、50、100倍，测其 pH值，分别为 3.50、3.46、3.47、3.50、

3.62；初步认为，该缓冲液稀释 50倍时，能保持较好的缓冲能力。

配得不同浓度的缓冲液，配液冻干，考察外观，各缓冲液的浓度如下：

1号不能成型，2至 5号都能较好成型，继续留样考察，解决方案：调整缓

冲剂的浓度，从稀释 10倍到稀释 50倍；

二）曲克芦丁

问题 1：装量不准。

注射用曲克芦丁确定的规格为（标示量）400mg/2ml，用移液枪移取配制的

曲克芦丁溶液，

2.10ml（105%）灌装，连续冻干几批，发现装量每次大约是标示量的 90%，

要想保证送检合格，是肯定不行的，问题出在哪？

分析解决：用移液枪移取 400mg/ml曲克芦丁溶液 2.10ml，注入西林瓶中，

然后用 1ml注射器（或进样器）小心地将西林瓶中的溶液回吸，发现溶液量低于

2.0ml！这可能是溶液浓度高，粘度大造成移取不准。调节移液枪，使移取量用 1

ml注射器回吸测量为 2ml时为宜。大生产中采用同样的方法，连续生产了几批，

平均装量为 101%左右，非常理想。 问题 2：热原检查不合格。

连续几批小试（洁净工作台操作）及中试（GMP车间生产），产品检验，

标示量、澄明度、无菌等均合格，唯独热原不合格。

分析解决：由于以前在洁净工作台操作都能保证热原合格，这次出现问题，

开始怀疑工作台的过滤装置是否需要清洁（已经有 1年多未换新了），后来转至

车间生产，没想到又是热原不合格！

经冷静思考，决定从源头查找，打电话询问原料供货厂家，答复是由于最近

生产的货均发出去了，所以给发了一件较早批号的货，（原料检验没有无菌、热

原项目，也就是说这批原料也是合格品）。重新购买了一批原料，最近批号，并

特别强调在无菌车间分装，一切 OK。

的纳洛酮以甘露醇为支架剂，由于本品的规格很小，作为支架剂的浓度应该

至少在 3%左右才好，低于 2%冻不成形很正常。规格小，而且主药自身的溶解

度很不错，从一开始就应该考虑浓配法进行活性炭吸附。本品原料自身的 pH在

6-7之间，以甘露醇为支架剂的确无法将 pH控制在 3-4之间，但好像没有考虑

使用其它支架剂而是直接以缓冲盐来控制，冻干品中加入缓冲盐通常都会造成共

熔点下降而使冻干难度增大，很多厂家的预冻温度都难以达到-40度，共熔点的

下降有时会对生产带来较大的麻烦。只要支架剂选择合适，冻干时以稀盐酸作为

pH调节剂还是可以起到良好效果的，冻干之后也不会发生 pH升高现象。

另外，筛选处方时好像把所有的注意力都集中在工艺方面了，对于处方没有

做过太多的考察，本人多次试验证明，盐酸纳洛酮和甘露醇一起冻干后，其产品

在高温下不稳定，有关物质会显著增加，而与其他支架剂一起冻干后就不会出现

同样的情况，因此我认为甘露醇作为支架剂是不合适的。

阿奇霉素冻干粉针剂试制的实用工艺

本品系采用阿奇霉素无菌冻干粉针剂，按干品计算每 mg效价必须>600阿奇

霉素。其操

作过程为：单位原料—称量—配剂—除菌过滤—灌装—半加塞—冷冻干燥—轧盖—灯检—贴签—入半成品库—待检合格—外包装—成品—入库。

本产品从西林瓶的清洗、灭菌到灌装，都在联动生产线上进行，只是配剂在

局部百级的洁净室中进行，胶塞和铝塑盖的消毒在双扉灭菌柜中进行，使用时在

万级洁净区 的局部百级环境中进行操作。灌装后进行半加塞，装满一托盘后立

即加套圈送入干燥箱冻干，待冻干结束后压塞、出柜送入轧盖、灯检、贴签。我

们将试制的三批产 品按药典进行全面检测，完全符合药典要求并作为 GMP产

品认证产品上报。还作为国家认证小组对冻干生产线通过 GMP认证的验收依据。

试制工艺过程如下：

1．在配制好的阿奇霉素粉针剂溶液要除菌过滤时，取消了常规的粗滤、精

滤几道复杂工艺，而几种不同的孔径的滤膜重叠在一起，全过程一次完成，达到

了除菌效果，比分几次过滤造成损失要少得多，且药液澄清透明无毛点，符合 G

MP要求。

其具体的方法是：使用一只容量 2000ml的筒式除菌过滤器，在滤器底部支

撑板上先放一层绸布后，将ф0.2μm滤膜放在绸布上，再放一张绸布和ф0.45μm

滤膜，把微孔滤膜孔径最大的放在最上面，在其上再放一层绸布，以免加药液时

冲破滤膜，全部装好再蒸汽灭菌（>121℃，30分钟），使用前加灭过菌的纯水

冲洗滤膜和连接收液管内壁，然后再作发泡试验，确定滤膜无破裂后，就可正式

过滤药液，过滤速度可调节进气压力，由于容器装量有限，若药液量大，第一次

滤完可继续加药液，继续除菌过滤，（2000ml筒式过滤器可一次除菌 15000ml

至 20000ml药液或其它溶液），若扁型滤器也可采用同样方法只是附加一个贮液

桶，通过实验确定最大过滤量后，可一次完成除菌。若要加活性炭进行吸附少量

变性变质和色素的产品，最好以纸浆布氏漏斗粗滤去碳后，再以上述方法除菌。

2．使用不锈钢限位器。产品冻干后，在干燥箱内进行真空压塞封口时，为

了不受产品的数量限制，各层搁板上可放置不锈钢限位器，使不同规格的产品都

可同样进行压塞封口，保证产品小瓶不被压坏。

具体方法：先用游标尺测量好瓶子高度，再加上胶塞在瓶口上的 1/2厚度就

是不锈钢限位器的高度，如瓶子高度 42mm胶塞在瓶口上高 2mm，不锈钢限位

器高度为 43mm，冻干前就将以消毒的限位器放在搁板四个角，中央再放一个，

这样就能保证压力的均匀，不受制品瓶子数量的限制。若同一产品使用几种不同

规格的容器时，只要求每层搁板四个角上放置与容器相适应的限位器就能做到一

次压塞封口，确保每种规格产品质量，需要考虑两个问题：①全箱产品浓度一致；

②药液在容器内的高度做到一致，就能确保产品残余水分符合规定的指标。

3．在容器小，冻干产品装量多的情况下，再无法用双倍水样法和真空压力

回升法来确定冻干何时结束时，可采用注射用水与产品一起冻干，根据注射用水

升华完毕就可确定产品冻干的结束时间。

具体方法是：若冻干一种从未接触过的产品用 7ml的西林瓶冻干 5ml的药液

时，就可先取 3只空瓶，先加注射水 2ml进行冻结后再往每瓶中加 4ml的药液

放置在观察窗口边，若瓶底的冰升华完毕，就可结束冻干压塞，封口，其残余水

分低于 3%以下。原理是产品升华比注射水升华过程所受的阻力大，但此时冰升

华的水气分子还必须通过药品的干燥层，当增加的 2ml冰升华完，比单纯 5ml

药液升华后的含水量要更低一些。

4．在冻干过程中利用冻干机自身系统调节真空度，并控制在 8-13Pa，而大

部分时间真空泵不运转，全程时间可缩短 6-8小时。在冻干最初阶段，真空泵一

般停止 30分钟起动一次，每次运转 5-7分钟，但冻干后期真空泵每隔 2-3小时

才运转一次，时间约 5分钟，节约了能源（水电）和机器的磨损，提高了产品的

质量，降低了成本。

5．当某些产品溶液冻结后，由于蒸发面积大，瓶口小，无法使用半加塞冻

干时，只好直接敞开瓶口冻干，待冻干结束后取出产品瓶，用手工无菌操作将丁

基胶塞盖在瓶口上，任其自然摆放，再送入能自动压塞的冻干机干箱内抽真空 2

小时，真空度控制在 40Pa左右时，再进行自动

压塞封口，出箱后经高频火花真空检测仪，逐瓶检测，其真空率高达 99.5％左右。例如：给＊＊＊公司加工冻干产品，用直径 42mm高 73mm瓶口内径 12mm瓶子规格 50ml，实际装量 20ml，血浆在容器内的高度 21mm。显然再用 12mm直径的半加塞会延长升华时间，只好敞开瓶口冻干 1300瓶血浆，待冻干结束后，将全部产品取出，用摄子夹上已消毒干燥好完整的丁基胶塞；逐瓶盖上重新整盘

放入干箱搁板上，关上箱门，抽真空 2小时，控制真空度在 20-40Pa进行箱内自动压塞，取出用高频火花真空检测仪逐瓶检测，结果只有 3瓶无真空，只占 0.023％。另外加工＊＊＊产品，用 7ml规格西林瓶，每瓶灌装 5ml敞口冻干，共冻干 1525瓶。冻干结束后取出；采用上述同样方法，出箱后经检测有 8瓶无真空，占总量的 0.525％。

6． 在冻干箱对产品预冻时，由于产品共熔点温度低，冻干箱冷却温度达不

到要求温度时，可利用产品在真空升华时的吸热，降低产品自身温度，使其冻结

更坚实，不致因冻结不彻底，使产品加热升华时起泡，溢出瓶口造成冻干无法继

续进行并且造成重大损失。例如：我们在冻干＊＊＊产品时，该产品共熔点温度

-45℃——-50℃，但设备搁板只能降温至-38℃— -39℃，加热就冒泡，我们就只

好抽空 2小时，产品温度降至-45℃，从而解决了该产品的冻干难题。最近我们

给＊＊＊加工一种冻干产品，要求产品温度低于-40℃，但由于当时室温高达 4

0℃，冷冻机冷凝器水温 28—30℃，当两台制冷机使冷阱降温到-43℃时，开始抽

真空，突然冷阱泄漏使大量空气进入冷阱，其温度回升到-20℃，制品温度也回

升至-33℃。这种情况下两台制冷机只有集中向冷阱制冷使冷阱温度又降至-4

3℃，重新开始抽真空 2小时后，产品温度靠自身升华吸热从-33℃降至-40℃，

在不影响产品质量的前提下最终完成了该产品冻干任务。详见下表：

产品自身吸热降温统计表

东富龙冷冻干燥技术介绍

冻结真空干燥（以下简称冻干）是一个稳定化的

物质干燥过程。是将含水的物质，先冻结成固态，

而后使其中的水分从固态直接升华变成气态排除，

以除去水分而保存物质的方法。溶液状态的产品经

冷冻处理后，先后经过升华和解吸作用，使产品中

的溶剂减少到一定程度，从而阻止微生物的生成或

溶质与溶剂间的化学反应，使产品得以长时间保存

并保持原有的性质。

真空冷冻干燥法是液态→固态→气态的过程。在冻

干过程中，溶质颗粒之间的“液态桥”已被冻成“固态

桥”，两颗粒间的相对位置已经被固定下来，并且两

颗粒之间不存在气液界面的表面张力。随着溶剂的

不断升华，“固桥”不断减少，但两颗粒之间的相对

位置已不再发生变化，直至“固态桥”完全消失。

水有三态，固态、液态、气态；溶液的冷冻干燥过程；冻干溶液一般都是配

置成含固体物质 4%-25%的稀；1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的

自由水；2、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式；3、固定于生物

体和细胞中的水，大部分也是可以冻结；冻干的目的就是在低温、真空环境中除

去物质中的自由；预冻结：预冻是将溶液中的自由水固化，赋予干后产品；溶液

在冻结过

水有三态，固态、液态、气态。三种状态可以相互转化。对应 0 ℃ 、 610

Pa 以下所有过程，只要符合一定的条件都可成为升华过程 。物质有固、液、汽

三态。物质的状态与其温度和压力有关。如图所示，水 (H2O ）的状态平衡图。

图中 OA 、 OB 、 OC 三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽

两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线、升华线。此三

条曲线将图面分成 I 、 II 、 III 三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。

箭头 1 、 2 、 3 分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的

过程。曲线 OB 的顶端有一点 K ，其温度为 374 ℃ ，称为临界点。若水蒸

汽的温度高于其临界温度 374 ℃ 时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。

三曲线的交点 O，为固、液、 汽三相共存的状态，称为三相点，其温度为 0.0

1 ℃ ，压力为 610Pa 。在三相点以下，不存在液相。若将冰面的压力保持低于

610Pa ，且给冰加热，冰就会不经液相直接变成气相，这一过程称为升华。

溶液的冷冻干燥过程

冻干溶液一般都是配置成含固体物质 4%-25%的稀溶液。溶液里水的组成：

1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的自由水。

2、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基因

团上的结合水。

3、固定于生物体和细胞中的水，大部分也是可以冻结和升华的自由水。也

含有一些不能冻结、很难去除的结合水。

冻干的目的就是在低温、真空环境中除去物质中的自由水和一部分吸附于固

体晶格间隙中的吸附水。冻干过程分为以下几个步骤：

预冻结：预冻是将溶液中的自由水固化，赋予干后产品与干燥前有相同的形

态，防止抽空干燥时起泡、浓缩、收缩和溶质移动等不可逆变化发生。

溶液在冻结过程中，需过冷到冰点以下，其内产生晶核以后，自由水才开始

以纯冰的形式结晶，同时放出结晶热，使其温度上升到冰点，随着晶体的生长，

溶液浓度增加，当浓度到达共晶浓度，温度下降到共晶点以下时，溶液就全部冻

结。

冷却速度愈快，过冷温度越低，所形成的晶核数量越多，晶体来不及生长就

被冻结，形成的晶粒数量越多，晶粒也细。冷却速度慢，形成的晶粒数量越少，

晶粒也粗大。冻干制品升华前，必须冻结到一定的温度，这个温度应设在制品的

共熔点以下 10至 20℃左右，如不经过预冻直接抽真空，当压力降到一定程度时，

液体就会被抽去。这种情况也叫蒸发，这种蒸汽叫做不饱和蒸汽，如果制品冻结

不实而抽真空，液体中的气体迅速逸出而引起“沸腾”的现象。制品如在“沸腾”中

冻结，有部分可能逸出瓶外，引起药物损失或使制品表面凹凸不平。由此可见，

共熔点的温度是保证产品正常干燥的最安全的温度，只能比它低，不能高于共溶

点温度。

升华干燥（一次干燥）

将冻结后的产品置于一闭的真空容器中加热，其冰晶就会升华成水蒸气逸出

而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始逐步向内推移的，冰晶升华后残留的空

隙变成尔后升华水蒸气的逸出通道。升华所需的热量由以下几种途径得到：固体

的传导，辐射，气体的对流。 产品升华时受以下几个温度限制：

产品冻结部分的温度应低于产品共溶点的温度。产品干燥部分的温度要低于

其崩解温度或容许的最高温度（不烧焦或性变）。最高搁板温度。

解析干燥（二次干燥）

第一阶段干燥是将水以冰晶的形式除去，因此其温度和压力都必须控制在产

品共溶点以下，才不使冰晶溶化。对于吸附水，由于其吸附能量高，如果不提供

足够的能 量，水就不可能

从吸附中解析出来。为了使解析出来的水蒸气有足够的推动力逸出产品，必须使

产品内外形成较大的蒸汽压差，所以箱体内要保持高真空。第二阶段干燥后，产

品残余水分的含量一般可以控制在 0.4%-4% 之间。

冻干过程的几个关键概念

共晶温度

几种物质组成的混合溶液，在冻结过程中，开始时某些组分结晶析出，使剩

下的溶液浓度发生变化。当达到某一温度或温度区域时，其液态和所形成的固态

中的组分完全相同，这时的溶液称为共晶溶液，这时的温度或温度区间称为该溶

液的共晶点或共晶区，也称为完全固化温度，它是产品在冷却过程中从液态结束

转向固态的最高温度。共晶温度为冻干过程中预冻应达到的最高温度，一般预冻

过程应低于其共晶温度 10-20℃。

共溶温度

固态混合溶液在升温融化过程中，当达到某一温度时，固体中开始出现液态

此温度称为溶液的共溶点，或称开始溶化温度。它是产品升温过程中从固态开始

出现液态的最低温度。在一次干燥中物料冻结层温度一定要低于共溶点。

共晶点的测定有电阻测定法、热差分析测定、低温显微镜直接观察、数字公

式计算测定。 溶液冻结过程中，由于离子的漂移率随温度的下降而逐步降低，

电阻增大，只要有液体存在，电流就可流动，一旦全部冻结，带电离子不能移动，

电阻会忽然增大，根据这个原理，测出溶液的共晶点。

塌陷温度（崩解温度）：

冻干时物料中的冰晶消失，原先为冰晶所占据的空间成为空穴，因此冻干层

呈多孔蜂窝状海绵体结构。此结构与温度有关。当蜂窝状结构体的固体基质温度

较高时，其刚性降低。当温度达到某一临界值时，固体基质的刚性不足以维持蜂

窝状结构，空穴的固形物基质壁将发生塌陷，原先蒸汽扩散的通道被封闭，此临

界温度称为冻干 物料的崩溃温度或塌陷温度。 玻璃化转变温度：

当温度降低时，液态转变为固态，有两种不同状态：晶态和非晶态。在非晶

态固体材料中，原子、离子或分子的排列是无规则的。因为人们已习惯将融化物

质在冷却过程中不发生结晶的无机物质称为玻璃，所以后来逐渐地将其他非晶态

均称为玻璃态。由于在药品冻干中要求更加严格，希望药品在冻干过程中处于玻

璃化温度以下。但这里玻璃化转变温度不是指完全的玻璃化，因为完全的玻璃化

是指整个样品都形成了玻璃态，实现完全玻璃化要求极高的降温速率，几乎是不

可能的。冻干过程的玻璃化温度指最大冻结浓缩液的玻璃化转变温度。因为在冻

结过程中随着冰晶的析出，剩余溶液的浓度逐渐增加，当达到一定浓度时，剩余

的水分不再结晶，此时的溶液达到最大冻结浓缩状态，对应的温度称为最大冻结

浓缩液的玻璃化转变温度。

冻干的三个关键要素

一、处方

确定处方是最关键的步骤。

溶液的组成关系到冷冻、升华等步骤的实施。

处方包括：

活性成分；赋形剂；工艺用水。

二、重要的热力学性能:(冻干工艺曲线)

过冷的程度；结晶的程度；崩解温度或共晶温度；亚稳状态间隙物质的相变

化；溶液的结晶热；间隙物质的熔化温度。

三、好的冻干机

满足 GMP要求；性能卓越；能量随意调节；重演性强。

冻干曲线的制定

冻干曲线是表示冻干过程中产品的温度、压力随时间而变化的曲线。冻干曲

线的形状与产品的性能、装量的多少、分装容器的种类、设备条件等许多因素有

关。制定冻干曲线，主要确定以下参数：

a、预冻速率

预冻速率的快慢，对产品中晶粒的大小、活菌的存活率和升华速率有直接影

响。慢冻晶粒大，产品外观粗糙，不易损伤活菌，但升华速率快。速冻晶粒小，

产品外观细腻，升华速率慢。 b、预冻温度

制品温度应低于其共溶点 5-10℃。

c、预冻时间

预冻所需时间要根据不同的具体条件而定，总的原则是应使产品各部分完全

冻牢。在制品温度降到预定的最低温度后，还需在此温度下保持 1-2h，才能进行

升华。

d、冷凝器降温时间和温度

冷凝器温度的高低，应根据制品升华的温度而定。升华温度低，相应要求冷

凝器的温度也低。升华的最佳速率是在产品升华温度的饱和蒸汽压力的二分之一

左右。过低的压力不仅不能加快升华，相反还会向产品的供热性能差，降低升华

速率。

e、升华速率和干燥时间

升华速率主要由给搁板的供热能力和冷凝器的捕水能力而定。只要干燥箱内

的压力维持在允许的最高压力下，升温速率就可提高。一次干燥时，可粗略的以

每小时干燥制品厚度 1mm计。可以根据下列现象来判断：

1、干燥层和冻结层的交界面达到瓶底并消失。

2、产品温度上升到接近导热油的温度。

3、干燥箱内压力下降到冷凝器的压力，两者接近且压力维持不变。

4、关闭中隔阀，箱内压力上升速率与干箱的泄漏率接近。

上述现象发生后，再延长 0.5-1h，一次干燥结束。

二次干燥时，产品的温度可提高到允许的最高温度以下，使结合水和吸附于

干燥层中的水获得足够的能量，从分子吸附中解析出来。二次干燥的时间为一次

干燥时间的 0.35-0.5倍。

要不断去优化冻干工艺曲线：一个好的冻干工艺应是个性化的，具有产品质量稳

定、时间短、能耗低的特征。在冻干工艺研究中，应用化学、分子学的观点去观

察问题，用机械、电子、计算机的方法去控制问题。

几种冻结升华方法

制品冻结方法（低温快冻/低温慢冻）：

低温快冻（10-15℃／分）对于保证质量有利，形成的微结晶，得到的制品外

观好，溶解速度也快，但形成微结晶则不利于加快冻干速度。

低温慢冻（1℃／分）形成粗结晶，对提高冻干效率有利，但是慢冻一般制

品质量，特别是含活性的酶类或活菌活病毒等的存活率极为不利。

对于合成药物，快冻和慢冻的要求不是严格的，此两种方法均可。

一次升华法：一般适用制品的共溶点要在-10～-20℃左右，以及结构单一，

粘度、浓度均不高，装置在 10mm厚度或 15mm厚度。只要将制品的温度降低

到其共融点以下-10℃～-21℃即可加热升华，在加热升华过程中需控制好升温的

速度，可保证制品干燥成功。

反复预冻升华法：某些共溶点较低的制品，即使很低的温度下也不能达到完

全冻结。外观看好象已经冻结完全，但在升华过程中，往往冻块软化，产生气泡，

并在制品表面形成粘稠状网状结构，影响升华干燥的进行，如蜂蜜、王浆等其物

质结构比较复杂，又粘稠的制品往往不易冻结，在升华中出现上述情况。可采用

反复预冻方法来解决。应用此种方法，可提高冻干效率，也改善了制品的质量，

缩短冻干周期。

分格冻结升华法：在冻干中如用大盘子装制品，而且厚度较厚或浓度过高等，

在升华时，底面的水蒸汽无法利用逸出，使全部冻块变形而脱开盘底，可将装制

品的盘子进行分格，同时

提高热传导效率。

冻干制品不合格现象：

1. 产品抽空时有喷发现象：这是由于产品还没有冻实时就抽真空的缘故，预

冻温度还没有低于共晶点温度，或者已低于共晶点温度，但时间还不够，产品的

冻结还未完成。解决方法是降低预冻温度和延长预冻时间。

2．产品有干缩和鼓泡现象：这是由于在升华干燥过程中出现了局部熔化，

由液体蒸发为汽体，造成体积缩小，或者干燥产品溶入液体之中，造成体积缩小，

严重的熔化会产生鼓泡现象，原因是加热太高或局部真空不良使产品温度超过了

共晶点或崩解点温度。解决方法是降低加热温度和提高冻干箱的真空度，应控制

产品温度，使它低于共晶点或崩解点温度 5℃。

3.无固定形状：这是由于产品中的干物质太少，产品浓度太低，没有形成骨

架，甚至已干燥的产品被升华汽流带到容器的外边。解决方法是增加产品浓度或

添加赋形剂。

4．产品未干完：产品中还有冻结冰存在时就结束冻干，出箱后冻结部分熔

化成液体，少量的液体被干燥产品吸走，形成一个“空缺”，液体量大时，干燥产

品全部溶解到液体之中，成为浓缩的液体。这种产品出箱时若触摸容器的底部，

有冰凉的感觉，即使看起来产品良好，但残水含量也不会合格。解决方法是增加

热量供应，提高板层温度或采用真空调节，也可能是干燥时间不够，需要延长升

华干燥或解吸干燥的时间。

5．产品颜色不均匀：产品有结晶花纹，这是由于冷冻速率缓慢引起的，解

决方法是提高冷冻速率，不在 0℃左右的温度停留，使产品冻结成较小的晶体。

有时产品中能看到一圈颜色较深的分层线，这往往是升华中短时间真空不良造成

的，短暂停电会产生这种现象。

6．产品上层好，下层不好：升华阶段尚未结束，提前进入解吸阶段，这等

于提前升高板层温度，结果下层产品受热过多而熔化，解决方法是延长升华阶段

的时间； 有些产品由于装载厚度太大，或干燥产品的阻力太大，当产品干燥到

下层时，升华阻力增加，局部真空变坏也会引起下层产品的熔化。解决方法是降

低板层温度和提高冻干箱的真空度。

7．产品上层不好，下层好：冷冻时产品表面形成不透气的玻璃样结构，但

未做回热处理，升华开始不久产品升温，部分产品发生熔化收缩，产品的收缩使

表层破裂，因此下层的升华能正常进行。解决方法是预冻时做回热处理

8．产品水分不合格：解吸阶段的时间不够，或者解吸干燥时没有采用真空

调节，或用了真空调节，但产品到达最高许可温度后未恢复高真空。解决方法是

延长解吸干燥的时间，使用真空调节并在产品到达最高许可温度后恢复高真空。

9. 产品溶解性差：产品干燥过程中有蒸发现象发生，产品发生局部浓缩，例

如产品内部有夹心的硬块，它是在升华中发生熔化，产生蒸发干燥，产品浓缩造

成的。解决方法是适当降低板层温度，提高冻干箱的真空度，或延长升华干燥的

时间。

10．产品失真空：真空压塞时，瓶内真空良好，但贮存后不久即失真空，可

能是瓶塞不配套或铝帽压得太松，漏气而失真空，解决方法是更换瓶塞或调整压

铝帽的松紧度；也可能是产品含水量太高，由水蒸汽压力引起的失真空，解决方

法是延长解吸阶段的时间。另外还有一个与冻干曲线无关而影响产品的质量问

题，由于冻干箱内渗漏硅油或液压油。

大型冻干机的先进设计理念，设计按照中国、欧盟、美国的 GMP标准及相

关法规。

目前大型冻干机的状况；目前单罐搁板面积≥50m原料药用冻干机很少；≥2

×25m)+1个冷凝器结构组合为主；冻干箱和冷凝器按 GB150-1998《钢制压力容；

无菌室的 2个小门并列布置，可同时、或间隔使用，大；从 CGMP角度出发有

几个特点：；预冷时搁板全部叠加在箱底部，减少暴露大气后搁板表；搁板接触

托盘一镜面抛光 400#；另一表面经特殊绸；搁板平整度≤±1.0，

目前大型冻干机的状况

2

目前单罐搁板面积≥50m原料药用冻干机很少。国内一些制造商以制造双罐

(搁板面积

2

≥2×25m )+1个冷凝器结构组合为主。即 2+1结构组合。这种组合结构特点：

从 CGMP角度，二个干燥箱制造质量上存在差异(即冻干成品同一批质量上如

残余含水量等存在差异产量不足时，只有一个干燥箱参与工作，冷凝器容量富裕

一半，如用一台压缩机工作的话浪费能耗，冻结产品升华的水蒸汽运行至冷凝器

的通道弯曲阻力较大，冷凝器为直膨式供液，应对水汽负荷能力差，两室的饱和

压差减小，引起水蒸汽运行时推动力减小，制品升华速率降低，导致冻干周期延

长。 系统结构特点 冻干箱与冷凝器

冻干箱和冷凝器按 GB150-1998《钢制压力容器》标准设计 ANSI240-316L

材料，符合制药级 400grit及 CGMP标准 硅油冷却夹套壳体设计

无菌室的 2个小门并列布置，可同时、或间隔使用，大门设置在机房内作为

冻干箱内维修时打开

从 CGMP角度出发有几个特点：

预冷时搁板全部叠加在箱底部，减少暴露大气后搁板表面的霜层 防止大门

全开时搁板与无菌室空间进行热交换，增加压缩机负荷 小门开启时大大减少了

无菌室层流洁净度被破坏的可能 性能可靠的搁板组件

搁板接触托盘一镜面抛光 400#；另一表面经特殊绸面工艺处理，以防止小瓶

胶塞冻干结束时压塞后发生与搁板下平面粘连现象

搁板平整度≤±1.0，保证了小瓶或托盘与搁板之间的热传导性能 搁板由 2组

液压缸驱动，可以满足小瓶或散装托盘冻干工艺要求

通过液压缸上设置专业的传感器可实现托盘定高位置进、出箱体，箱体内设

置（14+1块）×2组搁板，由产量决定 1组、或 2组搁板工作 冻干过程中可进

行不停机交替除霜的冷凝器结构

2×DN700蝶阀与干燥箱隔离，通道口面积直接与冷凝管组对应，水蒸汽运行

几乎是直线运动，供液方式为液泵强制输送制冷剂，具有负荷变动小、结霜均匀、

表面温度基本一致。除霜方式为间隔时间 30min或 60min真空下交替进行，冻

结制品升华速率几乎不变，大大减少了冻干周期。

冷凝面积比标准要小一半，则真空系统容积减小，真空泵能耗也降低 当冻

干系统处于设备能承受的最高负荷时，2台冷凝器同时参与工作

二次干燥未期，由于处于零负荷的冷凝器、且冷凝管表几乎无冰霜，两室的

压力差达到最大值，以利于干燥制品的残余含水量得到保证 无人化管理的新型

制冷系统

基于活塞型压缩机的缺陷，选用神钢单机双级螺杆压缩机（R404A）特点：

2台并联，且是共用的。二次干燥期间，可切换为 1台压缩机工作、或由能

量调节方式自动半卸载，以降低制冷压缩机的能耗。

应用高压高温蒸汽旁路喷射控制技术，防止制冷机在低温极限工况（高压缩

比）下长时间连续运行。

间接换热系统

板层的工作温度范围为―60～+80℃，又由于冻干系统内要进行蒸汽消毒持

续 121℃/30min。所以选用低粘度(5cst)，高沸点(200℃)，低冰点(－70℃)，无毒

无腐蚀性和化学稳定好的二甲基硅油作为该系统传输冷热的中间媒体。

系统布置：2套换热器、加热器、循环泵，分别对应 2组的搁板组件。 循环

泵：磁力密闭型管道泵。运转时噪声小、无泄漏、耐低温－70℃。 真空控制理

念：符合药品无菌性、安全性的生产要求 可比例调节蒸汽流量的蝶阀

安装在冻干箱与冷凝器之间。一次干燥期间，根据从冻干箱采集真空测量信

号、并输入仪表控制器，对设定值进行对比，再输出一个信号对调节器的阀板进

行无级调节。其特点：通过设置一个较小的真空度范围如同控制温度水平一样，

使冻干箱内的真空度控制精度 2Pa内，使冻结制品非常容易获取升华热量（包括

由热传导和对流换热），保持制品基本恒定的升华速率

在遇到短时间的停电时。只要冷凝器温度所对应的饱和蒸汽压为冻干箱内冻

结制品的升华温度所对应的饱和蒸汽压的 1/2以下。那么，整个升华过程就不会

停止，至少在恢复冻干前能维持 10～15min

整机全部三维立体化设计图

更直观的视觉设计界面，对制造过程提供更标准的工程制图

冻干机大门上面配备有进出料小门，液压缸上装有位移传感器可以实现搁板

等高进料，配进料小车。

位移传感器输出信号：4~20mA,对应 PLC输出值为 0~8000,与油缸行程 1780

成线性比例关系，其中１代表行程为：0.2225mm。

制冷采用双级螺杆式压缩机。

螺杆式制冷机制冷量与活塞式比较

真空系统采用干式真空泵。

具有备份的真空泵机组， 2 套无油真空泵 + 罗茨泵组合成二级抽气泵组，

泵组的极限真空为 0.1Pa，可以彻底防止真空泵油对制品的污染，故泵组型式符

合系统的洁净真空度要求。

无菌技术

带 SIP、CIP功能，配备清洗用的 CIP循环储罐。

蒸汽消毒前的预处理，目的是除去冻干箱内壁和搁板表面等其它因素带来的

可溶性粉尘、脏物。“Steam-CIP”，既保证了系统的清洗效果，又大大节约了注

射用水量。 蒸汽消毒是物理消毒的最佳方法。达到医学上规定的灭菌定义。

采用三次预抽真空蒸汽导入法，高温蒸汽快速渗透到内部各个角落 蒸汽压力达

到 0.11MPa、温度 121℃时，持续 30min（F0值）。

冻干箱和冷凝器采用夹套硅油冷却，防止水冷却后排水不彻底，再次预冻时，

可能造成夹套冻裂。 由于 SIP系统采用 PID调节方式，而不是目前国内其他厂

家的 OFF/NO方式。因此所有测温点 121℃（包括最冷点）几乎是较平滑的直线，

而不是锯齿形直线。这对 GMP所要求的相吻合。 复压系统过滤器可以在线灭

菌和完整性检测。

采用串接式双过滤器，满足了对空气过滤的要求，延长了过滤器内滤芯的使

用寿命 过滤器也可进行 SIP过程。

双过滤器预留接口，可方便用户进行“WIT”完整性气泡试验

控制系统功能：提供多级操作权限，提供完整的自动或手动控制，提供 SIP、

CIP、除霜等自动控制，提供完善的自动周期编辑及调用，提供多种的实时及历

史 数据查询，提供批次记录及查询，提供多用户操作记录及查询，提供多种报

警及事件记录，满足 FDA 21 CFR PART 11的要求。 21 CFR PART 11? CF

R(Code of Federal Regulations)是美国联邦政府对于各种事务所定的规范，其中

Title 21 Food and Drugs, PART 11 Electronic records; electronic signatures 是

规范电子记录的完整性及追溯性,其主要內容可归纳为密码保护、电子记录可追

溯性、电子记录完整性、电子记录的格式不可更改。

西林瓶规格、体积、高度对照表

管制抗生素瓶和管制口服液瓶，是发展非常快的一个产；安瓶也是采用 USP

I型硼硅酸盐玻璃生产的，有无色；茶色模制瓶其规格从 20ml至 250ml，可以根

据；

管制抗生素瓶和管制口服液瓶，是发展非常快的一个产品，同模制西林瓶不

同，它是采用硼硅酸盐玻璃生产出玻璃管，再加工成各种规格的玻璃瓶。因而外

观更加光洁透明，也具有更轻的重量。由于含硼，其表面化学稳定性及热膨胀性

能非常优良，更加适用于抗生素粉剂、注射及口服液体制剂、冻干制剂及生物制

剂的要求。产品有无色和茶色两种，植物 USPI型玻璃，茶色管制瓶可以为您需

要避光的药品提供保护。

安瓶也是采用 USPI型硼硅酸盐玻璃生产的，有无色和茶色两种产品，其耐

水性能达到中性一级，可适用于各种水针制剂的包装。产品规格有 1ml、2ml、5

ml、10ml4种。详细请查产品规格表。该产品为曲颈易折安瓿，通过对初切割面

及折断力的严格控制，使用者可以不借助其它器具很容易地开户，防止玻璃悄掉

入药液中。茶色安瓶可以减少紫外线对瓶内药品的影响。可以根据用户的要求，

使用各种文字在产品上印字。

茶色模制瓶其规格从 20ml至 250ml，可以根据用户提供的图样设计生产。

详细请查产品规格。