解析干燥也稱(chēng)二次干燥。在一次干燥結(jié)束后，還殘存一部分吸附水(物理吸附在干燥物質(zhì)的毛細(xì)管壁和極性基團(tuán)上)和結(jié)合水(或束縛在結(jié)晶產(chǎn)品的晶體表面，或包含在非晶形產(chǎn)品的內(nèi)部)，這些水分是未被凍結(jié)的，在一次干燥中不能被除去。這部分水達(dá)到一定量時(shí)會(huì)為微生物的生長(zhǎng)繁殖和某些化學(xué)反應(yīng)提供了條件，有研究顯示即使少量的水分的存在，也可產(chǎn)生與水溶液相同的移動(dòng)性和反應(yīng)性。因此為了改善產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性，延長(zhǎng)保存期，需要除去這些水分。這也是解析干燥的目的。
一次干燥是將水以冰晶的形式除去，因此其溫度和壓力都必須控制在產(chǎn)品共熔點(diǎn)以下，才不致使冰晶熔化。但吸附水和結(jié)合水吸附能量較高，需提高產(chǎn)品溫度才能解析出來(lái)。此時(shí)產(chǎn)品溫度即使超過(guò)共熔點(diǎn)，也不會(huì)熔化，但應(yīng)注意以不燒毀產(chǎn)品和不造成產(chǎn)品因過(guò)熱而變性為限，由于傳熱的溫差，一般擱板溫度可較物料溫度略高2~5℃。另外，在此階段中凍干箱內(nèi)必須保持較高的真空度，使在產(chǎn)品內(nèi)外形成較大的水蒸氣壓差，解析出來(lái)的水蒸氣才有足夠的推動(dòng)力逸出產(chǎn)品。由于吸附;和結(jié)合水受到鍵力的作用，其飽和蒸汽壓較游離水的飽和蒸汽壓低得多，所以蒸發(fā)速度也較慢。二次干燥后，產(chǎn)品內(nèi)殘余水分的含量視產(chǎn)品種類(lèi)和要求而定，一般在1%~5%之間。
影響解析干燥時(shí)間因素
01產(chǎn)品的品種:產(chǎn)品不同，干燥的難程度不同，最高允許溫度也不同。最高允許溫度較高的產(chǎn)品，由于可維持的溫度更高，解析干燥的時(shí)間可相應(yīng)縮短。
02產(chǎn)品含水量:含量求低的品，干燥時(shí)間較長(zhǎng)。產(chǎn)品的殘余水分的含量應(yīng)有利于該產(chǎn)品的長(zhǎng)期存放，太高太低均不適合。應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)來(lái)確定。
03凍干機(jī)的性能:在解析階段后期能達(dá)到的真空度高、冷凝器的溫度低、擱板溫差較小的凍干機(jī)，其解析干燥的時(shí)間可相對(duì)短些。
04是否采用壓力控制法:如果采用壓力控制法，可改進(jìn)傳熱，使產(chǎn)品達(dá)到最高允許溫度的時(shí)間縮短，解析干燥的時(shí)間也縮短，通常此時(shí)控制凍干箱內(nèi)的真空度為20~30Pa。
確定干燥終點(diǎn)的方法
(一)溫度趨近法
產(chǎn)品溫度常常用作確定干燥結(jié)束的指示器，它是一種間接測(cè)量方法。溫度法利用干燥后的產(chǎn)品溫度與擱板溫度之間存在著熱平衡來(lái)測(cè)定的。隨著水分的升華，產(chǎn)品溫度會(huì)逐漸升高，當(dāng)產(chǎn)品溫度與擱板溫度一致時(shí)，說(shuō)明產(chǎn)品的殘余水分基本蒸發(fā)完畢。
(二)真空度法
真空度法是利用壓力升高的快慢與殘余水分多少之間的相關(guān)關(guān)系來(lái)確定凍干終點(diǎn)的。通常認(rèn)為當(dāng)凍干箱內(nèi)的壓力很低，且達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)才認(rèn)為物料已完成干燥。但凍干箱內(nèi)的壓力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)通常需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。一般認(rèn)為如果凍干箱的漏率小且為常數(shù)，壓力升高的相對(duì)變化率可提示的干燥結(jié)束點(diǎn)。這是目前應(yīng)用較多的確定干燥結(jié)束點(diǎn)的一個(gè)方法。
(三)稱(chēng)重法
稱(chēng)重法是利用產(chǎn)品失重率與產(chǎn)品的含水量之間的關(guān)系來(lái)測(cè)定的。在干燥過(guò)程中，連續(xù)地或定期稱(chēng)量?jī)龈上鋬?nèi)失重或冷凝器上凍結(jié)的冰量，直至失重率趨于平衡，可判斷干燥是否結(jié)束。對(duì)于大型凍干機(jī)來(lái)說(shuō)，稱(chēng)重法產(chǎn)生的誤差比較大，而對(duì)于小型凍干機(jī)這種方法比較簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確，故這種方法僅適于實(shí)驗(yàn)室用的凍干機(jī)。
(四)濕度法
氧化鋁薄膜濕敏元件測(cè)濕的原理是由于多孔的三氧化二鋁薄膜易吸收空氣中的水蒸氣，從而改變了其本身的介電常數(shù)，因此由三氧化二鋁作電解質(zhì)構(gòu)成的電容器的電容值會(huì)將隨空氣中水蒸氣分壓而變化，所以測(cè)量電容值，即可得到空氣的相對(duì)濕度。在干燥結(jié)束點(diǎn)，電子水汽傳感器測(cè)得的分壓會(huì)突然下降。所以在常規(guī)產(chǎn)品溫度響應(yīng)法不能給出準(zhǔn)確信息時(shí)，可采用這種方法。
另外，殘余氣體分析儀已被用來(lái)作為藥品凍干的檢測(cè)工具。殘余氣體分析儀是一個(gè)小的四極質(zhì)譜儀，這種系統(tǒng)一般包括一個(gè)四極質(zhì)量分析儀、一臺(tái)擴(kuò)散泵、一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械泵、一系列采樣用閥門(mén)。殘余氣體分析儀最大的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴、設(shè)備體積大。
(五) 脈沖核磁共振(NMR)
NMR 方法是一種比較容易測(cè)定含水量的分析手段，通過(guò)研究質(zhì)子的松弛時(shí)間能夠表征質(zhì)子的活動(dòng)性，能夠提供與水分子的結(jié)合力和移動(dòng)相關(guān)的信息。
基本原理：
脈沖核磁共振技術(shù)能夠量化0℃以下樣品中液態(tài)質(zhì)子數(shù)。在0℃以下，樣品中自由水被冷凍，對(duì)核磁共振信號(hào)的固體部分有貢獻(xiàn)，而結(jié)合水常常在 -25~-15℃不冷凍。核磁共振波譜法可不破壞試樣面直接在固體狀態(tài)下觀測(cè)、進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析。
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