I. Die wichtigsten Einflussfaktoren auf den Feuchtigkeitsgehalt gefriergetrockneter Produkte sind die Leistung des Gefriertrockners, die Kontrollzeit der Desorptionstrocknung und die Desorptionstemperatur. Der Feuchtigkeitsgehalt gefriergetrockneter Produkte sollte ≤ 3 % betragen. Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt führt zu Produktzersetzung und Schrumpfung. Die Hauptursachen für einen hohen Feuchtigkeitsgehalt sind:
1. Zu hohe Schichtdicke der pharmazeutischen Lösung. Die Schichtdicke der pharmazeutischen Lösung beträgt üblicherweise 10–15 mm und sollte 15 mm nicht überschreiten. Bei großen Füllmengen empfiehlt sich die Verwendung eines größeren Behälters, um die Dicke der pharmazeutischen Lösung zu reduzieren. Eine zu hohe Dicke der Lösung beeinträchtigt den Wärmeaustausch während der Trocknung, behindert die Feuchtigkeitsentfernung und führt zu einem übermäßig hohen Feuchtigkeitsgehalt im Produkt.
2. Feuchtigkeitsaufnahme nach der Trocknung: Bei feuchtigkeitsabsorbierenden Produkten kann eine unsachgemäße Nachbehandlung zur Feuchtigkeitsaufnahme und damit zu einem erhöhten Feuchtigkeitsgehalt führen. Gelangt Gas während der Belüftung in die Gefriertrocknungskammer, muss dieses sterilisiert, gefiltert und getrocknet werden. Die Temperatur des Produkts beim Verlassen der Kammer beeinflusst ebenfalls den Feuchtigkeitsgehalt. Daher sollte die Produkttemperatur beim Verlassen der Kammer 2–3 °C über der Reinraumtemperatur liegen, um Kondensation auf dem Produkt zu vermeiden. Zusätzlich muss die relative Luftfeuchtigkeit im Reinraum streng unter 50 % gehalten werden.
II. Aussehen des Produkts: Das Aussehen gefriergetrockneter Produkte hängt eng mit der verwendeten Gefriertrocknungskurve zusammen!
Ein schlechtes Erscheinungsbild gefriergetrockneter Produkte äußert sich in Schrumpfung, Kristallisation und ungesättigten, flockigen Strukturen. Produkte mit diesem Erscheinungsbild werden bei der Qualitätskontrolle aussortiert und vernichtet, was die Ausbeute erheblich reduziert und die Produktionskosten erhöht. Faktoren, die das Produktaussehen beeinflussen, sind:
1. Die Auswirkung einer zu hohen oder zu niedrigen Lösungskonzentration auf die Produktoberfläche während des Trocknungsprozesses. Bei zu hoher Konzentration bildet sich während der Trocknung eine dichte Oberflächenschicht. Diese weist kleine Poren und eine geringe Luftdurchlässigkeit auf, wodurch Feuchtigkeit nur schwer hindurchdringen kann. Dies führt dazu, dass Feuchtigkeit an der Flaschenwand aufsteigt, was zu Produkttrennung und Schrumpfung führt. Darüber hinaus neigt die Lösung bei zu hohen Konzentrationen während der Gefriertrocknung zur Klumpenbildung, was ein ungleichmäßiges Erscheinungsbild zur Folge hat. Bei zu niedrigen Konzentrationen ist die mechanische Festigkeit gering, und die Produktstruktur ist relativ locker oder zerfällt nach Verpackung und Transport sogar zu Pulver, was das Erscheinungsbild beeinträchtigt.
2. Zu hohe Produktdicke. Diese sollte im Allgemeinen 10–15 mm betragen. Eine zu hohe Schichtdicke ähnelt der Situation bei zu hohen Konzentrationen und führt nicht nur zu längeren Trocknungszeiten, sondern auch zu Kollaps und Verklumpung.
3. Schnelle Temperaturanstiege und -abfälle begünstigen die Produkttrennung und verlangsamen die Trocknung. Vorgefrierrate: Ein Temperaturabfall von 10–15 °C pro Minute wird als Schnellgefrieren bezeichnet; ein Abfall von 1 °C pro Minute während der Gefriertrocknung in einem Xinyu-Gefriertrockner als Langsamgefrieren. Im Allgemeinen sollte die Produkttemperatur bei der primären Sublimationstrocknung mit einer Rate von 5–6 °C geregelt werden.
Unterhalb des eutektischen Punktes sollte der Temperaturanstieg langsam erfolgen, idealerweise 5 °C pro Stunde. Am Ende der primären Sublimationstrocknung sollten mehr als 90 % der Feuchtigkeit entfernt sein. Zweite Stufe der Sublimationstrocknung: In dieser Stufe wird hauptsächlich Kristallwasser und vom Feststoff adsorbiertes Wasser entfernt. Die Aufheizrate kann beschleunigt werden, idealerweise mit 5–10 °C/h. Die Endtemperatur des Produkts darf jedoch die sichere Temperatur nicht überschreiten, da sonst die Aktivität des Produkts abnimmt, es verklumpt und seine Löslichkeit beeinträchtigt wird.
4. Entlüftungsrate. Vor der Entnahme des Produkts aus der Kammer sollte die Entlüftungsrate nicht zu hoch sein. Andernfalls kann eine plötzliche und starke Änderung des Vakuumniveaus in der Kammer eine turbulente Strömung in den Behälter erzeugen, wodurch das Produkt ausflockt oder pulverisiert und sein Aussehen beeinträchtigt wird.