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Factores que afectan el contenido de humedad en productos liofilizados y puntos clave de control

2026-06-22 15:55:51
La liofilización, también conocida como liofilización al vacío, consiste en la sublimación del agua al vacío tras la congelación a bajas temperaturas. Conserva el color, la forma y los nutrientes de los materiales y permite una rápida rehidratación. Se utiliza ampliamente para la conservación de alimentos de alta calidad (frutas, verduras, café), productos farmacéuticos (vacunas) y productos biológicos.

I. Los principales factores que afectan el contenido de humedad en los productos liofilizados son el rendimiento del liofilizador, el tiempo de control del secado por desorción y la temperatura del secado por desorción. Para los productos liofilizados, el contenido de humedad debe ser ≤3%. Un alto contenido de humedad provoca la descomposición y contracción del producto. Las principales causas de un alto contenido de humedad son:

1. Exceso de espesor de la solución farmacéutica. El espesor de la solución farmacéutica suele ser de 10 a 15 mm y no debe superar los 15 mm. Si el volumen de llenado es grande, considere usar un recipiente de mayor tamaño para reducir la viscosidad de la solución farmacéutica. Una viscosidad excesiva de la solución farmacéutica reduce la transferencia de calor durante el secado, lo que dificulta la eliminación de la humedad y resulta en un contenido de humedad excesivamente alto en el producto.

2. Reabsorción de humedad después del secado. En el caso de las variedades que absorben humedad, un tratamiento posterior al secado inadecuado puede causar reabsorción de humedad, aumentando el contenido de humedad del producto. Si entra gas en la cámara de liofilización durante la ventilación, este gas debe esterilizarse, filtrarse y secarse. La temperatura del producto al salir de la cámara también afecta su contenido de humedad; por lo tanto, la temperatura del producto al salir de la cámara debe ser 2-3 °C superior a la temperatura de la sala limpia para evitar la condensación de humedad en el producto. Además, la humedad relativa de la sala limpia debe controlarse estrictamente por debajo del 50 %.

II. Apariencia del producto: ¡La apariencia de los productos liofilizados está estrechamente relacionada con la curva de liofilización utilizada!

El mal aspecto de los productos liofilizados se manifiesta como contracción, cristalización y estructuras floculantes insaturadas. Los productos con mal aspecto se rechazan y se destruyen durante la inspección, lo que reduce significativamente el rendimiento y aumenta los costos de producción. Los factores que afectan el aspecto del producto incluyen:

1. El efecto de la alta o baja concentración de la solución en la superficie del producto durante el proceso de secado. Cuando la concentración de la solución es demasiado alta, se forma una capa superficial densa durante el secado. Esta capa superficial tiene poros pequeños y poca permeabilidad al aire, lo que dificulta el paso de la humedad. Esto provoca que la humedad ascienda por la pared del envase, lo que lleva a la separación y contracción del producto. Además, a concentraciones excesivamente altas, la solución tiende a aglomerarse durante la liofilización, lo que resulta en un aspecto irregular. A concentraciones excesivamente bajas, la resistencia mecánica es baja y la estructura del producto es relativamente suelta o incluso se convierte en polvo después del envasado y transporte, lo que afecta su aspecto.

2. Grosor excesivo del producto. Generalmente, debe ser de 10 a 15 mm. Un espesor excesivo es similar a la situación con concentraciones excesivamente altas, ya que no solo prolonga el secado, sino que también provoca colapso y aglomeración.

3. El rápido aumento y descenso de la temperatura puede causar fácilmente la separación del producto y un secado lento. Velocidad de precongelación: Una disminución de la temperatura del producto de 10-15 °C por minuto se denomina congelación rápida; una disminución de 1 °C por minuto durante la liofilización en un liofilizador Xinyu se denomina congelación lenta. Generalmente, para el secado por sublimación primaria: la temperatura del producto debe controlarse a una velocidad de 5-6 °C.

Por debajo del punto eutéctico, el aumento de temperatura debe ser lento, idealmente de 5 °C por hora. Al finalizar el secado por sublimación primaria, se debe eliminar más del 90 % de la humedad. Secado por sublimación de segunda etapa: Esta etapa elimina principalmente el agua de cristalización y el agua adsorbida por el sólido. La velocidad de calentamiento puede acelerarse, idealmente a 5-10 °C/h, pero la temperatura final del producto no debe superar su temperatura segura; de lo contrario, su actividad disminuirá, se aglomerará y su solubilidad se verá afectada.

4. Velocidad de ventilación. Antes de extraer el producto de la cámara, la velocidad de ventilación no debe ser excesiva; de lo contrario, un cambio repentino y significativo en el nivel de vacío dentro de la cámara generará una corriente turbulenta que entrará en el recipiente, provocando que el producto se vuelva floculento o pulverulento, afectando su apariencia.