CN1092332C - 在升华干燥工序的附加干燥时测定剩余湿度的方法和装置 - Google Patents
在升华干燥工序的附加干燥时测定剩余湿度的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1092332C CN1092332C CN95197634A CN95197634A CN1092332C CN 1092332 C CN1092332 C CN 1092332C CN 95197634 A CN95197634 A CN 95197634A CN 95197634 A CN95197634 A CN 95197634A CN 1092332 C CN1092332 C CN 1092332C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- desorption efficiency
- zero point
- lyophilization
- chamber
- humidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 description 1
- 235000013569 fruit product Nutrition 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N7/00—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
- G01N7/14—Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing the material to emit a gas or vapour, e.g. water vapour, and measuring a pressure or volume difference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
- F26B25/22—Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
- F26B5/06—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种获取干燥产品在升华干燥工序的附加干燥过程中的剩余湿度的方法；为了不中断干燥工序而获取剩余湿度，建议在附加干燥阶段每隔一定时间如10分钟测量一下解吸率，用一计算器从两个或多个测量值中计算出达到某一解吸率即解吸率零点的时间，该解吸率使期望的剩余温度仅在一个很小的容许范围内变化；当时的剩余湿度由计算器通过对解吸率从零点到测量时刻的时间积分求得。
Description
本发明涉及一种升华干燥工序中测定剩余湿度的方法和装置。
升华干燥是用来清除如药物或食品中原冻结水的一种方法。该方法通常在远小于水蒸气压力(冰块温度时)的气压下进行：如对应于-20℃的冰块温度水蒸气压力为1.03mbar(平衡状态下)；为使水蒸气能从冰块表面流入干燥室，干燥室内水蒸气压力必须明显小于1.03mbar，如0.4mbar。根据上述，气压必须小于0.4mbar，如0.05mbar。
只要产品中还有结晶(冻结)水存在，这种干燥阶段就称为主干燥或升华干燥。如果在该阶段将干燥室与冷凝器之间的闭锁装置关闭很短时间(几秒钟)，室内将达到对应于冰温的平衡水蒸气压力。这样从压力升高可直接推出冰温。这种方法称作气压温度测量(BTM)。
如果已没有以冰的形式存在的水，则剩余的水被干燥产品吸收或者或多或少地固结其中。除掉这些水称为附加或解吸干燥。在该阶段可解吸的水量取决于产品温度，水的结合形式以及当时存水量。在热力学平衡状态下，当时的水蒸气压力(对一给定温度)是干燥产品含水量的一种量度。该函数即：水蒸气压力与干燥产品含水量的关系称为解吸等温线。平衡状态的出现以几小时的数量级持续—随温度而变。通常在持续数小时的干燥过程中，该测量值可以不必重新再测。因此，通常在附加干燥过程中，是用真空-操纵器将装有干燥产品的单个瓶子或散装物料的样品从干燥室中取出来以确定剩余湿度(RF)以及在达到理想RF时结束干燥过程。如果没有这种装置，则必须进行多次装料，选择不同的干燥时间并测量其相应的RF值。但是在此应实行相同的控制过程。这样就不可避免地产生一些偏差，而且估计哪些偏差允许哪些不允许总是有风险。除此之外这两种方法还有一个严重缺陷，即只能从几个样品获取RF。根据经验，多个样品的RF值可能例如随瓶子或散装物料安放在室内的位置而有明显差别。因此很希望能测量所有瓶子(可到几万个)或所有散装物料(可到几吨)的平均RF值。
在按照本发明的获取干燥产品在升华干燥工序的附加干燥过程中的剩余湿度的方法中，在附加干燥阶段每隔一定时间测量一下解吸率，用一计算器从两个或多个测量值中计算出达到某一解吸率即解吸率零点的时间，该解吸率使期望的剩余湿度仅在一个很小的容许范围内变化；当时的剩余湿度由计算器通过对解吸率从零点到测量时刻的时间积分求得。
另外，可以每次测量后更新确定解吸率零点，并求得修正的剩余湿度。
还可以通过眼睛读取仪器，用图解外插法获得零点，手算剩余湿度。
在该方法的在带有引入，引出室的连续升华干燥设备中的实施中，该方法应用于引出室，设备的周期时间和/或加热板的温度特征变化使得在引出室中产品达到期望的剩余湿度。
在该方法的在带有升华干燥室及调节板的连续升华干燥设备中的实施中，该方法应用于升华干燥室，附加干燥阶段的持续时间和/或调节板的温度变化使得产品到附加干燥阶段结束时达到期望的剩余湿度。
另外，本发明方法的实施装置由一个真空测量器，一个干燥室与冰块冷凝器之间的切断装置和一个程序化计算器组成，计算器上带有显示剩余湿度的显示器。
根据本发明在附加干燥过程中可以不必特意中断干燥过程，每隔一定时间获取类似“积分”RF值。为此，步骤如下：将干燥室与冷凝器之间的切断装置切断一定时间，如30或60秒。在切断时间内解吸水蒸气使室内压力升高。从切断时间，室内容积和室内干燥物质量可以计算出解吸率。
单位
V＝室内容积； dp＝压力升高； dt＝测量时间
根据Avogadro定律1.mbar可以换算成质量(如克)。解吸率(DR)定义为：
每小时干燥物中水的百分数
根据本发明，从相邻的两次类似测量中可以外插得出DR达到某一小值的时刻。如果该值选得足够小，使其对待测RF值的影响，如在几个小时的干燥时间内都在允许范围内，则可从该定义的DR值“DR零点”开始直到当前测量时刻进行时间积分得出RF值。积分后的DR值即测量时刻的期望RF。
以下结合附图对本发明进行描述。
图1所示为不同产品的解吸率。
图2图3所示为可以利用本发明的升华干燥设备。
在图1中描绘的是解吸率DR(固体物质中的含水百分数/小时)随时间(分钟，从附加干燥开始计)的变化。
产品a：产品温度 37℃-42.5℃
产品b：产品温度 22℃-23℃
产品c：产品温度 41.5℃-43℃
产品d：产品温度 40℃-40℃
小圆圈分别表示剩余湿度的积分零点。
产品a和d是可比较的，产品d的主干燥过程是这样控制的，d的主干燥时间比a的短大约15分钟。
因为DR曲线(图1曲线a)的斜率在从主干燥到附加干燥的过渡阶段有变化，附加干燥阶段的开始应这样确定：DR曲线外插零点变化应只有很小。DR值非常小时也会出现这种情况，而这些DR值通常已没有意义。如果要考虑这种偏差(图1曲线b)，则可在最后一次测量修正“零点”，这特别适用于，当产品温度在附加干燥过程中仍有细微变化时(图1曲线b)。
每个DR值的测量都有一定的不准确性，根据本发明提供方法可使这种影响最小，取连续相邻的三次测量，用最小二乘法从中确定最可能的直线。积分所用到的“DR零点”就位于这条直线上。
图2给出了一套连续的升华干燥设备图(Leybold AG公司CQC系统，Hanau)。包括下列组件：
1 冷冻室
2 加载室
3 壳型加载
4 引入阀
5 冷凝器
6 分别带一个转动活塞真空泵和一个滚动活塞真空泵的泵组
7 节流阀(真空密封)
8 升华干燥通道
9 装有CQC-挂车的加热板系统
10 排出阀
11 卸载站
12 产品卸载
13 清洗装置
14 车辆运输的轨道系统
15 CQC-挂车
本发明可用于连续的升华干燥设备(图2)，在排出阀进行两次(或三次)压力升高测量并以算出的零点通过积分即可得出RF。如果产品在排出阀外仍然具有太高的RF，可以将产品传输从而即干燥时间延长一个周期；或者在RF值太小时将下一个传输步骤的周期缩短。
图3所示为非连续描绘的，制药工业常用的升华干燥设备，包括下列组件：
21 升华干燥室
22 调节
23 冷冻待干燥产品容器
24 闭锁密封器
25 温度回路(冷/热)
26 制冷机
27 冷凝器
28 冷却介质蒸发器
29 切断阀
30 真空泵
31 排出除霜水和净化水的供给泵
32 测压器
33 计算器
为确定RF已公开了多种方法，其用于不同的产品也导致不同的结果，因为各方法仍含有一定形式的结合水或不再含水。这里描述的方法对应于热重力测量法(见May，J.C.等：Measurement of FinalContainer Residual Moisture in Freeze-Dried Biological Products：International Symposium on Biological Product Freeze-Drying andFormulation，pp.153-164，Karger-Verlag，Basel，1991)。与May所述热重力测量法不同的是，不是用天平称干燥物直到实际重量达到恒定，而是测量释放的水蒸气，直到水蒸气释放完全结束或达到某一期望值。
Claims (6)
1.获取干燥产品在升华干燥工序的附加干燥过程中的剩余湿度的方法，其特征在于，在附加干燥阶段每隔一定时间测量一下解吸率，用一计算器从两个或多个测量值中计算出达到某一解吸率即解吸率零点的时间，该解吸率使期望的剩余湿度仅在一个很小的容许范围内变化；当时的剩余湿度由计算器通过对解吸率从零点到测量时刻的时间积分求得。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，每次测量后更新确定解吸率零点，并求得修正的剩余温度。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法通过眼睛读取仪器，用图解外插法获得零点，手算剩余湿度。
4.按权利要求1，2或3之一所述的方法在带有引入、引出室的连续升华干燥设备中的实施方法其特征在于，该方法应用于引出室，设备的周期时间和/或加热板的温度特征变化使得在引出室中产品达到期望的剩余湿度。
5.按权利要求1，2或3之一所述的方法在带有升华干燥室及调节板的连续升华干燥设备中的实施方法其特征在于，该方法应用于升华干燥室，附加干燥阶段的持续时间和/或调节板的温度变化使得产品到附加干燥阶段结束时达到期望的剩余湿度。
6.按权利要求1至5之任一项所述方法的实施装置，其特征在于，该装置由一个真空测量器，一个干燥室与冰块冷凝器之间的切断装置和一个程序化计算器组成，计算器上带有显示剩余湿度的显示器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19504814 | 1995-02-14 | ||
| DE19504814.8 | 1995-02-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1175306A CN1175306A (zh) | 1998-03-04 |
| CN1092332C true CN1092332C (zh) | 2002-10-09 |
Family
ID=7753877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN95197634A Expired - Fee Related CN1092332C (zh) | 1995-02-14 | 1995-08-18 | 在升华干燥工序的附加干燥时测定剩余湿度的方法和装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6176121B1 (zh) |
| EP (1) | EP0811153B1 (zh) |
| JP (1) | JP3850442B2 (zh) |
| CN (1) | CN1092332C (zh) |
| BR (1) | BR9510380A (zh) |
| DE (1) | DE59503956D1 (zh) |
| DK (1) | DK0811153T3 (zh) |
| ES (1) | ES2125652T3 (zh) |
| WO (1) | WO1996025654A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19719398A1 (de) * | 1997-05-07 | 1998-11-12 | Amsco Finn Aqua Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Gefriertrocknungsprozesses |
| US6971187B1 (en) | 2002-07-18 | 2005-12-06 | University Of Connecticut | Automated process control using manometric temperature measurement |
| GB0505849D0 (en) * | 2005-03-22 | 2005-04-27 | Boc Group Plc | Method of monitoring a freeze drying process |
| ATE532016T1 (de) * | 2008-07-23 | 2011-11-15 | Telstar Technologies S L | Verfahren zur überwachung der zweiten trocknung in einem gefriertrocknungsverfahren |
| US8434240B2 (en) | 2011-01-31 | 2013-05-07 | Millrock Technology, Inc. | Freeze drying method |
| JP5876424B2 (ja) * | 2011-02-08 | 2016-03-02 | 共和真空技術株式会社 | 凍結乾燥装置に適用される被乾燥材料の昇華面温度、底部品温及び昇華速度の算出方法及び算出装置 |
| US9121637B2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-09-01 | Millrock Technology Inc. | Using surface heat flux measurement to monitor and control a freeze drying process |
| US10605527B2 (en) | 2015-09-22 | 2020-03-31 | Millrock Technology, Inc. | Apparatus and method for developing freeze drying protocols using small batches of product |
| US10350319B2 (en) * | 2017-01-23 | 2019-07-16 | Sterilucent, Inc. | Method for liquid detection and drying |
| CN108956369B (zh) * | 2018-08-24 | 2024-09-17 | 上海暖友实业有限公司 | 测量发热器具产生水蒸气量的测量仪和水蒸气量检测方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2575169A (en) * | 1948-09-17 | 1951-11-13 | Stromberg Carlson Co | Method of determining the rate of moisture absorption |
| US4168623A (en) | 1977-02-07 | 1979-09-25 | Philip Morris Incorporated | Method for determining volatile content of a sample |
| US4142403A (en) * | 1977-10-17 | 1979-03-06 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method and means for testing soils |
| US4506994A (en) * | 1982-09-20 | 1985-03-26 | General Signal Corporation | Dew point measurement and time trend analysis |
| FR2573530B1 (fr) * | 1984-11-21 | 1987-01-30 | Siderurgie Fse Inst Rech | Appareil pour la determination rapide du taux d'humidite d'un materiau. |
| US4606650A (en) * | 1984-11-26 | 1986-08-19 | Domtar Inc. | Microwave, a closed vessel and methods of determining volatile material content |
| US4561191A (en) * | 1985-05-28 | 1985-12-31 | Parkinson Martin C | Method and apparatus for continuous freeze drying |
| US4709579A (en) * | 1985-08-16 | 1987-12-01 | Westinghouse Electric Corp. | Measurement of moisture content |
| DE3832726C2 (de) | 1988-01-25 | 1997-04-30 | Sartorius Gmbh | Trocknungswaage mit digitaler Auswerteeinheit zur Bestimmung des Endpunktes der Trocknung |
| US5367786A (en) | 1990-11-06 | 1994-11-29 | Jennings; Thomas A. | Method and apparatus for monitoring the processing of a material |
| DE4302983A1 (de) * | 1993-02-03 | 1994-08-04 | Roland Dipl Ing Dr In Wernecke | Verfahren zur Materialfeuchtebestimmung, Verfahren zur Bestimmung materialspezifischer Sorptionsisothermen sowie Gerät zur Durchführung dieser Verfahren |
| DE4334902C2 (de) * | 1993-10-13 | 1998-07-02 | Martin Christ Gefriertrocknung | Gefriertrocknungsanlage |
-
1995
- 1995-08-18 DK DK95929891T patent/DK0811153T3/da active
- 1995-08-18 US US08/875,708 patent/US6176121B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-18 DE DE59503956T patent/DE59503956D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-18 BR BR9510380A patent/BR9510380A/pt not_active Application Discontinuation
- 1995-08-18 JP JP52459596A patent/JP3850442B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-18 EP EP95929891A patent/EP0811153B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-18 ES ES95929891T patent/ES2125652T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-18 CN CN95197634A patent/CN1092332C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-18 WO PCT/EP1995/003294 patent/WO1996025654A1/de active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK0811153T3 (da) | 1999-06-23 |
| US6176121B1 (en) | 2001-01-23 |
| WO1996025654A1 (de) | 1996-08-22 |
| EP0811153B1 (de) | 1998-10-14 |
| JPH10513568A (ja) | 1998-12-22 |
| DE59503956D1 (de) | 1998-11-19 |
| CN1175306A (zh) | 1998-03-04 |
| BR9510380A (pt) | 1998-06-02 |
| ES2125652T3 (es) | 1999-03-01 |
| JP3850442B2 (ja) | 2006-11-29 |
| EP0811153A1 (de) | 1997-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1092332C (zh) | 在升华干燥工序的附加干燥时测定剩余湿度的方法和装置 | |
| Tsami et al. | Water sorption isotherms of raisins, currants, figs, prunes and apricots | |
| Tsami et al. | Heat of sorption of water in dried fruits | |
| CN101634845B (zh) | 监视冷冻干燥处理中的次级干燥的方法 | |
| CN101469689A (zh) | 低温泵、低温泵单元、包括低温泵单元的真空处理设备以及低温泵再生方法 | |
| CN2888374Y (zh) | 真空冷冻干燥机 | |
| KR20170008158A (ko) | 진공 건조 장치 및 진공 건조 방법 | |
| CN101419015B (zh) | 判断一次升华干燥结束点和二次干燥结束点的方法 | |
| Duan et al. | The drying strategy of atmospheric freeze drying apple cubes based on glass transition | |
| CA2091682A1 (en) | System for determining liquid vapor pressure | |
| CN110973283A (zh) | 一种利用冷凝水测量湿度的低压杀青机及湿度测量方法 | |
| Chandrasekaran et al. | Volatiles retention during drying of food liquids | |
| US3031381A (en) | Method of drying bacteria | |
| Ng et al. | Relationship between equilibrium relative humidity and deterioration of shelled corn | |
| CN86102814A (zh) | 液体咖啡香精的制备方法 | |
| Alvarez et al. | Principal component analysis to study the effect of temperature fluctuations during storage of frozen potato | |
| McFetridge et al. | Influence of hydrogenated starch hydrolysates on the glass transition and crystallisation of sugar alcohols | |
| RU2395072C1 (ru) | Способ измерения газовыделения материалов в вакууме | |
| Tabibi et al. | Interaction of water vapor and compressible sugar | |
| CN1630545A (zh) | 用于乳酸低聚反应的方法 | |
| RU2821115C1 (ru) | Устройство для сублимационной сушки | |
| CN1081460A (zh) | 新的冷冻剂混合物 | |
| SU506597A1 (ru) | Способ очистки возвратной хлорметилизобутиленовой фракции синтеза бутилкаучука | |
| EP1870650A1 (en) | Lyophilisation targeting defined residual moisture by limited desorption energy levels | |
| RU2108523C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом сушки продукта в сублимационной сушилке |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HOF SANGDE EQUIPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: GEORG W. ERTYANA Effective date: 20101008 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: LUEBECK, GERMANY TO: LORA, GERMANY |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20101008 Address after: German Laura Patentee after: HOF Sander Equipment Ltd Address before: Lubeck Patentee before: Georg W. Oetjen |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20021009 Termination date: 20120818 |