Сублимационная сушка

Среди различных способов сушки, применяемых в фармацевтической промышленности наибольшее распространение получила сублимационная сушка, позволяющая наилучшим образом сохранить полезные свойства высушиваемых продуктов.
Сублимационная сушка, называемая также вымораживанием, молекулярной, или лиофильной, — популярный и стремительно развивающийся технологический процесс нескольких последних десятилетий. Причиной тому служит высокое качество получаемых продуктов и незаменимость сублимационной сушки, прежде всего, в фармацевтической, пищевой промышленности, биотехнологии для высушивания термолабильных, окисляющихся и дорогостоящих лекарственных веществ (гормональных препаратов, антибиотиков, витаминов, ферментных препаратов, а также препаратов крови, сывороток и вакцин). Порошки, полученные методом сублимационной сушки, очень гигроскопичны и легкорастворимы.
Основным преимуществом и отличительной особенностью сублимационного обезвоживания является то, что процесс протекает при отрицательной температуре. Высушиваемый продукт предварительно замораживают, а удаление влаги происходит за счет сублимации - фазового перехода из твердого состояния в парообразное, минуя жидкое.
Фазовый переход лед-пар может быть осуществлен при соблюдении определенных условий в соответствии с фазовой диаграммой для воды. При этом значения парциального давления водяного пара и температуры материала должны находиться ниже соответствующих значений для тройной точки.
Благодаря низкотемпературным условиям сублимационного обезвоживания первоначальные свойства продукта не только сохраняются (летучие? биологически активные вещества, первоначальный запах, вкус, цвет), но и улучшаются вследствие концентрации наиболее ценных компонентов.
Сублимационная сушка протекает в три основные стадии:

• предварительное замораживание продукта;
• удаление из продукта всей замороженной влаги путем сублимации (период постоянной скорости сушки);
• удаление части невымороженной (связанной) влаги с повышением температуры до допустимого уровня (период падающей скорости сушки).

При сублимационной сушке фармацевтических препаратов стадия замораживания является ключевой при формировании внутренней структуры и морфологии частиц, растворимости и стабильности сухого продукта. Кроме того, на данной стадии возможна потеря биологической активности фармацевтических веществ.
Процесс сублимационной сушки продуктов микробиологической, пищевой, медицинской и других отраслей промышленности протекает в основном в условиях среднего разряжения при температурах от —5 до —35 °С. Лиофильная сушильная установка состоит из сушильной камеры, конденсатора-десублиматора и вакуум-насосной системы.
Специфика процесса сублимационной сушки определяет его основные преимущества:

• влага удаляется при низких температурах, что практически исключает термоинактивацию продукта
• практически исключается удаление летучих компонентов высушиваемого материала, нарушение его химического состава;
• облегчается возможность получения сухого продукта в фасованном стерильном виде (ампулы, флаконы).

К основным недостаткам сублимационной сушки относятся: периодичность, длительность и энергоемкость процесса, сложность оборудования и высокая гигроскопичность высушенного материала.
Основная причина высокой стоимости процесса сублимационной сушки заключается в том, что процесс, протекающий при отрицательной температуре, идет не столь интенсивно, как при положительных температурах, движущая сила процесса ниже, чем в случае тепловых способов сушки.
Существует ряд способов интенсификации процесса и, как следствие, сокращения времени сушки: проведение процесса под вакуумом в условиях активной гидродинамики, совмещение с радиационной сушкой и другие.