Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Нежута Александр Александрович

Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов
<
Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нежута Александр Александрович. Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов : Дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.23 : Щелково, 2003 288 c. РГБ ОД, 71:04-3/120

Содержание к диссертации

Введение

Обзор литературы 13

Замораживание биоматериалов 13

Сублимация биоматериалов

Досушивание биоматериалов

Кинетика сушки 58

Практика разработки режимов сублимационного высушивания и анализ промышленных процессов производства сухих биопрепаратов 65

Материалы и методы 80

Собственные исследования 92

Исследования эвтектических температур промышленных биоматериалов 92

Этап замораживания биоматериалов 103

1. Влияние глубины замораживания на качественные характеристики сухих биопрепаратов 103

2- Исследование влияния условий охлаждения на формирование макроструктуры биоматериалов 109

Этап сублимации биоматериалов 130

1. Исследование влияния температуры материала при сублимации на биологические и качественные характеристики сухих биопрепаратов 130

2. Исследование кинетики сушки биоматериалов. Разработка методики и расчетной зависимости для оценки длительности этапа сублимации 134

Этап досушивания биоматериалов 153

1. Исследование влияния температурно-временных режимов досушивания на качественные и количественные характеристики сухих биопрепаратов 153

2. Разработка методики и расчетной зависимости для оценки величины остаточной влажности сухих биопрепаратов 169

Требования к технологической документации. Методологическая схема разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов 181

Обсуждение 188

Выводы 205

Практические'предложения 208

Список литературы 209

Приложение 242

Введение к работе

ІЛ.Актуальность темы. Проблема стабилизации биологических материалов ввиду их лабильности возникла одновременно с развитием биологической науки. История развития методов консервирования биологических структур берет свое начало от открытия W.Preyer,1873 явления оживления замороженных и сухих животных и микроскопических существ- Работы T.Needham, 1743; MDoyere, 1842; CSchultze, 1915; Л. Лоза-Лозинского, 1935; М-Покровской,1960 и др. по выявлению необходимых условий замораживания, восстановления, хранения на последующее «оживление» живых существ и микроорганизмов явились первыми этапами в разработке техники и технологии высушивания биоструктур. Применение в ветеринарной практике препаратов биологической природы - вакцин, лечебных сывороток, диагностических, гормональных и других препаратов связано с необходимостью сохранения их активности до момента реализации. Одним из традиционных методов, используемых для этих целей, является охлаждение и высушивание- В обоих случаях создаются условия, при которых обменные реакции и процессы жизнедеятельности замедляются или полностью прекращаются. Метод консервирования биоматериалов, сочетающий в себе замораживание и высушивание в вакууме является в настоящее время наиболее перспективным и удобным для практических целей. Этот метод получил название сублимационного высушивания. Успешное применение сублимационного высушивания в биологической промышленности стало возможным благодаря теоретическим и экспериментальным разработкам АЛыкова, А.Гинсбурга, Э.Каухчешвили, С.Колесова, Г.Филоненко, МГришина, Б.Чижова, Е.Никитяна, Э.Гуйго, МВербы, E-Flosdorf, L.Rcy, R.Harris, R.Greif и многих других. Выполненные ими исследования позволили получить данные о механизмах внешнего и внутреннего тепло - и массообмена при сублимационной сушке, описать процессы, происходящие при сублимации влаги и ее конденсации в условиях вакуума, опреде-

лить предпосылки для выбора рациональных схем холодильных установок и сублиматоров. Определены основные этапы метода сублимационного высушивания, их значимые режимные и технологические параметры, влияющие на качественные, количественные и экономические показатели сухих биопрепаратов.

Со времени организации в 1956 году на Щелковском биокомбинате первого в стране специализированного цеха по производству сухих биопрепаратов по 1975 год было внедрено более 50 различных сухих биопрепаратов. Процессы их изготовления разрабатывались различными авторами, имевшими свои взгляды и подходы на решение проблем создания сухого биопрепарата, а также методы и средства их реализации. Данная ситуация приводила к значительному разнообразию режимов сублимационного высушивания биопрепаратов даже одного вида, которому способствовали различия в описании содержательной части рекомендуемых режимов, в большинстве своем не корректных, не информативных для однозначного их прочтения и воспроизводства в промышленных условиях.

Существовавшая в те годы недостаточная теоретическая и экспериментальная база по проблемам производства сухих биопрепаратов, несовершенство холодильного и сублимационного оборудования и их весьма ограниченные технологические возможности, а также отсутствие простых» доступных в широкой практике методик оценки режимных параметров предопределили основу концепции методологических и методических подходов к разработке и внедрению режимов сублимационного высушивания биопрепаратов - это опытная разработка режимных параметров путем простого подбора температур материала и длительностей этапов. Безусловно, это не могло не отразится на степени научной обоснованности режимов сублимационного высушивания биопрепаратов, качественных, количественных и экономических показателях готовой продукции, их стандартности.

Исторически сложившаяся невалидированная методическая схема разработки процессов сублимационного высушивания биопрепаратов, существующая до сих пор, имеет ряд существенных недостатков и не соответствует современным требованиям, предъявляемым к производству качественной и стандартной продукции согласно правилам GMP-

В 70-80х годах качественные изменения претерпела техническая оснащенность научно-исследовательских лабораторий и биопредприятий. Произошло техническое перевооружение биологической промышленности в области замораживания и высушивания биопрепаратов. Благодаря успехам в области создания холодильной и вакуумной техники расширены технические и технологические возможности промышленного холодильного и сублимационного оборудования.

Был накоплен опыт сублимационной сушки биоматериапов, основанный на данных новых фундаментальных наук, таких как криобиология, криохимия, учитывающий результаты исследований роли воды в биологических системах. Данные этих наук дали новые сведения о природе повреждений, происходящих в биологических системах в условиях гипотермии, низких температур и при обезвоживании; позволили определить основные параметры технологии консервирования биоматериалов замораживанием и обезвоживанием, лимитирующие качественные показатели сухих биопрепаратов. Это позволило более обоснованно подходить к вопросам разработки и реализации в промышленных условиях режимов замораживания и сушки биоматериалов.

Значительно расширилась номенклатура выпускаемых в сухом виде биопрепаратов, обладавших различными физико-химическими, технологическими и биологическими характеристиками, что требовало пересмотра существовавших технологий и разработки новых видов сухих препаратов с позиций единых научно обоснованных методических подходов и

требований к разработке процессов сублимационного высушивания биопрепаратов.

Актуальность решения данной проблемы была признана на официальном уровне и нашла свое отражение в формулировке Государственного задания 11.04 темы 09 «Разработать научные основы стабилизации биологических препаратов и усовершенствовать существующие способы их консервирования», и, в частности, в разделе 09.01. «Разработать научно обоснованную технологическую схему высушивания биопрепаратов», к выполнению которого мы приступили в 1976 году. (Р.к. №76061937 от 7.07.76г.; Ин. Xs Б 972827 от 11.08.81).

Кроме того, актуальность выполнения данной работы определена новыми отношениями и взглядами на качество продукции, определенными в законе о техническом регулировании; обязательным внедрением на предприятиях биологической промышленности правил GMP и обеспечением конкурентоспособности продукции, в связи с предстоящим вступлением в ВТО.

Весь комплекс научных и экспериментальных работ по данной теме проводился нами в течение 1976 ^-2002 годов согласно тематическим планам НИР института, утвержденным вышестоящими организациями (1990 -- 96гг. Рк № 01.9.60001525 Ин.№ 02.960.07220; 1996 - 2000гг. PicNb 01,6.960010217 Ин.№ 02.2.01.02998; 2000 - 2001гг. Рк№ 01.200.1126885 Ин.Х» 02.200200861).

1.2-Цель и задачи исследований. Цель исследований — научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи;

исследовать:

физические характеристики жидких биоматериалов как объектов

сушки;

влияние условий первичной кристаллизации жидких биоматериалов на формирование макроструктуры (макровида) сухих биопрепаратов;

кинетику сушки биоматериалов с основными промышленными защитными средами на основе пептона, лактозы, сахарозы, желатины и обезжиренного молока;

влияние температурно-временных режимов этапов сублимационного высушивания на качество сухих биопрепаратов;

ф разработать:

- методики и расчетные зависимости для оценки длительности этапов
замораживания, сублимации и досушивания при различных режим
ных и технологических параметрах сублимационного высушивания
биопрепаратов;

- методику и расчетные зависимости для оценки величины остаточ-
- ной влажности биопрепаратов при различных режимных и техноло
гических параметрах досушивания;

на базе анализа теоретических и экспериментальных работ, а так
же собственных исследований разработать принципиальную струк
турно-функциональную методологическую схему разработки и со
вершенствования промышленной технологии сублимационного вы
сушивания биопрепаратов.

1.3. Научная новизна*

Впервые в практике производства сухих биопрепаратов:

-определены физические характеристики жидких биоматериалов, как
объектов сушки - температура полного замораживания, эвтектические
< температуры биоматериалов;

-определены условия первичной кристаллизации биоматериалов, формирующие основные виды макроструктур сухих биопрепаратов, получаемые в условиях их промышленного производства;

-изучена кинетика процесса сублимационной сушки биоматериалов с основными промышленными защитными средами и получено уравнение для расчета общей продолжительности процесса сублимационной сушки биопрепаратов;

-показано комплексное влияние температурно-временных параметров этапа досушивания на биологические показатели сухих биопрепаратов как непосредственно после сушки, так и в процессе хранения;

-разработаны методики и расчетные зависимости оценки длительности этапов замораживания, сублимации и досушивания биоматериалов в условиях их промышленного производства;

-разработаны методика и расчетные зависимости оценки величины остаточной влажности биопрепаратов при различных режимных и технологических параметрах досушивания;

-предложена принципиальная структурно-функциональная методологическая схема разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов,

1.4. Практическая значимость

1AL Определены значения температур полного замораживания и эвтектические температуры биоматериалов, позволяющие обосновать и рассчитать температурно-временные режимы этапов замораживания и сублимации биоматериалов в промышленных условиях и определить пути их совершенствования.

1.4.2. Определены условия первичной кристаллизации биоматериалов, при которых формируются основные виды макроструктур (макровида) сухих биопрепаратов, позволяющие сделать предварительную оценку ре-

жимов досушивания для достижения требуемого уровня остаточной влажности в серии готового продукта.

1.43. Разработаны методики, позволяющие получить расиетные зависимости для оценки длительности этапов сублимационного высушивания биопрепаратов при различных режимных и технологических параметрах,

1-4,4. Разработаны расчетные зависимости, позволяющие оценить длительность этапов замораживания, сублимации и высушивания биоматериалов при различных температурах материала и технологических параметрах при разработке новых биопрепаратов и совершенствовании существующих промышленных режимов производства сухих биопрепратов,

1.4,5, Разработана методика, позволяющая получить расчетные зависимости для оценки величины остаточной влажности сухих биопрепаратов.

1,4-6, Разработана расчетная зависимость для оценки величины остаточной влажности для биопрепаратов с традиционными защитными средами, с помощью которой можно не только оценить интервал значений влажности сухого материала, который будет получен при досушивании с заданной температурой .материала и определенной длительностью ее поддержания, но и оценивать величину остаточной влажности в течение процесса досушивания.

1А7, Разработаны температурно-временные параметры этапа досушивания, которые включены в разделы «Замораживание и высушивание» в действующие НТД по изготовлению противобактериальных вакцин против: сальмонеллеза (паратифа) свиней из шт. ТС-177; сальмонеллеза водоплавающей птицы; листериоза с/х животных из шт. «АУФ».

1А8. Разработаны и внедрены в промышленное производство научно обоснованные режимы замораживания и высушивания, включенные в состав регламентирующих документов на изготовление сухой вакцины против ньюкаслской болезни птиц из шт, «Ла-Сота» с защитной средой на ос-

нове пептона, сухой культуральной вакцины против болезни Марека из шт. ФС — 126 вируса герпеса индеек.

1.5. Основные положения диссертационной работы, которые выносятся на защиту.

  1. Температура полного замораживания и эвтектические температу-ры, являются основными физическими характеристиками жидких биоматериалов, как объектов сушки, подлежащие обязательному исследованию с целью разработки научно-обоснованных режимов сублимационного высушивания биопрепаратов их совершенствования и стандартизации.

  2. Определение условий первичной кристаллизации биоматериалов при замораживании позволяет оценить вид макроструктуры, который будет получен после последующего высушивания, что позволит предварительно разработать режимные параметры досушивания» необходимые для обеспечения требуемой величины остаточной влажности сухого биопрепарата.

  3. Температурно-временные режимы этапа досушивания оказывают сложное комплексное влияние на биологические и количественные характеристики сухого биопрепарата, имеющее свою специфику для каждого препарата и являются предметом исследований для научного обоснования режимов досушивания биоматериалов.

4. Методики оценки длительности этапов сублимационного
высушивания биопреператов позволяют разработать эмпирические
зависимости для расчета длительности этапов замораживания, сублимации,
досушивания при различных режимных и технологических параметрах.
Расчетные зависимости позволяют научно обосновать и усовершенствовать
существующие промышленные режимы сублимационного высушивания
биопрепаратов с минимальными материальными, трудовыми и
финансовыми затратами.

5. Методика оценки величины остаточной влажности позволяет раз
работать эмпирические зависимости для расчета режимов досушивания.

Расчетные зависимости дают возможность оценить как текущее значение остаточной влажности препарата в процессе досушивания, так и прогнозировать влажность готового продукта при различных режимных и техноло-гических параметрах,

6, Методические рекомендации по разработке процессов сублимаци
онного высушивания являются необходимыми и достаточными для разра
ботки научно-обоснованных режимов сублимационной сушки биопрепара
тов.

7, Предложенная структурно-функциональная методологическая
ф схема разработки и совершенствования промышленной технологии субли
мационного высушивания биопрепаратов позволяет: определить основные
объекты, структуру и последовательность исследований, предметы анализа
при разработке процессов сублимационного высушивания биопрепаратов и
их совершенствовании; систематизировать и стандартизировать подходы к
разработке режимов сублимационного высушивания биопрепаратов.

Замораживание биоматериалов

Замораживание является необходимым и важнейшим этапом субли мационного высушивания биопрепаратов. От успеха проведения этого пер іщ вого этапа во многом зависит качество готового сухого продукта. Широкому применению холода в биологии во многом способствова ли успехи в выявлении основных механизмов естественной и искусствен ной защиты живых систем от повреждающего действия замораживания, протекающих в биологических объектах при отрицательных температурах.

На базе фундаментальных исследований особого действия заморажи вания на различных уровнях организации биообъекта отечественными и зарубежными учеными разработаны эффективные методы низкотемпературного охлаждения биологических объектов, которые позволяют сохранить высокий уровень жизнеспособности клеток без изменения исходных функционально-структурных свойств [32,72,93,152,1653268,265,287].

Создание наиболее действенных методов защиты живых структур различных уровней организации от повреждающего действия низких температур возможно только на основе глубокого изучения физико-химических процессов, и в первую очередь тех, которые связаны с функцией воды, ее структурными изменениями при замораживании. Для глубокого понимания изменений, происходящих в биомакромолекулах, клетках, вирусах, в первую очередь, необходимо знание биологической роли воды в живых системах.

Известно, что, являясь простым по химическому составу веществом, вода в то же время остается, во многом, загадочным соединением, В настоящее время не существует единой теории, позволяющей описать и объяснить всю совокупность свойств воды и водных растворов. Общепризнан тот факт, что, являясь при нормальных условиях жидкостью, вода в то же время обладает определенным структурным каркасом с тетраэдрической координацией соседних молекул. Понятие структуры воды обычно подразумевает пространственное расположение молекул воды относительно друг друга [95]. В то же время упорядоченность кристаллоподобной решетки является неустойчивой из-за чрезвычайно малого периода существования водородных связей между молекулами, образующими решетку [85,199]. Тем не менее, являясь низкомолекулярным веществом, вода в отношении давления паров или точки кипения ведет себя как соединение с высокой молекулярной массой.

Одно из основных химических свойств воды - способность растворять многие вещества - обусловлено высоким разделением зарядов в молекуле воды.

Наличие дипольных электронных свойств и структуры, образованной с помощью водородных связей позволяет воде стабилизировать структуры многих макромолекул. Водное окружение является необходимым условием существования биополимеров [6,146,260], Белок удерживается в растворенном состоянии за счет гидратной оболочки вокруг макромолекул- Стабилизация пространственной структуры белковой глобулы происходит за счет того, что молекулы воды фиксируют взаимное расположение отдельных боковых групп, препятствуя их непосредственным контактам и образованию межмолекулярных связей в макромолекуле [19,146]. С другой стороны, динамический характер гидратной оболочки является движущей силой постоянной конформационной подвижности белка [259]. Поэтому вопрос оптимальности проведения замораживания и сублимационной сушки растворов биополимеров сводится в итоге к устранению динамического воздействия воды при сохранении структуры макромолекул за счет достижения стабильного энергетического состояния.

Базой для изучения воды в биологических системах являются физические модели воды, которые, однако, лишь в общих чертах могут объяснить процессы, происходящие в живых системах.

Существует ряд классификаций воды по функции, форме и энергии связи с биомакромолекулами, Люйе [272] по результатам исследований воды клетки животного происхождения различает воду избыточную, метаболическую, жизненно важную, остаточную и не замораживающуюся- Согласно его теории, потеря всей избыточной и до 90-95% метаболической воды не вызывает гибели клеток. Однако дальнейшее обезвоживание приводит к необратимым повреждениям.

Влияние глубины замораживания на качественные характеристики сухих биопрепаратов

Температура материала - важнейший режимный параметр этапа замораживания. Разработка режима замораживания для разработчика новых видов сухих препаратов сводится в основном к определению температур полного замораживания биоматериала и возможности осуществления замораживания биоматериала до этой температуры на существующем в промышленности оборудовании или в решении обратной задачи - создании биопрепарата, имеющего температуру полного замораживания, достижимую на современных промышленных низкотемпературных установках.

В практической технологии производства сухих биопрепаратов охлаждение жидкого биоматериала до температур ниже Тп.з, ведет к неоправданному увеличению длительности процесса, и тем самым, к повышенным экономическим затратам. Замораживание биоматсриала до температур выше Тп.з. может привести к подтайке материала и к вспениванию (кипению) жидких переохлажденных фракций и подъему ледяного блока уже при вакууммировашга камеры сублиматора, что вызовет нарушение условий теплообмена и увеличение длительности последующих этапов сублимационного высушивания биопрепаратов, а порой и потерю качества готового продукта.

Нами проведены исследования по изучению влияния глубины замораживания биоматериалов при использовании основных промышленных защитных сред на основе пептон-лактозы, сахарозо-желатины, обезжиренного молока на макровид биоматериала и биологические характеристики готового продукта при его последующем высушивании.

На рис.20 -г 22 показан макровид биоматериалов, высушенных после предварительного замораживания до температуры Тп.з. и выше.

Чем меньше глубина замораживания по сравнению с Тп.з,т те м больше жидких переохлажденных фракций остается в материале при замораживании и выше вероятность вспенивания материала, и подъема ледяного блока- У различных материалов она различна. Вспенивание придонных участков в материале и значительный подъем ледяного блока наблюдается у материала с ЗС - ПЛ; незначительный подъем блока и небольшое вспенивание наблюдается у материала с ЗС - СЖ; малозаметное вспенивание наблюдается у материала с ЗС - ОМ. Однако, у материалов с ЗС СЖ при незначительном вспенивании и подъеме блока после сублимационного высушивания наблюдаются зоны значительной контракции материала — объемное нарушение макроструктуры (рис. 22)

Вероятность и степень возможного вспенивания, нарушение объемной макроструктуры материала при сушке после его предварительного замораживания до температуры выше Тп.з. можно " предположительно оценить по кривой (рис.23). Чем положе кривая в начальной стадии вторичной кристалллизации, тем больше вероятность и степень вспенивания и нарушения макроструктуры, сформированной на стадии ПК, после предварительного охлаждения материала до температур выше Тп.з. и последующей сублимации. На практике высушивание охлажденного биоматериала до температуры выше Тп.з, приводит к последующему ухудшению условий сублимации и выбросу части подсохших слоев материала из флаконов в силу бурного кипения жидких переохлажденных фракций; полной выбраковке сухого продукта по макровиду, особенно в тех случаях, когда непромороженный материал устанавливается на неохлажденные предварительно полки сублиматора.

Эксперименты по изучению влияния глубины замораживания на биологические характеристики биопрепарата и длительность этапа субли мации проводили на примере вакцин против НБ птиц из штамма «Ла-Сота» с ЗС -ПЛ и ОМ, против бруцеллеза с\х животных из штамма 82 с ЗС - СЖ. Вакцины расфасовывали по 4 мл в пенициллиновые флаконы емкостью 20 см3. Температура полного замораживания вакцины против НБ птиц состав ляла минус50 С с ЗС - ПЛ, минус 45С с ЗС - ОМ; вакцины против бру \ф целлеза с/х животных из шт-82 — с ЗС — СЖ минус 52С. Сублимацию проводили под контролем ДДТП до удаления приблизительно 90% всей влаги материала. Температура нагрева плит поддерживалась на уровне +25С при давлении в камере 8 Па в течение всего процесса сублимации; температура материала на этапе досушивания составляла +30С в течение 10 часов. Результаты экспериментов приведены в табл.8

Исследование влияния температуры материала при сублимации на биологические и качественные характеристики сухих биопрепаратов

Определяющим режимным параметром на этапе сублимации, влияющим на качество биоматериала, является температура материала.

Теоретически оптимальным уровнем температур при высушивании биоматериалов являются их эвтектические температуры.

Нами проведены исследования по изучению влияния температуры сублимации на величину потерь исходной активности и макровид сухих биопрепаратов при применении ЗС — ПЛ, СЖ., ОМ.

В качестве объектов исследования использованы вирусвакцина против НБ птиц из шт. «Ла-Сота» с ЗС — ПЛ, ОМ и вакцины против бруцеллеза с/х животных из шт. 82 и 19 с ЗС — СЖ, расфасованных по 6 мл в пени-циллиновые флаконы емкостью 20 см3.

Вакцины предварительно замораживали в промышленных холодильных установках типа НС - 150/50 и НС 700/50 до температуры полного замораживания.

Этап сублимации проводили двумя вариантами: 1 - до 90% влаги удаляли в зоне эвтектики (требуемую длительность сублимации определяли по формуле (12) данной работы; 2 - сублимацию осуществляли при начальной температуре материала Тэ.в. с последующим плавным ее повышением 1-2 в час (как регламентировано в ряде нормативных документов) до температуры материала равной 0С. Досушивание во всех экспериментах проводили при температуре материала +25С в течение 12 часов. Результаты экспериментов показывают, что температура биоматериалов с ЗО - ПА. ОМ, СЖ на :этапе сублимапи:и имеет важное значение и не должна бь:ть при сублимации влаги выше верхней эвтектической температуры. .В противном сдучае вероятны значительные потери исходных биологических характеристик би о мате риалов и нарушение макроструктуры, сформированной на этане замораживания.

Очевидно, "что критерием качества про ведем н.я зтапа еублимашш вполне может служить удаление до 90% всей влаги в зоне эвтектических температур.

Исследование кинетики сушки би материалои. Разработка методики и расчетной зависимости для оценки длительности этапа сублимации.

Изучение влияния технологических и режтгаьп параметров супаш на качество сухих б но препаратов, выявление значимых параметров, однако, не дает erne полного представления о длительности периодов еутпхн. характере удаления влаги в процессе сушки в зависимости от различных технологических я режимных .параметров. Необходимом условием научно обоснованной разработки и совершееютвования сушки биопрепаратов я.в 135

ляется исследование кинетики процесса сушки и возможность предварительного расчета длительности этапов сушки.

Нами проведены исследования по изучению кинетики сушки вирус-вакцины против ньюкаслской болезни из штамма «Ла-Сота» в основных промышленных средах (обезжиренное молоко, сахароза +желатин) и перспективной среде на основе пептона. Кинетику сушки изучали для каждого варианта вакцины, расфасованной по 6 мл в пенициллиновые флаконы емкостью 20 см3, в диапазоне температур материала и давления в камере сублиматора наиболее характерных в промышленном производстве биопрепаратов. Высушивание проводили при постоянной температуре материала при сублимации (-20, -25, -30, -35, -40С) до полного удаления всей свободной влаги под контролем ДЦТП при давлении в камере 8 и 20 Па. Досушивание во всех опытах проводили при температуре в материале не выше +25С в течение 10 часов.

По результатам экспериментов построены кривые сушки (приложения 12.1-12.7).

Для каждого варианта вирусвакцины все кривые приводили к определенному начальному влагосодержанню. Так, для вирусвакцины с защитной средой — обезжиренное молоко для всех опытов величина начального влагосодержания составила 1600%, а для вирусвакцины с защитной средой на основе пептона 1250%, для вирусвакцины с защитной средой на основе сахарозы и желатина - 1400%.

Похожие диссертации на Научное обоснование и методика разработки и совершенствования промышленной технологии сублимационного высушивания биопрепаратов