1、預凍
預凍過程不僅是為了保護物質的主要性能不變，而且要獲得凍結后藥品有合理的結構，以利于水分的升華，還要有恰當的裝量，以便日后的應用。預凍效果主要由個3方面決定預凍速度、預凍最低溫度、預凍時間。
預凍速度可分為快速凍結與慢速凍結。快速凍結形成的冰品細，而且沒有凍結濃縮現象，防止了溶質濃縮引起的藥物活性丟失加水復原時溶解快，藥品內的成分均勻一致而慢速凍結則形成較大的冰晶，有凍結濃縮現象。預凍最低溫度一般應低于溶液共熔點溫度，即在共熔點溫度以下8-10℃。共熔點與藥品的品種、保護劑的種類和濃度有關。適宜的預凍時間應可確保抽真空之前所有的藥品均已凍實，不致于因抽真空而引起噴瓶。
2、升華干燥（又稱初次干燥、一次干燥）
初次干燥的過程就是升華的過程，使藥品中凍結的自由水通過升華而逸去，升華干燥的時間與藥品的種類、分裝的厚度及升華時提供的熱量有關。在藥品品種和分裝厚度一定的情況下，必須通過加速熱量傳遞來縮短升華時間。凍干期間水升華的驅動力為藥品與冷凝器之間的溫差。通常升華干燥階段冷凝器溫度為-60℃，至少比藥品溫度低20℃。升華階段的真空度最佳范圍為10~30Pa，既利于熱量的傳遞，又利于升華的進行。
3、解吸干燥（二次干燥）
二次干燥主要是去除部分結合水，這部分水主要由范德華力、氫鍵等弱分子鍵吸附在藥品上，需要更多的能量。藥品升華結束時由于冷凍水已蒸發完畢，因而可將溫度迅速上升到設置的最高溫度，這樣既有利于藥品殘留水分的去除，也可縮短二次干燥時間。二次干燥階段冷凝器溫度更低，可達-80℃，這樣獲得的凍干品殘留水量較低。初次干燥后藥品殘留水分通常在10%左右，二次干燥后殘余水分一般應低于2%。
凍干藥品中的殘留水分對凍干藥品質量影響很大，殘留水分過多，藥物容易失活，穩定性差。為控制凍干藥品中殘留水分，二次干燥時應在保持藥品活性的條件下選擇能允許的最高溫度，真空度也盡可能提高，一般這一過程需4-6h。
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