本文分析了藥用真空冷凍干燥機擱板溫度均勻性、壓力性對凍干過程的重要性，并詳細介紹了凍干機擱板溫度均勻性、絕對壓力和真空泄漏率的檢測方法。
一、概述
藥用真空冷凍干燥機又稱制藥凍干機，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物制藥等各大領(lǐng)域。真空冷凍干燥是利用升華原理進行干燥的一種技術(shù)，將被干燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié)，然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境下，使凍結(jié)的水分子直接升華為水蒸氣逸出。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物，該過程稱作凍干［1］。凍干機擱板的溫度均勻性直接影響產(chǎn)品凍干過程的均一性，若擱板溫度不均勻，藥品在凍結(jié)過程中凍結(jié)速率不一致，或部分藥品沒凍實，則會導(dǎo)致干燥階段藥品的干燥速率不一致，甚至可能使部分藥品溫度超出共融溫度，造成凍干失敗。因此，同一擱板各點的溫度均勻性和不同擱板之間的溫度均勻性尤為重要［2 － 3］。預(yù)凍結(jié)束后，抽真空時要求 45min 左右真空度達到 2. 7Pa，若干燥箱壓力小于 10Pa，則箱內(nèi)氣體的對流傳熱可忽略; 若壓強大于 10Pa，則對流傳熱明顯增強。而在升華干燥階段，絕對壓力應(yīng)控制在( 10～30) Pa 之間，最有利于熱量的傳遞及升華的進行。
二、計量特性
根據(jù) JB/T 20032 －2012《藥用真空冷凍干燥機》［4］要求，凍干機溫度、真空參數(shù)的技術(shù)要求見表 1。
三、檢測設(shè)備
( 1) 檢測前，檢測設(shè)備需完成校準(zhǔn)工作。
( 2) 凍干機擱板溫度均勻性檢測: 使用超低溫設(shè)備小型溫場校準(zhǔn)系統(tǒng)，型號 PＲ05X － T，測量范圍( － 80 ～ 134) ℃，溫度不確定度 U = 0. 08℃ ( k = 2) 。
( 3) 凍干機絕對壓力和真空泄漏率檢測: 使用無線溫度真空驗證儀，型號 PＲO11X － TV，測量范圍( 0 ～ 1000) Pa，不確定度 Ur = 4. 3% ( k = 2) 。
四、檢測條件
4. 1 環(huán)境條件
檢測環(huán)境溫度( 15 ～ 35) ℃ ; 相對濕度≤85% ;大氣壓力( 70 ～ 106) kPa。凍干機周圍應(yīng)無強烈振動及腐蝕性氣體存在，并且應(yīng)避免其他冷、熱源影響。實際工作中，環(huán)境條件應(yīng)滿足測量標(biāo)準(zhǔn)正常使用的要求。
4. 2 負載條件
可根據(jù)用戶需要或?qū)嶋H情況，在空載或其他負載條件下進行檢測，本文檢測的負載條件為空載。
五、檢測方法及結(jié)果
本文以 LYO － 0. 5 型真空冷凍干燥機( 東富龍科技集團股份有限公司，產(chǎn)品編號 2022 － 009B6) 為檢測對象，介紹藥用真空冷凍干燥機的檢測方法，檢測現(xiàn)場照片如圖 1 所示。
5. 1 擱板溫度均勻性
設(shè)置超低溫設(shè)備小型溫場校準(zhǔn)系統(tǒng)時，溫度記錄 時 長 應(yīng) 不 少于 24h，且時間間隔 1min。首先將設(shè)置的無線溫度記錄儀放置于每層擱板的任意 5 個位置，關(guān)閉干燥箱的門，啟動機器加熱至 50℃，保溫30min，然后將機器制冷至 0℃，保溫 30min，最后繼續(xù)將機器制冷至 － 50℃，保溫 30min。擱板溫度均勻性試驗布點示意圖和試驗曲線分別如圖 2、圖 3所示，數(shù)據(jù)結(jié)果見表 2。
根據(jù)檢測結(jié)果可知，當(dāng)溫度為 50℃ 時，1 ～ 4 層擱板的溫度偏差分別為: 0. 5℃、0. 6℃、0. 7℃、0. 3℃，擱板間溫差為 0. 9℃ ; 當(dāng)溫度為 0℃ 時，1 ～ 4層擱板的溫度偏差分別為: 0. 6℃、0. 6℃、0. 9℃、0. 5℃，擱板間溫差為 0. 9℃ ; 當(dāng)溫度為 － 50℃ 時，1～ 4 層擱板的溫度偏差分別為: 0. 8℃、1. 0℃、1. 0℃、0. 5℃，擱板間溫差為 1. 0℃。由此可知，溫度點 50℃、0℃和 － 50℃時，凍干機的擱板及各板層溫差均不超過 1. 0℃，符合技術(shù)要求。
5. 2 凍干機的絕對壓力
設(shè)置無線溫度真空驗證儀時，溫度記錄時長應(yīng)不少于 2h，時間間隔 30s。首先將其放置于干燥箱內(nèi)的適當(dāng)位置，然后在干燥箱和水汽凝結(jié)器的干燥條件下，開啟與真空泵的所有管道后，啟動真空泵抽真空，并記錄開始時間，等待 45min 后，記錄結(jié)束時間。絕對壓力試驗曲線如圖 4 所示。經(jīng)檢測，凍干機抽真空 45min 后，干燥箱、水汽凝結(jié)器的絕對壓力由 101kPa 降至 0. 01Pa，低于 2. 7Pa，符合技術(shù)要求。
5. 3 凍干機真空泄漏率
設(shè)置無線溫度真空驗證儀時，記錄溫度時長應(yīng)不少于 2h，時間間隔為 30s。將其放置于干燥箱內(nèi)的適當(dāng)位置，當(dāng)干燥箱、水汽凝結(jié)器內(nèi)壓力達到 5Pa時，關(guān)閉 隔 離 真 空 泵，記錄保壓開始時間，等 待30min 后，記錄保壓結(jié)束時間。真空泄漏率試驗曲線如圖 5 所示。
按式( 1) 計算真空泄漏率為:
式中: X———保壓 30min 后干燥箱內(nèi)的真空壓力，Pa; V容———干燥箱內(nèi)的凈容積，m3。
干燥箱內(nèi)的凈容積為 0. 7m3，保壓 30min 后，干燥箱、水汽凝結(jié)器的絕對壓力由 5. 18Pa 降 至28. 49Pa。計算得到真空泄漏率為 0. 009Pa·m3 /s，小于 0. 025Pa·m3 /s，符合技術(shù)要求。
5. 4 結(jié)果匯總
凍干機擱板溫度的均勻性和壓力性能檢測結(jié)果見表 3。
六、結(jié)語
綜上所述，本文主要針對 LYO － 0. 5 型真空冷凍干燥機的擱板溫度均勻性、絕對壓力和真空泄漏率進行檢測，利用超低溫設(shè)備小型溫場校準(zhǔn)系統(tǒng)，對擱板各點溫度進行同步采集; 用無線溫度真空驗證儀檢測壓力性能。結(jié)果表明: 該凍干機滿足擱板及各板層溫差不超過 ± 1. 0℃ 的要求; 抽真空 45min后，絕對 壓 力 小 于 2. 7Pa; 壓 力 為 5. 0Pa 時，保 壓30min 后，真空泄漏率為 0. 009Pa·m3 /s。擱板溫度均勻性、絕對壓力和真空泄漏率均符合 JB /T 20032－ 2012《藥用真空冷凍干燥機》要求。因此，凍干機在實際應(yīng)用時，應(yīng)檢測其擱板溫度均勻性、絕對壓力和真空泄漏率，從而保證藥物凍干過程的有效實施，為藥物生產(chǎn)提供基本保障。
