疫苗生產(chǎn)用凍干機(jī)的選擇考慮因素

冷凍干燥機(jī)(凍干機(jī))由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成。主要部件為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。冷凍干燥簡稱凍干，就是將含水物質(zhì)，先凍結(jié)成固態(tài)，而后使其中的水分從固態(tài)升華成氣態(tài)，以除去水分而保存物質(zhì)的方法。凍干機(jī)起源于19世紀(jì)20年代的真空冷凍干燥技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的起伏和徘徊后，在20年中取得了長足進(jìn)展。進(jìn)入21世紀(jì)，真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法*的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的青睞，除了在醫(yī)藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質(zhì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，其應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。 

    疫苗，是指為了預(yù)防、控制傳染病的發(fā)生、流行，用于人體接種的預(yù)防性生物制品。它的發(fā)現(xiàn)可謂是人類發(fā)展*一件具有里程碑意義的事件，如今，接種疫苗已經(jīng)成為行之有效的控制傳染性疾病的措施。在疫苗的生產(chǎn)過程中，凍干工藝已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)橄鄬?duì)于傳統(tǒng)方法，凍干可以更好的避免因蛋白質(zhì)變性而破壞微生物的免疫原性。因此，選擇一臺(tái)性能的凍干機(jī)是保證疫苗質(zhì)量的重要前提。疫苗生產(chǎn)用凍干機(jī)的選擇主要考慮以下幾個(gè)因素：

1、凍干機(jī)容量的確定

    凍干機(jī)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模或?qū)嶒?yàn)需求一般可分為實(shí)驗(yàn)系列（冷凝器容量小于10L，板層面積小于0.5m2）、中式及小規(guī)模生產(chǎn)系列（冷凝器容量10-40L，板層面積0.5-2m2）和工業(yè)生產(chǎn)系列（冷凝器容量40-1600L，板層面積2-80m2）。用戶可根據(jù)自己的產(chǎn)量，通過計(jì)算來確定需用多大容量的凍干機(jī)。如每批需要凍干20L 液體量的產(chǎn)品，凍干機(jī)冷凝器容量則不小于20L。凍干機(jī)板層面積的計(jì)算則與產(chǎn)品的裝載方法有關(guān)。如采用淺盤凍干，凍干面積（m2）=總物料體積（m3）/灌裝高度（m）；如采用西林瓶凍干，凍干面積（m2）=總物料體積（m3）/每個(gè)西林瓶灌裝體積（m3）×每個(gè)西林瓶的底面積（m2）。除了考慮冷凝器容量和板層面積，還需考慮板層之間的間距，如果需要在不同時(shí)間使用不同高度的容器進(jìn)行凍干則需要選擇板層調(diào)節(jié)附件實(shí)現(xiàn)板層間距的變化。

2、溫度和真空度的要求

    凍干機(jī)板層的制冷溫度范圍根據(jù)制冷方式不同，分別可達(dá)到-45℃左右或-70℃左右，冷凝器溫度則可達(dá)到-53℃或-85℃左右，適用于大部分醫(yī)藥產(chǎn)品或特殊產(chǎn)品的凍干。溫度范圍的選擇是根據(jù)凍干產(chǎn)品的共晶點(diǎn)決定的，共晶點(diǎn)低的產(chǎn)品要求板層的制冷溫度低，冷凝器的溫度也相應(yīng)低一些。板層的加熱溫度一般可達(dá)70℃左右，實(shí)際操作中要根據(jù)產(chǎn)品的熱敏性通過實(shí)驗(yàn)來確定，如生物樣品控制在20℃左右。板層溫度的均勻性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的均一性有很大的影響，溫度均勻性越好，產(chǎn)品質(zhì)量的均一性就越好。性能的凍干機(jī)均采用板層硅油流體循環(huán)作為熱傳輸方式，因?yàn)檫@種空心夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的流體通道可更好的實(shí)現(xiàn)致冷和加熱循環(huán)，保證板層溫度的均一性。

    凍干機(jī)的真空度與溫度是一對(duì)需要平衡的參數(shù)。過去的觀點(diǎn)認(rèn)為真空度越高越好，但真空度過高不利于熱傳導(dǎo)的發(fā)生，凍干速度反而下降。因此，真空度的設(shè)定要根據(jù)樣品特性進(jìn)行。但無論如何，凍干機(jī)采用的真空泵應(yīng)達(dá)到一定的空載抽空速度，較好性能的真空泵使樣品倉真空度降到100mT 以下不超過20min。

3、關(guān)鍵制造工藝和零部件

3.1 板層的設(shè)計(jì)制造

    *板層制造方法是上下兩塊金屬板不打孔，使用特殊的內(nèi)焊設(shè)備制造而成，從根本上消除了滲漏的發(fā)生。相比于傳統(tǒng)的打孔焊接工藝，新式方法延長了板層的使用壽命。

3.2 冷凝器致冷表面的設(shè)計(jì)制造

    冷凝器致冷表面主要是兩種形式，一種是光面式冷凝器，另一種是盤管式冷凝器。比較這兩種形式，盤管式要優(yōu)于光面式。這是因?yàn)殡S著凍干的進(jìn)行，盤管式冷凝器結(jié)霜表面積會(huì)越來越大，這無疑增加了冷凝器的效能。

4、制冷劑類型的選擇

    傳統(tǒng)制冷劑對(duì)大氣臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，*凍干機(jī)在設(shè)計(jì)過程中一定會(huì)考慮到這個(gè)環(huán)保問題，考慮到凍干機(jī)的長期使用，建議選擇采用不含CFC 的環(huán)保型冷媒作為制冷劑的凍干機(jī)。

5、凍干機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)

    凍干機(jī)自動(dòng)控制應(yīng)該包括二個(gè)部分，一是凍干機(jī)的各設(shè)備按凍干工藝要求在規(guī)定的時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)，二是凍干箱板層溫度按凍干曲線要求自動(dòng)跟蹤。整個(gè)過程自動(dòng)運(yùn)行，但需要時(shí)候也能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)模式。目前凍干機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)均采用專門的計(jì)算機(jī)，操作、編程方便，顯示的語言是凍干術(shù)語，能夠儲(chǔ)存凍干程序，還可將數(shù)據(jù)打印成圖表或數(shù)字的格式。