冻干技术与IVD试剂-第二章 冻干工艺（第六节 从工艺根本出发，冻干机的分类与选择）

     前两节详细介绍了用于无菌注射剂生产的冻干机用户需求说明（URS）及其工厂验收测试（FAT）。这类设备代表了最高标准，拥有最完善的性能和辅助系统，对风险控制进行了全面考量，精准分析了生产过程中的关键环节，从而保障冻干制剂生产的安全性与稳定性 。

    冻干机的基本工作原理是利用水蒸气的压力差——用水蒸气的温差梯度压作为动力去除制品水分 。这一过程针对不同应用领域的产品及应用需求有着不同的要求，因为产品的包装材料、加工工艺，以及升华温度、通道阻力、制品的厚度与密度等因素，都会直接影响所需冻干设备的制冷能力和工作效率。

冻干机性能与制冷系统的核心作用

     冻干机的原理是利用水蒸气的温差梯度压作为动力，将制品中的水分去除。从根本上分类，冻干机的性能主要取决于制冷系统的制冷效率和能力。根据制冷效率的不同，冻干机通常分为-40℃、-60℃至-80℃、-80℃以下三类设备。这些分类主要基于制冷行业的主流技术决定，如单级压缩机、复叠压缩机或双级压缩机，以及液氮制冷等，综合成本逐级增加。因此，在选择时需要基于制品的应用要求和冻干参数，如升华温度、升华通道阻力、制品的厚度和密度等，来确定所需的制冷能力和设备类型。

冻干技术在IVD试剂中的应用

      对于IVD试剂冻干，由于其常规含盐量较高，一次升华温度大约在-30℃左右，因此在选择冻干机时，需要选择双级或复叠系统，制冷能力在-60℃以下的设备。这样的设备能够维持板层温度要求，同时保持升华足够的梯度压，确保冻干过程的顺利进行。而对于升华温度在-20℃以上的产品，效率和成本的选择就更加多样，普通设备即可满足要求。

冻干机形式与梯度压的重要性

     冻干机的形式，如分体式、一体式、卧式、立式等，只是对场地空间和工艺要求有一定的适应性，而更重要的是这些设计是否对梯度压产生影响。梯度压是冻干过程中的关键因素之一，它受到流体阻力的影响，难以直接判断效率。通常，我们会配5%浓度的甘露醇来测试梯度压，基本上水线以1mm每小时的速度下降。按照产品的升华第一次升华温度进行冻干，含盐量比较高的产品，第一次升华温度通常都在-30℃以下。因此，在选择冻干机时，需要关注其梯度压的表现以及是否满足制品的冻干需求。布局只是场地空间以及工艺要求的适应，而增加梯度压和提高效率才是决定冻干效果的关键。

辅助系统与风险控制

     常规分类方式，无菌及非无菌制剂的工艺条件对设备辅助要求有较大的差异。随着技术的进步，市场上出现了多种解决方案，如VHP灭菌和无菌膜盒等。VHP采用汽化过氧化氢来灭菌，而无菌膜盒则在洁净室组装并用辐照灭菌。此外，压塞、清洗、灭菌、箱阱分离、压升实验等辅助系统，是确保冻干制品的最终的质量要求与冻干工艺过程风险级别与控制要求进行匹配。在选择冻干设备时，需要全面考量这些辅助系统的配置和要求，以确保整个冻干过程的稳定性和可靠性。