Baxter BioPharma SolutionsのGregory Sacha博士に参加して、凍結乾燥の紹介と凍結乾燥機の解剖学を学びましょう。 実験室規模の凍結乾燥機の前で発表された、博士。 Sachaは熱電対の配置、手動ローディングを示し、凍結乾燥周期に影響を与えるプロセスパラメータおよび装置の設計を論議する。 応用科学のホックの大学は凍結乾燥のコースを提供する。
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だから、まず凍結乾燥のステップが何であるか、そしてなぜそれらを行うのかを理解することから始めましょう。 凍結乾燥の基礎は、貯蔵寿命を延ばすためには、例えば溶液中で安定していない場合、凍結乾燥されたものが必要であるということです。 凍結乾燥は私達が私達の揮発分子を破壊しないでプロダクトから氷か水を、取除くことを可能にする。 必ずしも揮発性ではありませんが、高熱の影響を受けやすいものです。 したがって、これらの製品を凍結乾燥機に入れ、冷却して凍結させ、昇華として氷を除去するために真空を確立する。
だから、これらのステップには、最初にバイアルに溶液を充填し、それらのバイアルを凍結乾燥機に入れ、バイアルを-40℃前後に冷却することが含まれ
バイアルを冷却し、完全に-40に凍結させます。 そして今、私たちは真空を開始することができます、その真空は100ミリリットルの周りにあるかもしれませんし、溶液中のそれらの特性に応じて、これらの熱特性を意味する、我々はどこかに棚の温度を上げることができるかもしれません-20またはそれ以上のどこかに、その真空を引き続けながら。 その段階は一次乾燥です;それは私達がバルク氷を取除いているところです。
バルク氷をすべて取り除いた後、製品の温度を上げることが安全になりました。 その凍結した水のすべてが削除されているので、それは安全です。
今度は、凍結していない水を追い払うために製品の温度を上げる必要があります。 そのセクションは二次乾燥として知られています。
また、最初の凍結工程の間に使用することができる工程があり、その工程はアニーリングとして知られています。 つまり、製品が結晶化する可能性がある場合、製品の温度を上げて真空を引っ張らずに休ませることで結晶化を促進することができます。 このステップは、アニーリングとして知られています。 そのアニーリング時間は、結晶化成分の結晶化を促進したり、氷結晶の成長を促進したりすることができる分子運動の時間を可能にする。
だから、私たちの目標は、バイアルを充填することであり、ここでは充填されたバイアルの例です、私たちの目標は、凍結乾燥後、充填された溶液の同じ高 凍結乾燥製品の例として、許容可能な外観を持つ、それは私たちがやりたいことです。 私たちがしないことを願っているのは、このようなものを作り出すことです。 これは、たとえば、製品の熱的挙動を理解しておらず、一次乾燥中に臨界温度を超えた場合に発生します。 それは私達が避けたいと思うものである。
あなたが気づいたかもしれない何か他のことは、溶液製剤とは異なり、この製剤は部分的に座っているストッパーを持っているということです。 あなたはこのストッパーが単一の通気口を持っていることがわかります。 その単一の出口はプロセスの間に水蒸気の脱出を可能にする。
先に進む前に、まず凍結乾燥機自体について少し理解しましょう。
私はあなたに少し近い凍結乾燥機をもたらすつもりです、これは実験室スケールの凍結乾燥機です。 あなたはそれが正面に別の部屋とドアを持って表示されます、私は分でそれについてあなたに話をします。 内部では、これは製品室です。 製品室には3つの棚があります—このセッション中のデモを容易にするために、私は上の2つの棚を上げましたので、十分なスペースがあります。
もう少し下を見ると、凝縮器が見えます。 凝縮器は、昇華中に水蒸気として氷が除去される場所であり、凝縮器内のこれらのコイルに捕捉される。 これらのコイルは、そこのどこかで-65または-70の周りの温度に保たれています。 だから、私はこのカメラを少し上げてみましょう。
その水蒸気はどのようにして凝縮器までチャンバに到達するのですか？ これは覚えておくべき重要なことですが、すべての凍結乾燥機が同じように作成されるわけではありません。 これらの凍結乾燥装置は、製品チャンバと凝縮器との間にスプールピースとして知られているものを有する。 そのスプールの部分は網のようである。 私はサイドパネルを取り外して持っている別の凍結乾燥機にあなたの周りを回転させます。 ここに見えるのは、チャンバーとコンデンサーの間にあるこのネックピースです。 それはスプールの部分である。 いくつかの凍結乾燥機はスプール片を持っていないので、それは覚えておくことが重要です。 彼らはちょうどこの製品室を持っているかもしれません、そして棚が置かれているその製品室のすぐ隣には凝縮器があります、本当に冷たいコ これらのコイルは、製品の温度に影響を与える可能性があります。 それは良いことでも悪いことでもありませんが、プロセスを開発して転送するときに注意すべきことです。 他の凍結乾燥機はまだ首を持っていないかもしれませんが、チャンバと凝縮器との間のちょうどこの壁は、プロセスの段階に応じて上昇して落ちる
私たちが議論する必要がある他の何かは、これらのバイアルをどのように冷却するのですか？ この寒い温度はどこから来たのですか？
これらの棚は中空です。 それらは、回転してそれらを流れる冷却流体、または熱伝達流体を有する。 異なる凍結乾燥器の間で異なる何か他のものは、その流体がどのように流れるかです。 いくつかの棚では、それは上下に蛇行したパターンで流れます。 他の棚は螺旋状のパターンで流れますが、これは少し誇張されていますが、私は描くのがひどいですが、それは螺旋です。
なぜ私たちは気にするのですか？ それは間違いなく私たちの熱が棚にどのように分布しているかを決定するので、私たちは気にします。 どちらにも利点も欠点もありませんが、棚にエッジ効果として知られているものがあるため、それを認識する必要があるだけです。 私たちはバイアルの完全な棚を持っている場合、棚の内側の部分、内側の部分にバイアルは、非常に端にあるものよりもはるかにクーラーになります。 有効になるのは、壁の温度、ドアの温度、これらのチャネルの幅、および棚全体をどれだけうまくカバーするかです。 それは私達が気づく必要がある何かである。
バイアルを充填するときは、トレイに充填します。 私達に皿に満ちているガラスびんがすべてのストッパー部分的に着席するある。
あなたはワイヤーの束に気づくでしょう。 これらのワイヤーは私達がプロセスの間に私達のプロダクトの温度を監視してもいいように、熱電対が装備されているガラスびんをもたらします。 ここに熱電対が入ったバイアルがあります。 私たちがやろうとしていることは、これらの熱電対は点センサであるため、中心底部のバイアルの中心にできるだけ近くにその点を整列させようと 氷が取り除かれると、それは上から下に取り除かれるので、私たちはそれをします。 底は最も寒いだろうし、それは私たちの一次乾燥サイクルが完了したときの尺度を提供することができます。 それは測定する最良の方法ではありませんが、それは可能な測定です。 また、製品の故障点温度にどれだけ近いかを判断する方法でもあります。 正面、中央、中央に熱電対が配置されていることがわかります。 異なる人々は、異なる方法でそれらを配置します。 最も寒い領域は中央にあるだろう、エッジ領域は、それがどのように暖かいかもしれないことを教えてくれます—あなたがプロセス中に経験する可
どのように凍結乾燥機にこれらを配置するのですか？ トレイの上には、トレイの周りにリングが付いているので、凍結乾燥機に入れて、この上部を押しながら前方にスライドさせます。 今度は皿およびガラスびんの底は棚が付いている直接接触をする。 次に、熱電対をさまざまなポートに接続します。 これは私達がプロセス中のプロダクト温度を監視することを可能にする。
私たちが認識する必要がある他のタイプの熱電対、または温度監視システムがあります。 私達は細部すべてにここに入りませんが、rgdがあります、私達がガラスびんに直接置く熱電対があります、そしてまたこれらの無線温度検出器があ これはTempressからのものであり、あなたはそれが大きな、実際にはそれほど大きくはないが、それにガラスの底を持っていることがわかります。 その底には振動する水晶が含まれています。 そしてその振動か振動は私達のプロダクトの温度に直接翻訳します。
私たちがこれらのワイヤレスセンサーを好む理由の一つは、彼らが私たちの生産プロセスで使用できるように蒸気滅菌することができ、その後、我々はまた、これらのワイヤのすべてを持っていないということです。 製造領域に熱電対を配置することの1つの課題は、無菌性の保証に悪影響を与える可能性があることです。 生産地域では、ドアの前面に最も近いバイアルをテストまたは監視することしかできないため、手が届かず、無菌性の保証に悪影響を及ぼします。 これらの無線熱電対は私達がガラスびんを置くことを可能にし、ラインに沿う温度検出器、全体の棚に任意に置くことができる。
これらの熱電対を接続した後、ドアを閉じます。 コンデンサーの部屋へのドアを閉め、次にそれの最初の部分を覚えている私達のプロセスを始めて下さい凍結、第一次乾燥、および二次乾燥です。
私たちがプロセス中に監視するもの;一次乾燥。 一次乾燥私たちはそれの終わりがいつであるかを決定したいと考えています。 その目的は、バイアルから氷を完全に除去し、製品の温度が棚の温度に似ていることによって決定されます。 別の方法、そしておそらくより信頼性の高い方法は、この方法は、棚全体または棚全体にわたって何が起こっているかを表し、それが比較圧力測定であ この凍結乾燥器の中ではセット-ポイント圧力を測定するためのcompacitanceの圧力計があります、例えば私達が100つのmillitorrのためのそれ100つのmillitorrにいつあるか示 圧力のもう一つの測定はpiraniのゲージとして知られている抵抗圧力測定である。 この電気抵抗は、チャンバ内の水蒸気のレベルによって影響される。 水蒸気が高いとき、piraniのゲージによって記録される圧力はcompacitanceの圧力計によって記録される圧力より大いに高い。 これは私達に水蒸気すべてが私達のプロダクト部屋からいつ取除かれるかの測定を提供する。 その時点で、Piraniのゲージの測定はcompacitanceの圧力計の測定に非常に類似したようになります。 それは私達が今二次乾燥に進むことができることを私達に告げる。
ここには触れたい二つの小さなステップがあります。 一つは、水蒸気を除去するとき、その圧力のバランスをとるために他に何が部屋に入るのですか？ 継続的に、このプロセスを通じて、除去された水蒸気を置き換えるチャンバに少量の窒素をブリードする窒素があります。 それはこれらのガラスびんが最終的に密封されるとき、窒素の環境の下で密封されることを意味します。
私が触れたい次の部分は、これは何ですか？ ここのこの箱は何ですか？ 私達が私達のプロセスの間に知る必要がある何かがある。 つまり、私たちの製品の最終的な残留水分は何ですか？ 私たちは、高レベルの残留水分、媒体、および低を表すそれらのステップの間にサンプルを取ることができるようにしたいので、一次乾燥の終わりに向 これらのサンプルを採取し、安定性に置き、残留水分の影響を調べます。 それは私達が行く必要があるか低い私達に告げる。
そして、必要な残留水分のレベルを知ったら、どの棚温度で知る必要があります—希望する残留水分のレベルに達するためにその棚温度でそれを保 私達は部屋からのサンプルの取得によってそれすべてをする。 私たちは真空を完全に壊すことなくそれをしたいと思っています。 それを行う一つの方法は、この泥棒サンプラーです。 この泥棒サンプラーは、前面にドアを持って、我々は所定の位置にそれをシールすることができ、チャンバに直接行く背面にドアがあります。 私達は私達が中のドアを開けてもいいまでこの外的な箱の真空を引っ張ってもいい。 私たちがそれを行うとき、私たちは今、チャンバーの内部部分にアクセスできます。
その後、この腕に到達することができますが、見るのは難しいかもしれませんが、腕の端には小さな掴み装置があります。 私達はそこに達し、サンプルを引っ張り、それを引き出し、密封し、次にある特定の残りの湿気を表すプロセスのその時点で捕獲されるサンプルを持っていてもいい。 それを閉じてください。
プロセスの最後に、真空下でシールするかどうかを選択します。 真空の下で密封することは私達がストッパーを密封するために私達が私達の棚を圧縮するとき私達がまだそこに真空があることを確かめることを それはストッパーがいかに密封されるかである。 棚はボタンを使用してガラスびんが上の棚が付いている接触をし、ストッパーを密封するために押されるまで上がる。
私が触れたい他の一つの項目があり、それが本当にその水蒸気を除去するための駆動力であるものですか？ それは真空がそれをバイアルから引き出すことであるという一般的な誤解です。 それは本当にそれがどのように動作するかではありません。 私達が第一次乾燥の間にしている何を私達の望ましいプロダクト温度を得るために部屋および棚の温度の圧力を調節している。 そうすることで、そことチャンバとの間の圧力差、そして温度差を確立しています。 その圧力差は、チャンバ上の氷の蒸気圧が非常に低いことを意味します。 私達に非常に低い部屋圧力があります。 ここでは、昇華速度を上げるのに役立つはるかに高い温度を持っています。 それが起こるとき圧力差動がありません。 氷の蒸気圧はここではるかに高いので、水蒸気を除去していますが、今は凝縮器のコイルに閉じ込められた非常に低い圧力領域、低温に閉じ込められています。
それはあなたの凍結乾燥への紹介と凍結乾燥機の解剖学へのあなたの紹介です。 私はあなたが私たちがより詳細に入ることができるように、ショートコースのワークショップのために私たちに参加