本文分析了药用真空冷冻干燥机搁板温度均匀性、压力性对冻干过程的重要性，并详细介绍了冻干机搁板温度均匀性、绝对压力和真空泄漏率的检测方法。
一、概述
药用真空冷冻干燥机又称制药冻干机，广泛应用于化学、生物制药等各大领域。真空冷冻干燥是利用升华原理进行干燥的一种技术，将被干燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境下，使冻结的水分子直接升华为水蒸气逸出。冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干［1］。冻干机搁板的温度均匀性直接影响产品冻干过程的均一性，若搁板温度不均匀，药品在冻结过程中冻结速率不一致，或部分药品没冻实，则会导致干燥阶段药品的干燥速率不一致，甚至可能使部分药品温度超出共融温度，造成冻干失败。因此，同一搁板各点的温度均匀性和不同搁板之间的温度均匀性尤为重要［2 － 3］。预冻结束后，抽真空时要求 45min 左右真空度达到 2. 7Pa，若干燥箱压力小于 10Pa，则箱内气体的对流传热可忽略; 若压强大于 10Pa，则对流传热明显增强。而在升华干燥阶段，绝对压力应控制在( 10～30) Pa 之间，最有利于热量的传递及升华的进行。
二、计量特性
根据 JB/T 20032 －2012《药用真空冷冻干燥机》［4］要求，冻干机温度、真空参数的技术要求见表 1。
三、检测设备
( 1) 检测前，检测设备需完成校准工作。
( 2) 冻干机搁板温度均匀性检测: 使用超低温设备小型温场校准系统，型号 PＲ05X － T，测量范围( － 80 ～ 134) ℃，温度不确定度 U = 0. 08℃ ( k = 2) 。
( 3) 冻干机绝对压力和真空泄漏率检测: 使用无线温度真空验证仪，型号 PＲO11X － TV，测量范围( 0 ～ 1000) Pa，不确定度 Ur = 4. 3% ( k = 2) 。
四、检测条件
4. 1 环境条件
检测环境温度( 15 ～ 35) ℃ ; 相对湿度≤85% ;大气压力( 70 ～ 106) kPa。冻干机周围应无强烈振动及腐蚀性气体存在，并且应避免其他冷、热源影响。实际工作中，环境条件应满足测量标准正常使用的要求。
4. 2 负载条件
可根据用户需要或实际情况，在空载或其他负载条件下进行检测，本文检测的负载条件为空载。
五、检测方法及结果
本文以 LYO － 0. 5 型真空冷冻干燥机( 东富龙科技集团股份有限公司，产品编号 2022 － 009B6) 为检测对象，介绍药用真空冷冻干燥机的检测方法，检测现场照片如图 1 所示。
5. 1 搁板温度均匀性
设置超低温设备小型温场校准系统时，温度记录 时 长 应 不 少于 24h，且时间间隔 1min。首先将设置的无线温度记录仪放置于每层搁板的任意 5 个位置，关闭干燥箱的门，启动机器加热至 50℃，保温30min，然后将机器制冷至 0℃，保温 30min，最后继续将机器制冷至 － 50℃，保温 30min。搁板温度均匀性试验布点示意图和试验曲线分别如图 2、图 3所示，数据结果见表 2。
根据检测结果可知，当温度为 50℃ 时，1 ～ 4 层搁板的温度偏差分别为: 0. 5℃、0. 6℃、0. 7℃、0. 3℃，搁板间温差为 0. 9℃ ; 当温度为 0℃ 时，1 ～ 4层搁板的温度偏差分别为: 0. 6℃、0. 6℃、0. 9℃、0. 5℃，搁板间温差为 0. 9℃ ; 当温度为 － 50℃ 时，1～ 4 层搁板的温度偏差分别为: 0. 8℃、1. 0℃、1. 0℃、0. 5℃，搁板间温差为 1. 0℃。由此可知，温度点 50℃、0℃和 － 50℃时，冻干机的搁板及各板层温差均不超过 1. 0℃，符合技术要求。
5. 2 冻干机的绝对压力
设置无线温度真空验证仪时，温度记录时长应不少于 2h，时间间隔 30s。首先将其放置于干燥箱内的适当位置，然后在干燥箱和水汽凝结器的干燥条件下，开启与真空泵的所有管道后，启动真空泵抽真空，并记录开始时间，等待 45min 后，记录结束时间。绝对压力试验曲线如图 4 所示。经检测，冻干机抽真空 45min 后，干燥箱、水汽凝结器的绝对压力由 101kPa 降至 0. 01Pa，低于 2. 7Pa，符合技术要求。
5. 3 冻干机真空泄漏率
设置无线温度真空验证仪时，记录温度时长应不少于 2h，时间间隔为 30s。将其放置于干燥箱内的适当位置，当干燥箱、水汽凝结器内压力达到 5Pa时，关闭 隔 离 真 空 泵，记录保压开始时间，等 待30min 后，记录保压结束时间。真空泄漏率试验曲线如图 5 所示。
按式( 1) 计算真空泄漏率为:
式中: X———保压 30min 后干燥箱内的真空压力，Pa; V容———干燥箱内的净容积，m3。
干燥箱内的净容积为 0. 7m3，保压 30min 后，干燥箱、水汽凝结器的绝对压力由 5. 18Pa 降 至28. 49Pa。计算得到真空泄漏率为 0. 009Pa·m3 /s，小于 0. 025Pa·m3 /s，符合技术要求。
5. 4 结果汇总
冻干机搁板温度的均匀性和压力性能检测结果见表 3。
六、结语
综上所述，本文主要针对 LYO － 0. 5 型真空冷冻干燥机的搁板温度均匀性、绝对压力和真空泄漏率进行检测，利用超低温设备小型温场校准系统，对搁板各点温度进行同步采集; 用无线温度真空验证仪检测压力性能。结果表明: 该冻干机满足搁板及各板层温差不超过 ± 1. 0℃ 的要求; 抽真空 45min后，绝对 压 力 小 于 2. 7Pa; 压 力 为 5. 0Pa 时，保 压30min 后，真空泄漏率为 0. 009Pa·m3 /s。搁板温度均匀性、绝对压力和真空泄漏率均符合 JB /T 20032－ 2012《药用真空冷冻干燥机》要求。因此，冻干机在实际应用时，应检测其搁板温度均匀性、绝对压力和真空泄漏率，从而保证药物冻干过程的有效实施，为药物生产提供基本保障。
