ظروف برای خشک کردن انجمادی

خشک کردن انجمادی می‌تواند در انواع مختلفی از محفظه‌ها انجام شود. در صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی، از ویال‌ها به‌طور معمول استفاده می‌شود، در حالی که در صنعت مواد غذایی معمولاً محصول را به صورت آزاد در سینی‌ها خشک می‌کنند (که به عنوان ‘بالک’  (Bulk)شناخته می‌شود). برای اهداف تحقیقاتی و در آزمایشگاه‌ها، بالن‌ها، آمپول‌ها و صفحات میکروتیتر بیشتر استفاده می‌شوند. نوآوری‌های جدید در زمینه خشک کردن انجمادی شامل محفظه‌هایی که با غشاهای نیمه‌نفوذپذیر پلمپ شده‌اند تا از آلودگی متقاطع و فساد محصول جلوگیری کنند و بسته‌های بلیستر هستند.

بالن‌ها(Flasks)

بالن‌های فریزدرایر همراه با آداپتورهای سبک ‘منیفولد’ استفاده می‌شوند. آن‌ها معمولاً در تجهیزات دیگری مانند فریزر حمام پوسته‌ای منجمد می‌شوند. اگر ظرف به اندازه کافی کوچک باشد، می‌تواند در داخل کندانسور واحد نیز منجمد شود. پس از یخ زدن محصول، بالن‌ها به منیفولد متصل شده و خلاء اعمال می‌شود. گرمای محیط از جو، انرژی لازم برای فرآیند خشک کردن را فراهم می‌کند.

آمپول‌ها(Ampoules)

آمپول‌ها نیز معمولاً به وسیله یک آداپتور به منیفولد فریزدرایر متصل می‌شوند اما می‌توانند روی یک قفسه نیز خشک شوند.

صفحات میکروتیتر (’96 چاهک’) (Microtiter plates (’96 well’))

صفحات میکروتیتر خاصی برای استفاده در فریزدرایرها وجود دارند. این صفحات از آلومینیوم جامد ساخته شده‌اند که سریع‌ترین و یکنواخت‌ترین توزیع حرارت را برای محصول ایجاد می کنند. این صفحات می‌توانند در فریزدرایرهای منیفولد، زمانی که منیفولد به سبک ‘درام’ است، یا در فریزدرایرهای قفسه‌ای استفاده شوند.

بالک‌ها(Bulks)

محصولات خشک‌شده درون بالک ها شامل مواد غذایی جامد، API ها، اقلام فردی مانند بافت‌ها یا آثار آسیب‌دیده از آب یا مایعات هستند. مسائل کلیدی هنگام خشک کردن درون بالک عبارتند از:

حجم

– اطمینان از اینکه میزان مایعی که باید برداشته شود بیشتر از ظرفیت کندانسور نیست.

عمق پرشدن

– هرچه عمق محصولی که باید خشک شود بیشتر باشد، فرآیند خشک کردن طولانی‌تر خواهد شد. در طول خشک کردن اولیه، آب خالص با سرعت حدود 1 میلی‌متر در ساعت خشک می‌شود. استفاده از پروب‌های ترموکوپل که در محصول جاسازی شده‌اند می‌تواند به تعیین زمان خشک شدن کامل محصول کمک کند. سطح بزرگ همراه با عمق پرشدن کم، خشک کردن انجمادی کارآمدتری را به همراه خواهد داشت.

ویال‌ها(Vials)

ویال‌ها در انواع و ابعاد مختلفی موجود هستند. استاندارد صنعتی، ویال‌های شیشه‌ای لوله‌ای است که با ابعاد ‘DIN’ تطابق دارند.

استاندارد DIN ابعاد تمامی ویال‌ها را برای تضمین تکرارپذیری در دسته‌ها تعیین می‌کند. روش تولید لوله‌ای، به جای شیشه دمیده‌شده، دیواره‌هایی با ضخامت یکنواخت‌تر و صاف‌تر برای یکنواختی خشک کردن و پر کردن تضمین می‌کند. برای تمامی محصولات دارویی، ویال‌ها و سایر ظروف شیشه‌ای باید از شیشه ‘نوع 1 بوروسیلیکات’ باشند. بیشتر ویال‌ها به صورت شفاف عرضه می‌شوند، اما شیشه کهربایی نیز برای محصولاتی که به‌خصوص حساس به نور هستند موجود است. محصولاتی که در ویال‌ها خشک می‌شوند معمولاً درون محفظه و در حالی که تحت خلاء جزئی یا پشتیبانی با گاز خنثی هستند، بسته می‌شوند. درپوش‌ها قبل از بارگیری ویال‌ها به صورت جزئی قرار داده می‌شوند و سپس به صورت دستی فشار داده می‌شوند، یا قفسه‌ها بر روی هم فشرده می‌شوند تا درپوش‌ها را به داخل ویال‌ها فشار داده و آن‌ها را پس از تکمیل سیکل، پلمپ کنند.

پلمپ‌های آلومینیومی اغلب بعداً برای محافظت بیشتر از محصول اضافه می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که درپوش‌ها محکم قرار داده شده اند. هم پلمپ‌ها و هم درپوش‌ها برای مطابقت با ویال‌های با اندازه DIN موجود هستند.

هنگام محاسبه ظرفیت فریزدرایر خود یا نوشتن مشخصات برای یک فریزدرایر جدید، به یاد داشتن فاصله قفسه‌ها حائز اهمیت می باشد. باید فاصله کافی برای ارتفاع ویال به علاوه درپوش جزئی قرار داده شده و همچنین فضایی برای جریان بخار فراهم شوند. برای دستگاه‌های تولیدی، این محاسبات می‌توانند پیچیده باشند، اما برای دستگاه‌های کوچکتر یک راهنمای تقریبی این است که 8-10 میلی‌متر برای درپوش جزئی قرار داده شده و 10 میلی‌متر اضافی برای فضای خالی در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، ویال DIN10R دارای ارتفاع 45 میلی‌متر است، بنابراین فاصله قفسه باید حدود 65 میلی‌متر باشد.