凍乾機洩漏測試 Lyophilizer Leak Rate Testing

Q1: 凍乾機為什麼需要測試它的洩漏率？凍乾機倉體的真空度有很重要嗎？

A1: 是的，很重要，對於冷凍乾燥的製程以及凍乾機倉體/產品的無菌性皆有影響。

Q2: 那對於凍乾機的洩漏測試在業界有規範嗎？

A2: 目前沒有，但會建議製程或常規操作時的洩漏率需 <20 micro bar L/s

Reference: Lyophilizer Leak Rate Testing – An Industry Survey and Best Practice Recommendation

為什麼對冷凍乾燥的製程有影響?

冷凍乾燥也被稱為真空冷凍乾燥，為利用昇華原理使溶劑由固體直接汽化變成氣體；依據水的三相圖，只要環境溫度低於攝氏0.01 度，壓力小於0.06 atm，固態水 (冰) 可直接昇華成水蒸氣，進而達到脫水的目的。由此可得知冷凍乾燥除了需要先冷凍物品外，尚須將環境壓力調降。因此倉體有沒有洩漏就變得至關重要，會影響到整個凍乾的製程。

水的三相圖

為什麼對凍乾機倉體/產品的無菌性會有影響？

洩漏率測試是一種參考/標準測量，確保每批之前和之後的洩漏率不超過預期的最大值。 此測試可表示非無菌空氣滲入凍乾機的程度。

一般而言，西林瓶會在無菌環境下進行無菌充填並上半塞然後載入凍乾機中，所有環境會維持無菌，因此只要有外部氣體進入凍乾機，就可能對產品的無菌性造成影響，因為在上半塞的狀態下，微生物/外部氣體是有機率進入西林瓶裡，尤其是在二級乾燥執行的時候。

https://www.lyophilizationworld.com/post/2020/03/19/the-lyophilization-process

凍乾機倉體的洩漏源

評估洩漏率的方式主要為在一定的時間內，壓力是否上升，評估公式如下：

Leak Rate = DP x V / Dt
DP: Pressure Rise in mbar; V: Net Volume in Litres (total − internals); Dt: Test Time in sec

凍乾機有可能的洩漏來源可能有以下兩項：

1. 真實洩漏 Real leaks：外部氣體侵入倉體 → 這是最不樂見的狀況
2. 虛擬洩漏 Virtual leaks： 吸附在倉體/系統內表面上的氣體

如何評估洩露率的方法？→ 以設備廠商的建議/設定為主，若沒有再參考 (paper)

1. 用什麼方法來評估冷凍乾燥機的乾燥程度？
2. 預測試的平衡時間為多久？
3. 測試時的起始壓力是多少？
4. 測試時間與測量持續時間為多久？

多久測一次凍乾機的洩漏?

一般而言，執行凍乾產品的批次生產時，「每批」皆須要確認凍乾機的洩漏率以確保凍乾產品的品質。而針對機台保養後的洩漏率測試則是建議定期做檢測，這部分的規格和測試條件依此 paper 是建議可以嚴苛一點，但設備商大概不會設定兩個內建洩漏率的參數。

目前凍乾機的洩漏率在業界並沒有一個標準的規格，業界大多數都是依凍乾機的設備商的建議是訂定測試規格。

LoMei 覺得主要就是依據設備商提供的測試程序以及規格就好，畢竟設備商會是最了解機台的人，而大部分的廠商也是依據設備商的建議以及測試數據下去定規格以及訂定相關的測試程序。