Christ凍干機隔板溫度均一性測量方法
Christ凍干機隔板溫度均一性測量方法當考慮到制藥中的凍干技術時,最令人關注的是如何按照關鍵質量要求,生產出的產品具有很好的一致性,這就需要確保生產過程的一致性。對于凍干機,除了測試合格獨立的和可控的變量外,還要測試隔板入口溫度、腔室壓力、時間。本文將介紹凍干機隔板溫度均一性的測量方法。
Timothy Dutill,Wendy Sunderland某些直接影響產品一致性的變量,其中一個重要的測量是隔板溫度均一性, 圖1熱電偶裝置、銅塊和ValProbe有時簡稱為隔板溫度分布。 受范圍和均一性。
隔板溫度一般由電阻溫度傳感器 其中在這類驗證中面臨的最大挑(RTD)控制和監控,電阻溫度傳感器 戰是,不受環境影響的測量實際的隔(RTD)被插人到熱井,從人口到板層 板表面溫度的能力。溫度測量設備可的一個熱源中。隔板溫度通常被稱為 以分成兩大類,直接測量和間接測量。
o當考慮到制藥中的凍干技術時,最令人關注的是如何按照關鍵質量要求,生產出具有很好一致性的產品,這就需要確保生產過程的一致性。常見的做法是對凍干工藝進行工藝驗證(PQ)O進行具體的產品PQ前,要在工廠確認凍干機性能,一旦安裝到位,作為調試的一部分,還要再次進行操作驗證(OQ)O驗證應確保關鍵工藝參數按規定在允許誤差范圍內運行。對于凍干機,除了測試合格獨立的和可控的變量外,還要測試隔板人口溫度、腔室壓力、時間,這有利于評估隔板人口溫度(隔板人口)。熱量從從 直接測量是用固定溫度傳感器,通常凍于機傳遞到產品,其發生在隔板表 是熱電偶,直接測量隔板表面。但直面到小瓶接口,測量隔板表面的實際 接測量方法的缺點是溫度傳感器很難溫度是評估凍干機性能的關鍵。這些 固定,很難保持在低溫或高溫的范圍,測量的隔板溫度分布應與相關控制點 并且通常需要對殘留的粘合劑或膠進進行比較,且隔板人口應確保在可接 行大量的清洗。這種方法的主要優點是當操作正確時,該方法可以測量特定位置的表面實際溫度。間接測量是溫度傳感器嵌人到一個放置在板層表面的導熱材料中。
有一些設備是采用間接測量原理。這種類型的設備主要缺點是測量的溫度更容易受到腔室的環境影響。然而,這些影響可以由測試方法解決。間接測量的主要優點是可以穩固的放置裝置并消除任何潛在的殘留。
測量方法研究是在Christ凍干技術公司(LTI)進行的評估,根據使用的方便性和許多不同溫度測量裝置的有效性測量的板層溫度均勻性。研究對象是一個2ft2的單隔板凍干機和一個24 ft24隔板凍干機。雖然其他方法也進行了研究,但在此只是討論最可行的方法,包括熱電偶直接測量(熱電偶裝置),鋁塊、銅塊間接測量和Kaye:ValProbe (ValProbe) (P/ NX2534)。
熱電偶裝置通常被認為是隔板溫度分布中的“金標準",因為該測量是直接將傳感器固定到隔板上。這里所用的方法是將熱電偶固定到板層上,熱電偶放置在兩個交叉的4 in管道膠帶的交叉處,和熱傳導粘貼在一個 1 × 1 in的制冷中心帶。還有使用帶彈簧的塑料管來固定熱電偶。綜上所述,熱電偶是非常難固定的,特別是在凍干機的背面。用于研究的LTI凍于機只有3 ft深度,在商業凍干機使用這種的方法會更難。
圓盤或不同的傳導材料制成的 “球”是一個簡單的方法,用于間接測量方法,并且通常用于工業中的不同情況。熱電偶或RTD是插人進去或粘貼在一個由熱傳導材料制成的扁平的圓盤上,一般導熱材料選擇鋁或銅。然后將圓盤或球放置在隔板上。圓盤可以很容易的放置到隔板的適當位置。這種方法不需要清理殘留在隔板上的粘合劑或膠帶。在此研究中所使用的是2 in直徑的鋁塊或銅塊,切成伍25 in的厚度。絕緣膠帶固定熱電偶的尖端包裹在熱傳導的粘合劑中,并置于圓盤的頂部。
ValProbes是一個無線設備,并使用不銹鋼基座和一個固定其上的RTDO該設備附有一個基座導熱墊。導熱墊減少到達穩定狀態所需的時間,并確保特別是在真空條件下更準確的測量。類似于光盤,該設備可方便的放置在隔板的適當位置。相比于其他方法,有少許不便一一需要對ValProbes 進行編程,需要確保足夠的電池電量,相對于其他方法,沒有實時數據和上傳數據到分析軟件中。
結果比較圖2顯示了超過5 h的間隔,分別在巧5 OC、5 ℃和 50 ℃時的隔板人口的平均溫度和測量的表面平均溫度的差異。鋁塊與熱電偶方法比較,在巧5。c和5 ℃時差異最小。在50 ℃時,鋁塊相比于熱電偶更接近隔板人口溫度,這是由于熱電偶沒有穩固的附在隔板上。
厶反饋服務編碼P288420.2014流程工業49圖3顯示了超過Ih間隔的隔板人口的平均溫度,分別在巧0 ℃、0 ℃和 50 ℃情況,和3根熱電偶膠帶固定到銅塊或3根熱電偶膠帶直接固定在隔板上測量的表面平均溫度之間的差異。當系統內壓強接近1個大氣壓時,銅圓盤的測量結果與直接粘在隔板上的熱電偶的測量結果一致或者更好。但當箱體內壓強下降了200 mm,銅圓盤的測量結果就不如直接粘在隔板上的熱電偶的測量結果。
圖4顯示了20個ValProbes或熱電偶,超過Ih間隔的隔板人口的平均溫度和測量表面平均溫度之間的差異,分別在巧0 c、0 OC和50 ℃情況。對于ValProbes,一般而言,在大氣壓或真空下的應用要比熱電偶更好。當系統在真空下時,熱電偶和ValProbes測量的隔板溫度和隔板人口溫度更接近。
圖5顯示了20個熱電偶和20個ValProbes在一個斜度至巧0 ℃并維持在巧0 ℃時的平均情況。熱電偶到達巧0 ℃并維持在巧0 ℃花費了o.75、1 h的時間,而Vail)robes花費了1.5、2 h到達穩定。這種差異變化不明顯,在穩定的最后半個小時里,最終讀取的平均值差異在0,4、0.6 ℃之間。
結論隔板溫度分布使用的熱電偶直接粘貼在隔板表面,歷來是測量隔板表差得多,相比于同樣的熱電偶在巧5 ℃ 然而數據顯示,在真空條件下進和5 c、使用的粘合劑在50 ℃沒能保 行的溫度測量更代表隔板表面溫度和持住,使熱電偶脫離了隔板的表面導 實際工藝條件下的測量。
致讀取的溫度轉變。 Kaye ValProbes (ValProbes)提出上面對替代方法的研究代表了當 了一個可行的替代圓盤和膠帶直接固前的替代技術。鋁和銅塊易于生產、價 定熱電偶到隔板的方法。它們便于放格低廉、而且幾乎沒有任何維護。將 置并且沒有線的于擾。當系統在真空熱電偶置于表面或嵌人到圓盤的內部, 下,它們的測量結果明顯好于熱電偶,不會改變溫度的測量結果。這些方法 并在過程中與實際隔板溫度一致性的使熱電偶放置到隔板比膠帶固定熱電 曲線圖更接近。ValProbes主要的缺點偶更容易;然而熱電偶的線增加了該 是每次運行都需要編寫程序。另外,前圖5熱電偶和ValProbes在一個斜度至巧0 ℃時的平均溫度接測量的數據。當獲得一個好的測量 使用圓盤的主要缺點是,當系統時,直接測量是更準確和精確的。然而, 在真空下,它們呈現的阻抗熱傳遞是使用熱電偶的主要缺點是很難獲得始 由于隔板表面的接觸不良。為了解決終如一的好的測量。這可以通過圖2 這個限制,大多隔板溫度分布的實驗中的圖形看出,其中在50 ℃熱電偶要 進行是在系統的常壓或接近大氣壓下。
方法的難度。 期投資可能會認為有些高;然而,它與因為非粘貼性熱電偶較差的測量效果而重復單獨驗證所需的成本比,這丿、是一筆最小的投資。由于ValProbes 需要更多的熱平衡時間,保持在每個目標溫度可能需要延長。在LTI未圖4 ValProbes來的隔板溫度分布研直接固定到隔 ValProbes,因為它們一致的運行和設板之間的差異 定,以及為這些研究所進行清理的時比較,隔板入 間相比于熱電偶要少很多。