فریزدرایر- خشک کن انجمادی – Freeze Dryer
فریزدرایر یا خشک‌کن انجمادی (Freeze Dryer) دستگاهی پیشرفته در صنعت داروسازی، زیست‌فناوری، غذایی و شیمیایی است که با استفاده از فرآیند لیوفیلیزاسیون (Lyophilization)، رطوبت موجود در مواد را بدون آسیب به ساختار مولکولی آن‌ها حذف می‌کند. این فرآیند شامل سه مرحله انجماد، تصعید (تبدیل مستقیم یخ به بخار) و خشک‌سازی نهایی است. فریزدرایر دارویی و انواع فریزدرایرها به‌طور خاص برای پایدارسازی مواد حساس به حرارت، مانند واکسن‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، پروتئین‌ها و محصولات زیستی به‌کار می‌رود. در این روش، محصول ابتدا تا دمای پایین منجمد میشود، سپس تحت خلأ، آب منجمدشده مستقیماً به بخار تبدیل شده و از محصول جدا می‌گردد. این فرآیند نه تنها باعث افزایش ماندگاری محصول میشود، بلکه امکان نگهداری بدون زنجیره سرد و بازیابی سریع با افزودن حلال را نیز فراهم می‌کند. کاربرد فریزدرایر در صنایع دارویی برای تولید فرم‌های تزریقی خشک، مواد مرجع، کیت‌های تشخیصی و واکسن‌های انسانی و دامی بسیار حیاتی است. خشک‌کن انجمادی صنعتی با کنترل دقیق دما، فشار و زمان، فرآیندی بسیار ایمن، پایدار و تکرارپذیر را برای محصولات حساس تضمین می‌کند. طراحی مناسب چرخه فریزدرایینگ میتواند کیفیت نهایی محصول، یکنواختی خشک شدن و حفظ فعالیت زیستی را به‌طور چشمگیری بهبود دهد. همچنین، انتخاب درست فریزدرایر آزمایشگاهی یا صنعتی بر اساس ظرفیت، کاربرد و قابلیت‌های فنی، نقش کلیدی در موفقیت فرآیند دارد. نگهداری و معتبرسازی دوره‌ای این دستگاه نیز برای اطمینان از صحت عملکرد و انطباق با استانداردهای GMP ضروری است. به همین دلیل، فریزدرایر به‌عنوان یکی از حیاتی‌ترین تجهیزات در خطوط تولید دارویی و زیست‌فناوری شناخته میشود. جهت اطلاعات بیشتر به صفحه مقالات فریزدرایر مراجعه فرمایید .
برندهای معتبر فریزدرایر
سایت تولیدکنندگان فریزدرایر
برندهای معتبر فریزدرایر
سایتهای تولیدکنندگان فریزدرایر
سوالات متداول
1- چند مدل دستگاه فریز درایر دارویی داریم؟
از نظر نوع کاربرد می‌توان گفت فرآورده‌هایی که در دستگاه فریز درایر خشک می‌شوند به دو دسته کلی ویال و بالک تقسیم بندی می‌شوند. از نظر ظرفیت دستگاه‌ها به سه دسته آزمایشگاهی، تحقیقاتی و صنعتی تقسیم می‌شوند.
2- ظرفیت یک دستگاه فریز درایر چگونه مشخص میشود؟
ظرفیت دستگاه فریز درایر دارویی از روی مساحت شلف آن مشخص میشود. به عنوان مثال در هر یک متر مربع شلف، تعداد 4000 ویال 2R یا 4R جا میشود. ابعاد شلف‌ها بستگی به طراحی دارد و بر اساس ظرفیت دستگاه و ابعاد شلف‌ها تعداد طبقات شلف مشخص میشود. باید توجه نمود که مبنای ظرفیت یک دستگاه فریزدرایر دارویی مساحت مفید تصعید (شلف) است و نه تعداد طبقات شلف، به عنوان مثال یک دستگاه فریز درایر با 5 متر مربع مساحت شلف مفید، ممکن است دارای 5 یا 7 طبقه شلف باشد، ولی در هر دو حالت ظرفیت دستگاه یکسان است.
3- ظرفیت کندانسور بخار یک دستگاه فریز درایر دارویی چگونه تعیین میشود؟
ظرفیت کندانسور بخار باید با مساحت شلف تناسب داشته باشد. بطور متوسط و کلی برای هر یک متر مربع مساحت تصعید 15 کیلوگرم ظرفیت جذب یخ برای کندانسور در نظر گرفته میشود. البته وابسته به نوع فرآورده‌ای که قرار است در دستگاه فریز درایر خشک شود، ظرفیت کندانسور باید بازنگری گردد.
4- سیستم استاپرینگ چیست و برای کدام دستگاه¬ها نیاز است؟
در مورد فرآورده‌هایی که به صورت ویال تزریقی خشک می‌شوند، درب ویال دارای دو پله است، در هنگامی که ویال داخل دستگاه فریز درایر قرار می‌گیرد، این درب لاستیکی تا پله اول در شیشه ویال فرو رفته (اصلاحا Half Stoppering شده است) و در نتیجه بخار از طریق یک شیار کنار این درب لاستیکی به بیرون هدایت میشود. در انتهای فرآیند که فرآورده بطور کامل خشک شد، شلف بالایی توسط یک جک هیدرولیکی به سمت پایین حرکت می‌کند و موجب ایجاد فشار بر روری این دربهای لاستیکی شده و درب را تا پله دوم درون شیشه ویال فشرده می‌کند و درب بطور کامل جا زده میشود. این فرآیند را که از طریق یک سیستم هیدرولیکی شامل جک و یک یونیت هیدرولیک با کنترل فشار انجام میشود، استاپرینگ می‌گویند و به این سیستم هیدورلیکی، سیستم استاپرینگ گفته میشود.
5- سیستم CIP/SIP چیست و برای چه دستگاه‌هایی نیاز است؟
واژه CIP مخفف Clean In Place است و منظور از آن، عملیات شستوشوی مخزن دستگاه بعد از اتمام فرآیند و خارج کردن فرآورده می‌باشد، تا دستگاه برای بارگذاری بعدی آماده شود. CIP معمولا توسط آب خالص (Pure Water (PW)) و یا آب مخصوص تزریق (Water for Injection (WFI)) انجام میشود که نوع آب مصرفی بسته به پروتکل‌های بهداشتی و الزامات GMP دارو دارد.
واژه SIP مخفف Sterile In Place می‌باشد. منظور از آن، عملیات استریل کردن مخزن دستگاه با بخار فوق داغ است. در این فرآیند مخزن دستگاه تحت بخار آب خالص (Pure Steam) با دمای 121°C تا 134°C به مدت لازم (این زمان بر اساس حجم مخزن و براساس آزمون —- مشخص میشود)
6- نرخ انجماد مناسب در دستگاه‌های فریز درایر چقدر است؟
یک دستگاه فریز درایر باید قابلیت لازم برای اجرای هر سیکل فریز درایینگ مورد نظر کاربر را داشته باشد، نرخ انجماد فرآورده‌های دارویی بین 0.5 تا 1.5 درجه سلسیوس بر دقیقه است. کند بودن یا تند بودن نرخ انجماد بر اساس خواسته کاربر در یک دستگاه فریز درایر استاندارد قابل تنطیم است. لازم به توضیح است که هرچه نرخ انجماد کندتر باشد، اندازه کریستال‌های یخ تشکیل شده بزرگتر است، فرآیند خشک شدن کوتاه‌تر و کیفیت نهایی نیز کمتر و هرچه نرخ انجماد سریع‌تر باشد، اندازه کریستال‌های یخ تشکیل شده کوچکتر، فرآیند خشک شدن طولانی‌تر و کیفیت نهایی نیز بالاتر است. ولی در مجموع، نرخ انجماد مناسب برای یک فرآورده به خواص بیولوژیکی آن وابسته است و از طرفی نرخ انجماد خیلی سریع هم موجب بروز مشکلاتی مانند ترک خوردن شیشه‌های ویال و … میشود.
7- حداکثر دمایی که یک فرآورده در مراحل خشک کردن در دستگاه می‌بیند چقدر است؟
حداکثر دمایی که یک فرآورده میتواند در یک فرآیند فریزدرایینگ ببیند خیلی وابسته به خواص بیولوژیکی و زیستی آن دارد. معمولا برای واکسن‌ها این دما تا مثبت 30 درجه سلسیوس است. برای پروبیوتیک‌ها تا حدود دمای مثبت 25 تا مثبت 35 درجه متغییر است. برای آنزیم‌ها حداکثر دما تا 25 درجه است. به هر حال یک دستگاه فریز درایر استاندارد باید توانایی گرم‌کردن شلف‌ها را تا دمای مثبت 70 درجه سلسیوس داشته باشد.
8- صافی سطوح داخلی مخزن اصلی و شلف¬های یک دستگاه فریز درایر دارویی تزریقی چقدر است؟
صافی سطح داخلی مخزن اصلی و شلفهای یک دستگاه فریز درایر دارویی برای جلوگیری از تجمع آلودگی بر روی این سطوح و شستوشوی آسان این سطوح در هنگام CIP است. معمولا صافی سطح یک دستگاه فریز درایر دارویی تزریقی باید کمتر از 0.4 میکرومتر باشد که این میزان از صافی سطح از طریق پولیش مکانیکی و الکتروپولیش حاصل خواهد شد.
9- تختی شلفهای یک دستگاه فریز درایر دارویی چقدر است؟
به طور مجاز تختی شلفهای یک دستگاه فریز درایر باید کمتر از 1 میلی‌متر در هر متر باشد. این میزان از تختی از آنجا مهم است که فرآورده بطور کامل با سطح شلف در تماس باشد تا خللی در انتقال حرارت هدایتی در مرحله انجماد رخ ندهد و در مرحله استاپرینگ، عدم تختی شلف‌ها موجب غیریکنواختی توزیع فشار بر دربهای لاستیکی ویال‌ها نشود.
10- نرخ نشتی مجاز خلا در یک دستگاه فریز درایر چقدر باید باشد؟
منظور از نرخ نشتی خلا، افزایش فشار خلا در یک مدت مشخص از زمان است که بطور استاتیکی اندازه گیری میشود و در این حالت مخزن دستگاه معمولا در فشار 0.1mbar قرار دارد و ارتباط پمپهای خلا با مخزن اصلی بطور کامل قطع است. در این حالت افزایش فشار مخزن را طی زمان 10 تا 30 دقیقه اندازه گیری می‌نمایند. سپس این مقدار افزایش فشار خلا در مدت زمان بر حسب ثانیه را در حجم خالص مخزن ضرب می‌کنند، این عدد باید کمتر از 0.02mbar.L/sec. باشد.
11- یکنواختی دمایی مناسب در شلف¬ها چقدر باید باشد؟
برای اینکه محصول در سراسر مساحت شلف به طور کامل خشک شده باشد و تفاوتی در کیفیت محصول در نقاط مختلف شلف وجود نداشته باشد، بایستی سطح شلف‌ها، همچنین شلف‌ها در طبقات مختلف از یکنواختی دمایی لازم برخوردار باشند. اختلاف دما در 5 نقطه از یک شلف (4 گوشه و مرکز) اندازه گیری میشود و این اختلاف دما در هر یک از این نقاط نباید بیشتر از مثبت و منفی یک درجه سلسیوس نسبت به میانگین 5 نقطه باشد.
12- از کجا بفهمیم که کندانسور بخار دستگاه بخوبی وظیفه خود را انجام می¬دهد؟
در واقع کندانسور بخار صرفا برای محافظت از پمپهای خلا در برابر نفوذ بخار آب می‌باشد. چنانچه کندانسور بخار عملکرد درستی داشته باشد، به هیچ وجه نباید هیچ بخار آبی داخل پمپهای خلا شده باشد. اختلاف دمای بین شلف‌ها و کندانسور بخار باید همیشه بیشتر از 15 درجه سلسیوس باشد، سطح کویل‌های کندانسور باید دارای یکنواختی دمایی خوبی باشد و موقعیت لوله کشی پمپهای خلا باید به گونه‌ای باشد که بخار امکان ورود مستقیم به آن را نداشته باشد. ظرفیت کندانسور بخار هم باید متناسب با حداکثر محصولی باشد که داخل دستگاه بارگذاری میشود و ضریب اطمینان کافی نیز لحاظ گردیده باشد.
سوالات متداول
1- چند مدل دستگاه فریز درایر دارویی داریم؟
از نظر نوع کاربرد می‌توان گفت فرآورده‌هایی که در دستگاه فریز درایر خشک می‌شوند به دو دسته کلی ویال و بالک تقسیم بندی می‌شوند. از نظر ظرفیت دستگاه‌ها به سه دسته آزمایشگاهی، تحقیقاتی و صنعتی تقسیم می‌شوند.
2- ظرفیت یک دستگاه فریز درایر چگونه مشخص میشود؟
ظرفیت دستگاه فریز درایر دارویی از روی مساحت شلف آن مشخص میشود. به عنوان مثال در هر یک متر مربع شلف، تعداد 4000 ویال 2R یا 4R جا میشود. ابعاد شلف‌ها بستگی به طراحی دارد و بر اساس ظرفیت دستگاه و ابعاد شلف‌ها تعداد طبقات شلف مشخص میشود. باید توجه نمود که مبنای ظرفیت یک دستگاه فریزدرایر دارویی مساحت مفید تصعید (شلف) است و نه تعداد طبقات شلف، به عنوان مثال یک دستگاه فریز درایر با 5 متر مربع مساحت شلف مفید، ممکن است دارای 5 یا 7 طبقه شلف باشد، ولی در هر دو حالت ظرفیت دستگاه یکسان است.
3- ظرفیت کندانسور بخار یک دستگاه فریز درایر دارویی چگونه تعیین میشود؟
ظرفیت کندانسور بخار باید با مساحت شلف تناسب داشته باشد. بطور متوسط و کلی برای هر یک متر مربع مساحت تصعید 15 کیلوگرم ظرفیت جذب یخ برای کندانسور در نظر گرفته میشود. البته وابسته به نوع فرآورده‌ای که قرار است در دستگاه فریز درایر خشک شود، ظرفیت کندانسور باید بازنگری گردد.
4- سیستم استاپرینگ چیست و برای کدام دستگاه¬ها نیاز است؟
در مورد فرآورده‌هایی که به صورت ویال تزریقی خشک می‌شوند، درب ویال دارای دو پله است، در هنگامی که ویال داخل دستگاه فریز درایر قرار می‌گیرد، این درب لاستیکی تا پله اول در شیشه ویال فرو رفته (اصتلاحا Half Stoppering شده است) و در نتیجه بخار از طریق یک شیار کنار این درب لاستیکی به بیرون هدایت میشود. در انتهای فرآیند که فرآورده بطور کامل خشک شد، شلف بالایی توسط یک جک هیدرولیکی به سمت پایین حرکت می‌کند و موجب ایجاد فشار بر روری این دربهای لاستیکی شده و درب را تا پله دوم درون شیشه ویال فشرده می‌کند و درب بطور کامل جا زده میشود. این فرآیند را که از طریق یک سیستم هیدرولیکی شامل جک و یک یونیت هیدرولیک با کنترل فشار انجام میشود، استاپرینگ می‌گویند و به این سیستم هیدورلیکی، سیستم استاپرینگ گفته میشود.
5- سیستم CIP/SIP چیست و برای چه دستگاه‌هایی نیاز است؟
واژه CIP مخفف Clean In Place است و منظور از آن، عملیات شستوشوی مخزن دستگاه بعد از اتمام فرآیند و خارج کردن فرآورده می‌باشد، تا دستگاه برای بارگذاری بعدی آماده شود. CIP معمولا توسط آب خالص (Pure Water (PW)) و یا آب مخصوص تزریق (Water for Injection (WFI)) انجام میشود که نوع آب مصرفی بسته به پروتکل‌های بهداشتی و الزامات GMP دارو دارد.
واژه SIP مخفف Sterile In Place می‌باشد. منظور از آن، عملیات استریل کردن مخزن دستگاه با بخار فوق داغ است. در این فرآیند مخزن دستگاه تحت بخار آب خالص (Pure Steam) با دمای 121°C تا 134°C به مدت لازم (این زمان بر اساس حجم مخزن و براساس آزمون —- مشخص میشود)
6- نرخ انجماد مناسب در دستگاه‌های فریز درایر چقدر است؟
یک دستگاه فریز درایر باید قابلیت لازم برای اجرای هر سیکل فریز درایینگ مورد نظر کاربر را داشته باشد، نرخ انجماد فرآورده‌های دارویی بین 0.5 تا 1.5 درجه سلسیوس بر دقیقه است. کند بودن یا تند بودن نرخ انجماد بر اساس خواسته کاربر در یک دستگاه فریز درایر استاندارد قابل تنطیم است. لازم به توضیح است که هرچه نرخ انجماد کندتر باشد، اندازه کریستال‌های یخ تشکیل شده بزرگتر است، فرآیند خشک شدن کوتاه‌تر و کیفیت نهایی نیز کمتر و هرچه نرخ انجماد سریع‌تر باشد، اندازه کریستال‌های یخ تشکیل شده کوچکتر، فرآیند خشک شدن طولانی‌تر و کیفیت نهایی نیز بالاتر است. ولی در مجموع، نرخ انجماد مناسب برای یک فرآورده به خواص بیولوژیکی آن وابسته است و از طرفی نرخ انجماد خیلی سریع هم موجب بروز مشکلاتی مانند ترک خوردن شیشه‌های ویال و … میشود.
7- حداکثر دمایی که یک فرآورده در مراحل خشک کردن در دستگاه می‌بیند چقدر است؟
حداکثر دمایی که یک فرآورده میتواند در یک فرآیند فریزدرایینگ ببیند خیلی وابسته به خواص بیولوژیکی و زیستی آن دارد. معمولا برای واکسن‌ها این دما تا مثبت 30 درجه سلسیوس است. برای پروبیوتیک‌ها تا حدود دمای مثبت 25 تا مثبت 35 درجه متغییر است. برای آنزیم‌ها حداکثر دما تا 25 درجه است. به هر حال یک دستگاه فریز درایر استاندارد باید توانایی گرم‌کردن شلف‌ها را تا دمای مثبت 70 درجه سلسیوس داشته باشد.
8- صافی سطوح داخلی مخزن اصلی و شلفهای یک دستگاه فریز درایر دارویی تزریقی چقدر است؟
صافی سطح داخلی مخزن اصلی و شلفهای یک دستگاه فریز درایر دارویی برای جلوگیری از تجمع آلودگی بر روی این سطوح و شستوشوی آسان این سطوح در هنگام CIP است. معمولا صافی سطح یک دستگاه فریز درایر دارویی تزریقی باید کمتر از 0.4 میکرومتر باشد که این میزان از صافی سطح از طریق پولیش مکانیکی و الکتروپولیش حاصل خواهد شد.
9- تختی شلفهای یک دستگاه فریز درایر دارویی چقدر است؟
به طور مجاز تختی شلفهای یک دستگاه فریز درایر باید کمتر از 1 میلی‌متر در هر متر باشد. این میزان از تختی از آنجا مهم است که فرآورده بطور کامل با سطح شلف در تماس باشد تا خللی در انتقال حرارت هدایتی در مرحله انجماد رخ ندهد و در مرحله استاپرینگ، عدم تختی شلف‌ها موجب غیریکنواختی توزیع فشار بر دربهای لاستیکی ویال‌ها نشود.
10- نرخ نشتی مجاز خلا در یک دستگاه فریز درایر چقدر باید باشد؟
منظور از نرخ نشتی خلا، افزایش فشار خلا در یک مدت مشخص از زمان است که بطور استاتیکی اندازه گیری میشود و در این حالت مخزن دستگاه معمولا در فشار 0.1mbar قرار دارد و ارتباط پمپهای خلا با مخزن اصلی بطور کامل قطع است. در این حالت افزایش فشار مخزن را طی زمان 10 تا 30 دقیقه اندازه گیری می‌نمایند. سپس این مقدار افزایش فشار خلا در مدت زمان بر حسب ثانیه را در حجم خالص مخزن ضرب می‌کنند، این عدد باید کمتر از 0.02mbar.L/sec. باشد.
11- یکنواختی دمایی مناسب در شلف¬ها چقدر باید باشد؟
برای اینکه محصول در سراسر مساحت شلف به طور کامل خشک شده باشد و تفاوتی در کیفیت محصول در نقاط مختلف شلف وجود نداشته باشد، بایستی سطح شلف‌ها، همچنین شلف‌ها در طبقات مختلف از یکنواختی دمایی لازم برخوردار باشند. اختلاف دما در 5 نقطه از یک شلف (4 گوشه و مرکز) اندازه گیری میشود و این اختلاف دما در هر یک از این نقاط نباید بیشتر از مثبت و منفی یک درجه سلسیوس نسبت به میانگین 5 نقطه باشد.
12- از کجا بفهمیم که کندانسور بخار دستگاه بخوبی وظیفه خود را انجام می¬دهد؟
در واقع کندانسور بخار صرفا برای محافظت از پمپهای خلا در برابر نفوذ بخار آب می‌باشد. چنانچه کندانسور بخار عملکرد درستی داشته باشد، به هیچ وجه نباید هیچ بخار آبی داخل پمپهای خلا شده باشد. اختلاف دمای بین شلف‌ها و کندانسور بخار باید همیشه بیشتر از 15 درجه سلسیوس باشد، سطح کویل‌های کندانسور باید دارای یکنواختی دمایی خوبی باشد و موقعیت لوله کشی پمپهای خلا باید به گونه‌ای باشد که بخار امکان ورود مستقیم به آن را نداشته باشد. ظرفیت کندانسور بخار هم باید متناسب با حداکثر محصولی باشد که داخل دستگاه بارگذاری میشود و ضریب اطمینان کافی نیز لحاظ گردیده باشد.
فرم درخواست مشاوره
"*" قسمتهای مورد نیاز را نشان می دهد