冻干机的泄漏率标准、类型、测试方法和步骤
2026-08-20 来源:本站 点击次数:118冻干机的泄露率（一）
产品的冻干，需要在一个很低的压力条件下发生。整个过程压力需要被精确测量和精准控制。
冻干过程中，泄漏进入腔体的气体过多，可能影响冻干工艺过程中的压力控制，从而影响工艺过程的稳定性，继而对最终产品的关键质量指标发生影响。
生产型冻干机，通常上下料区域处于洁净区。腔体、冷阱及其他组件位于非洁净区。如果这些部位有泄漏，则进入的气体为非洁净区的气体，含有大量的粉尘和油雾。这大大增加了无菌药品的无菌风险。
确保用于无菌药物产品制造的冷冻干燥机的真空密封完整性，是符合GMP法规生产的一个基本要求。
因此泄漏率，是冻干机的关键性能指标之一。监测冻干机的泄漏率，也是冻干设备操作中重要的一环。
平时问到泄漏率相关问题的老师比较多。
作为欧洲知名冻干设备供应商（买冻干机，选TELSTAR），虽然平时花在研究和实践冻干工艺上的实践比较多，但对设备知识和经验的积累还更多一些，毕竟背靠拥有57年冻干设备制造经验的大厂。
为了把“冻干机的泄漏率”这个问题尽量讲透，计划写两篇。
这篇先梳理清楚理论基础。下篇针对大家问的比较多的问题，一个个来解答。
基础
要分析和解决泄漏率测试过程中，我们遇到的问题。首先，先让我们来理解一下压力和真空的概念：
什么是真空：当我们说到真空，是指气体压力低于一个大气压的情况。
对同一种气体类型来说，相同温度下，压力越低，真空度越高，则表示同样体积中的气体分子数量越少。
我们对泄漏率的要求，背后意味着我们希望在这个固定的体积下（冻干机内腔容积），气体分子的数量保持在一个相对固定的低值。
压力上升率VS泄露率
接着，让我们来弄清“泄漏”过程中，压力变化、时间和腔体容积之间的关系。
是的，这不只是一个压力和时间之间的关系，而是压力、时间、容积三者之间的一个关系。
压力上升率：一定的时间内，压力上升了多少，这是压力和时间之间的关系。
压力上升率相同，则表示一定时长内，进来的“气体的量”相同
压力上升率高，则表示一定时长内，进来的“气体的量”多
压力上升率低，则表示一定时长内，进来的“气体的量”少
但是，不同体积的容器：
如1L和1L的两个容器。同样的压力上升率，却表示进入的气体的量。后者是前者的1倍。
泄漏率是一个对进入密闭容器中，气体总量的一个限制
进入容器的气体总量超过一定数值，则泄漏率数值不合格。
因此泄漏率的公式为：
为什么要这样定这个指标，不是用单纯的压力升，而是用泄漏率？
因为泄漏率测试的根本目的是，防止设备有漏点。
不同容积的设备，在相同的压差（容器内压力和大气压之间的差值）条件下，任何小孔（漏点）却都面临着一个相同的“吸力”，因此从一个相同大小的孔中进入的气体的量是非常类似的。
这个气体的量，对于容积大的设备，引起的压力上升很少，但却也同样意味着漏点的存在。
如果我们只是用压力升的指标，则很难发现大容积设备的漏点。
工业冻干机的泄漏率标准
根据2008版 THE PHARMACEUTICAL & HEALTHCARE SCIENCES SOCIETY的Technical Monograph No.7文件，建议工业型冻干机的泄漏率不高于0.01mbar.l/s
进行进行设备维护，以使得在工业型冻干机的整个生命周期中，泄漏率数据始终保持不高于建议数值。
泄漏的类型：虚拟泄漏VS真实泄漏
虚拟泄漏不是真正的泄漏，压力的上升来源来自系统内部。
- 它们可能是腔体内的水分或者弹性密封件如密封圈，从环境中吸收的溶剂，在泄漏率测试过程中释放而引起的压力上升。
- 或在某处大量积聚的空气逐渐被系统吸收。
- 清洁液或清洗用水的污染可能在泄漏率测试中以虚拟泄漏的形式表现。
在进行冻干机的泄漏率测试时，要尽可能消除虚拟泄漏。
泄漏率测试过程中，“虚拟”泄漏通常表现为系统压力的迅速增加，并逐渐稳定下来。
真实泄漏：这些是从系统外部到内部的真实泄漏。
两种泄漏有可能同时存在。
泄漏率测试是仅针对真实泄漏进行计算。
泄露率测试的方法和步骤
测试中应包括冷冻干燥机中暴露于产品的所有部件。
测试条件：冻干机腔体洁净、干燥、空载
步骤：
- 冷阱降温直到达到一个稳定的温度；
- 板层也设置在一个稳定的温度下，可以是+40℃或者-20℃，重要的是每次用相同的温度（具体选择温度的标准，下篇详细分析）；
- 冷阱和腔体抽真空；
- 稳定温度和抽真空一定的时间，直到温度稳定；（这个过程可以帮助消除或降低虚拟泄漏现象）
- 当真空度达到极限真空度或者设置的一个比较低的压力数值时（如，低于10-2mbar压力数值）关闭泵阱阀。
- 记录下此时的压力数值（Pi）
- 稳定一段时间。如果是设备的第一次测试，这个时间可以是几个小时。如果是后期日常测试，这个时间可以是30分钟。进行此测试的相应硬件必须被校准。
- 记录下此时腔体的压力数值（Pf）
- 根据公式算出的腔体泄漏率
- 与设备验收时的原始泄漏率进行对比，以确定设备状况
泄露的常见发生点
焊接：腔体、冷阱、门及管道的焊接部位；
阀门
- 冻干机上会使用各种不同类型的阀门，每个阀门的质量不同。应选择符合GMP要求及满足各种相关标准的产品。
- 残留的产品或容器破碎产生的碎玻璃也可能会损坏排水阀的阀座和其密封件。
- 阀门的密封件在灭菌周期中会发生温度变化，超过使用寿命可能也会对密封性造成影响。
- 装卸料的操作中可能造成损坏。
- 他们也可能在冻干过程中，因为负压造成扭曲。
- 密封面上的小“缺口”或“切口”（通常由小瓶中的碎玻璃形成）可能导致形成泄漏的路径。
法兰：许多设备通过法兰连接。法兰的每个垫片或O型圈都可能是泄漏的来源。连结在这些法兰上的可能是安全阀、压力传感器或者其他组件。这些组件本身也必须进行密封性测试。
最后的话
内容希望能够对准备购买设备，或者正在使用设备的你，有一些帮助。
最近在文章中，都会加两句广告，介绍一下自己是负责TELSTAR冻干机在中国的销售。虽然也负责运营冻干工艺实验室，但是主营业务是冻干机的销售。
因为很多关注公众号的同学，会突然和我说：“只知道你这里写冻干相关的文章，不知道你们还卖冻干机。早知道买冻干机的时候也找你询个价了。”
听见最后这句话，我一口老血吐出来，继而瑟瑟发抖。这话要是被老板看见，差不多够我失业了。
下一篇关于泄漏率的文章，将会详细的对大家的具体问题，做出解答。
欢迎大家在购买冻干机的时候，多多联系我。
文章来源——冻干工艺之家公众号 • 星德科 TELSTAR 冻干工艺实验室
相关文章
更多 >