在生物制品和血液制品生产的技术领域中,为确保制品中的主要成分如蛋白质、微生物不发生变性或失去生物活力,保持原来的性状,通常对大部分制品进行冷冻干燥处理。每次冻干前,冻干机的冻干箱、冷凝箱及相关搁板和管道均需要用80℃的高温注射用水冲洗,来确保反应罐和管道的清洁效果。在线清洗完成后,还需进行纯蒸汽对冻干机的冻干箱、冷凝箱及相关搁板和管道进行灭菌,以确保设备、管道的洁净、无热原状态。
现今在生物制药领域,如连续发酵制品、具有效价且易失活制品的制备,均需在半成品制备完毕后在尽短的时间内完成分装,进行冻干。而传统冻干机在线清洗及在线灭菌后,采用自然降温的方式至少需要24小时,不能实现设备的快速应用,影响连续批次的生产工艺生产安排。冻干机在线清洗和在线灭菌后,一般为自然冷却方式降温;也有提出水冷却夹套壳设计,专门针对大型设备冻干箱与冷凝器的在线灭菌后快速冷却。上述方法存在以下问题:1)在线灭菌后如果进行自然冷却,由于冻干机箱体及管道均有保温层,导致降温时间过长,影响生产工艺的安排;2)现大多数冻干机采用在线灭菌后,经自然冷却至一定温度,开启压缩机和循环泵,使用降温的硅油对搁板进行降温。该方法虽可在一定程度上实现了冻干机用前的快速降温,但能耗较大;3)水冷却夹套壳设计不仅浪费水资源,还不能实现冻干箱各部件的均匀降温,且夹套如果出现漏液,则存在制品污染的风险。