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       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)。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)。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，還要測試隔板入口溫度、腔室壓力、時間，這有利于評估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，有時簡稱為隔板溫度分布。

隔板溫度一般由電阻溫度傳感器(RTD)控制和監控，電阻溫度傳感器(RTD)被插入到熱井，從入口到板層的一個熱源中。隔板溫度通常被稱為隔板入口溫度(隔板入口)。熱量從從凍干機傳遞到產品，其發生在隔板表面到小瓶接口，測量隔板表面的實際溫度是評估凍干機性能的關鍵。這些測量的隔板溫度分布應與相關控制點進行比較，且隔板入口應確保在可接受范圍和均一性。

其中在這類驗證中面臨的最大挑戰是，不受環境影響的測量實際的隔板表面溫度的能力。溫度測量設備可以分成兩大類，直接測量和間接測量。直接測量是用固定溫度傳感器，通常是熱電偶，直接測量隔板表面。但直接測量方法的缺點是溫度傳感器很難固定，很難保持在低溫或高溫的范圍，并且通常需要對殘留的粘合劑或膠進行大量的清洗。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入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24ft24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/N X2534)。

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4in管道膠帶的交叉處，和熱傳導粘貼在一個1×1in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凍干機只有3ft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是插入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2in直徑的鋁塊或銅塊，切成0.25in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RTD。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——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5h的間隔，分別在-55℃、5℃和50℃時的隔板入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-55℃和5℃時差異最小。在50℃時，鋁塊相比于熱電偶更接近隔板入口溫度，這是由于熱電偶沒有穩固的附在隔板上。

圖3顯示了超過1h間隔的隔板入口的平均溫度，分別在-50℃、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 200mm , 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1h間隔的隔板入口的平均溫度和測量表面平均溫度之間的差異，分別在-50℃、0℃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入口溫度更接近。

圖5顯示了20個熱電偶和20個ValProbes在一個斜度至-50℃并維持在-50℃時的平均情況。熱電偶到達-50℃并維持在-50℃花費了 0.75~1h的時間，而ValProbes花費了1.5~2h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，歷來是測量隔板表面溫度最有效的方法，因為提供了直接測量的數據。當獲得一個好的測量時，直接測量是更準確和精確的。然而，使用熱電偶的主要缺點是很難獲得始終如一的好的測量。這可以通過圖2中的圖形看出，其中在50℃熱電偶要差得多，相比于同樣的熱電偶在 -55℃和5℃.使用的粘合劑在50℃沒能保持住，使熱電偶脫離了隔板的表面導致讀取的溫度轉變。

上面對替代方法的研究代表了當前的替代技術。鋁和銅塊易于生產、價格低廉、而且幾乎沒有任何維護。將熱電偶置于表面或嵌入到圓盤的內部，不會改變溫度的測量結果。這些方法使熱電偶放置到隔板比膠帶固定熱電偶更容易;然而熱電偶的線增加了該方法的難度。

使用圓盤的主要缺點是，當系統在真空下，它們呈現的阻抗熱傳遞是由于隔板表面的接觸不良。為了解決這個限制，大多隔板溫度分布的實驗進行是在系統的常壓或接近大氣壓下。

然而數據顯示，在真空條件下進行的溫度測量更代表隔板表面溫度和實際工藝條件下的測量。

Kaye ValProbes(ValProbes)提出了一個可行的替代圓盤和膠帶直接固定熱電偶到隔板的方法。它們便于放置并且沒有線的干擾。當系統在真空下，它們的測量結果明顯好于熱電偶，并在過程中與實際隔板溫度一致性的曲線圖更接近。ValProbes主要的缺點是每次運行都需要編寫程序。另外，前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，這只是一筆最小的投資。由于ValProbes需要更多的熱平衡時間，保持在每一個目標溫度可能需要延長。在LTI未來的隔板溫度分布研究中，將使用ValProbes，因為它們一致的運行和設定，以及為這些研究所進行清理的時間相比于熱電偶要少很多。