Ứng dụng của máy bơm chân không vòng nước trong ngành dược phẩm

Máy bơm chân không vòng nước được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm do hoạt động không cần dầu, cấu trúc đơn giản và khả năng chống ăn mòn mạnh. Chúng đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng sau:

1. Ứng dụng chính

(1) Sấy chân không (Lyophilizers/Lò nướng)

Mục đích:

Đông khô (Sấy đông): Được sử dụng để khử nước các loại thuốc nhạy cảm với nhiệt như vắc-xin, kháng sinh và thuốc sinh học trong khi vẫn giữ nguyên hiệu quả của chúng.

Lò chân không: Loại bỏ dung môi còn sót lại (ví dụ, ethanol, acetone) khỏi các thành phần dược phẩm hoạt tính (API).

Vai trò của máy bơm:

Cung cấp môi trường chân không từ -0,09 đến -0,098 MPa, hạ thấp điểm sôi của nước để sấy khô nhanh ở nhiệt độ thấp.

(2) Thu hồi dung môi và chưng cất

Mục đích:

Chiết xuất thuốc Đông y hoặc thu hồi dung môi hữu cơ (ví dụ: methanol, dichloromethane).

Vai trò của máy bơm:

Giảm áp suất hệ thống, cho phép dung môi bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn, tiết kiệm năng lượng và ngăn ngừa sự suy thoái do nhiệt.

(3) Lọc và chiết vô trùng

Mục đích:

Lọc vô trùng (màng 0,22 μm) thuốc tiêm/vắc-xin và loại bỏ bọt khí trước khi chiết.

Vai trò của máy bơm:

Cung cấp chế độ chân không không dầu để ngăn ngừa ô nhiễm (tuân thủ tiêu chuẩn GMP).

(4) Quá trình lên men

Mục đích:

Duy trì áp suất âm nhẹ trong lò phản ứng sinh học để đảm bảo phân phối oxy đồng đều và loại bỏ CO₂.

Vai trò của máy bơm:

Vật liệu chống ăn mòn (ví dụ: thép không gỉ 316L hoặc lót PTFE) chịu được môi trường lên men có tính axit.

(5) Đóng gói khử khí

Mục đích:

Hút chân không vỉ thuốc (nhôm-nhựa) để ngăn ngừa quá trình oxy hóa thuốc.

2. Ưu điểm trong ứng dụng dược phẩm

Lợi thế

Giá trị dược phẩm

Hoạt động không cần dầu Loại bỏ tình trạng nhiễm bẩn chất bôi trơn.    

Chống ăn mòn Các bộ phận tiếp xúc với nước có sẵn bằng PP, PVDF hoặc thép không gỉ 316L, có khả năng chống axit và dung môi.    

Độ ồn/rung thấp Thích hợp cho môi trường phòng sạch (mức độ tiếng ồn thường ≤75 dB).    

Dễ bảo trì Không có phớt phức tạp; chỉ cần thay dầu vòng nước định kỳ (nếu sử dụng mẫu tiêu chuẩn).    

Thiết kế có thể tiệt trùng Một số model hỗ trợ CIP (Vệ sinh tại chỗ) hoặc SIP (Hấp hơi tại chỗ) để sản xuất vô trùng.    

3. Tiêu chí lựa chọn chính

Mức chân không: Thông thường là -0,09 đến -0,1 MPa (áp suất tuyệt đối: 10–100 mbar).

Tốc độ dòng chảy: Tùy thuộc vào quy mô thiết bị (ví dụ: 20–200 m³/h đối với máy đông khô).

Nguyên vật liệu:

PP/PVDF: Dành cho axit mạnh (ví dụ: HCl) hoặc dung môi hữu cơ (ví dụ: acetone).

Thép không gỉ 316L: Dùng cho các ứng dụng nhiệt độ cao hoặc yêu cầu vệ sinh cao.

Chứng nhận: Phải tuân thủ GMP, ISO 13485 (thiết bị y tế), v.v.

4. Thiết bị hỗ trợ điển hình

Máy đông khô: Bơm vòng nước đóng vai trò là bơm chân không chính, thường được kết hợp với bơm Roots.

Máy bay hơi quay: Dùng để cô đặc dung môi ở quy mô nhỏ trong phòng thí nghiệm.

Dây chuyền chiết vô trùng: Loại bỏ bọt khí khỏi dung dịch thuốc trước khi chiết.

5. Những cân nhắc quan trọng

Phòng ngừa ô nhiễm:

Lắp bộ lọc khí vô trùng (0,1 μm) ở đầu vào để ngăn vi khuẩn chảy ngược.

Quản lý chất lỏng vòng lỏng:

Sử dụng nước tinh khiết hoặc phụ gia chống ăn mòn; hệ thống vòng kín (ví dụ, hỗn hợp glycol-nước) giúp giảm thiểu rủi ro ô nhiễm.

Các giải pháp thay thế:

Đối với nhu cầu chân không cao hơn (ví dụ, chưng cất phân tử), hãy kết hợp với bơm trục vít khô hoặc bơm móng vuốt.

Phần kết luận

Máy bơm chân không vòng nước rất cần thiết trong các quy trình dược phẩm như sấy khô, chưng cất, lọc và lên men, nhờ thiết kế không chứa dầu và chống ăn mòn. Khi lựa chọn máy bơm, hãy ưu tiên khả năng tương thích vật liệu, hiệu suất chân không và tuân thủ quy định để đảm bảo tích hợp liền mạch với các thiết bị quan trọng như máy đông khô.