真空技术如何使疫苗制造成为可能

国际Graham Rogers 博士揭示了真空技术在 COVID-19 疫苗的生产、储存和运输中发挥的关键作用。

本文探讨了真空技术如何通过此过程的每个步骤使 COVID-19 疫苗成为可能。我们首先看看真空是如何用于纯化疫苗的。

1. 疫苗纯化

疫苗制造过程中的纯化至关重要，采用超高速离心机来促进这一步骤。混合物内组分的不同沉降系数或浮力密度允许实现净化过程。

需要超过 30,000 RPM 的高转速才能完全分离活性物质和不需要的污染物。如此大的转速会导致混合物内的空气摩擦并导致发热。这会损坏有源组件。为了解决这个问题，采用涡轮分子泵 (TMP) 的高真空泵系统，理想情况下是干式真空泵，用于从混合物中提取热量。

2. 冷冻干燥和存储疫苗

活性微生物和酶是疫苗的关键成分。采用冷冻干燥来确保这些成分受到保护并且疫苗保持有效。  

冷冻干燥过程包括将成品活疫苗与水基稳定剂混合以形成悬浮液，然后将其冷冻。然后用少许热量施加真空，使冰从固态升华为气态。由于升华过程的低温，疫苗的成分保持活性且未损坏。

然后可以将冻干疫苗密封并在真空下储存——这具有保质期长、使用过程中用稀释剂快速溶解以及恢复特性不变的优点。真空储存是目前最常用的活疫苗保存方法。

3. 疫苗玻璃瓶生产

在运输和分发之前，疫苗被分配到玻璃小瓶中。正确选择玻璃对于维持疫苗的效力至关重要——只有低硼硅玻璃具有长期保存疫苗所需的化学稳定性。此外，这种玻璃对热膨胀和收缩具有出色的稳定性，这对于在低于环境温度下的储存很重要。

硼硅酸盐小瓶生产的两个阶段需要真空：

· 在熔化过程中使用真空来去除玻璃中的空气，通常在 50 mbar 左右的压力下运行。玻璃粉尘和高温也是必须解决的问题。传统上已使用液环泵。但是越来越多地同时使用油旋片和螺杆泵来降低运行成本。干式螺杆泵提供了一种无油替代方案。

· 成型过程需要大约 100 毫巴的真空度。短泵停机时间和连续运行是关键。越来越多地使用油旋片、螺杆泵和干式螺杆泵。

4. 疫苗运输和储存

真空绝缘板 (VIP) 技术对于运输 COVID-19 疫苗至关重要。例如，辉瑞 BioNTech 疫苗需要在 -60°C 下储存。保持这个温度是一项重大挑战。

VIP 提供了一种以节能方式保持这些温度的方法。VIP 提供 0.004W (mK) 的极低热导率，典型的容器壁厚为 25 – 60mm。相比之下，150 毫米厚的传统矿棉的值为 0.04W (mK)。

这导致制冷单元内更高的效率和更多的存储。

VIP的结构包括三部分：绝缘材料、气体吸附材料（Getter）和封闭绝缘膜（屏障）。这种封闭的绝缘屏障在密封前被抽至高真空水平，从而提供卓越的绝缘性能。

高速前级真空泵系统最大限度地缩短了扩散泵启动前的时间，从而实现面板的快速周转。

真空如何使 COVID-19 疫苗成为可能

在这篇博文中，我们展示了真空技术在 COVID-19 疫苗的生产、储存和运输中的作用。以下是我们解压的内容的摘要：

· 将高真空泵系统与超高速离心机结合使用，可以纯化疫苗，同时最大限度地减少热量对疫苗有效性的任何不利影响。

· 真空冷冻干燥可在转移到分配瓶之前进行长期大量储存。

· 小瓶的生产依赖于在熔化过程中去除空气的真空。此外，真空是成型小瓶均匀成型的关键。

· 真空绝缘板技术提供可靠且节能的低温，这对于某些疫苗的长期稳定性至关重要。

从 COVID-19 疫苗到手术室，您是否知道空真技术可以塑造了医学、挽救整个医疗行业的生命？