Produksi vaksin dimungkinkan oleh vakum 24 Februari 2021
4 MIN READ
Vakum dalam industri farmasi
Penggunaan vakum untuk pengeringan beku dalam industri farmasi sudah diketahui dengan baik, tetapi ada beberapa langkah dalam sintesis di mana vakum sangat penting.
Pemurnian dalam proses produksi sangat penting, dan sentrifugal ultra-kecepatan tinggi digunakan untuk memfasilitasi langkah ini. Koefisien penetapan atau massa jenis daya apung komponen campuran yang berbeda memungkinkan proses pemurnian dicapai. Kecepatan putaran tinggi lebih dari 30.000 RPM diperlukan untuk menghasilkan pemisahan lengkap dari spesies aktif dan kontaminan yang tidak diinginkan. Kecepatan putaran sebesar ini akan menyebabkan gesekan udara dalam campuran dan menghasilkan panas, sehingga merusak komponen aktif. Penggunaan sistem pompa vakum tinggi yang menggabungkan pompa turbomolekuler (TMP), dan idealnya pompa vakum kering, memungkinkan ekstraksi panas dari campuran seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Pengeringan beku
Komponen penting dari vaksin adalah mikroorganisme dan enzim aktif, yang hidup, dan harus tetap seperti itu agar efektif.
Vaksin hidup yang sudah selesai dicampur dengan stabilisator berbasis air untuk membentuk suspensi, lalu materi dibekukan. Vakum kemudian diterapkan dengan sedikit panas, sehingga es berubah dari padat menjadi uap atau sublimasi. Karena suhu proses sublimasi yang rendah, komponen vaksin tetap aktif dan tidak rusak.
Diagram fase untuk air yang ditampilkan di bawah ini menggambarkan bagaimana pada tekanan rendah, es padat berubah langsung menjadi uap, tanpa melibatkan fase cairan menengah.
Vaksin beku kering dapat disegel dan disimpan dalam kondisi vakum; ini menawarkan keunggulan masa simpan yang lama, pelarutan cepat dengan pengenceran selama penggunaan, dan karakteristik pemulihan yang tidak berubah. Saat ini, ini adalah metode yang paling umum untuk melestarikan vaksin hidup.
Produksi vial kaca
Sebelum pengangkutan dan pengeluaran, vaksin dikeluarkan ke dalam vial kaca. Pilihan kaca yang tepat sangat penting untuk mempertahankan efektivitas vaksin. Hanya kaca borosilikat rendah yang memiliki stabilitas kimia tinggi yang diperlukan untuk mencapai stabilitas jangka panjang vaksin. Produk ini memiliki kekuatan yang sangat baik terhadap ekspansi dan kontraksi termal, yang penting untuk penyimpanan jangka panjang pada suhu di bawah suhu sekitar.
Vakum diperlukan dalam dua tahap produksi vial borosilikat:
Proses peleburan untuk menghilangkan udara yang terperangkap dalam kaca, biasanya beroperasi pada tekanan sekitar 50 mbar. Debu kaca dan suhu tinggi harus diatasi, dan secara tradisional pompa cincin cair telah menjadi standar. Akan tetapi, untuk mengurangi biaya pengoperasian, pompa rotary vane oli dan ulir semakin banyak digunakan. Pompa ulir kering menawarkan alternatif bebas oli.
Proses pencetakan memerlukan tingkat vakum sekitar 100 mbar. Waktu henti pompa yang singkat dan pengoperasian yang berkelanjutan sangat penting, dan lagi-lagi rotary vane oli, pompa ulir, dan pompa ulir kering semakin banyak digunakan.
Pengangkutan dan penyimpanan sebelum penggunaan
Seperti disebutkan, vaksin pertama yang disetujui, Pfizer BioNtech, memerlukan penyimpanan pada suhu -60°C. Menjaga suhu ini menghadirkan tantangan signifikan. Penggunaan teknologi Vacuum Insulation Panel (VIP) menawarkan metode untuk mempertahankan suhu ini dengan cara yang hemat energi. VIP memberikan konduktivitas termal yang sangat rendah sebesar 0,004 W (m.K), dengan ketebalan dinding wadah tipikal 25 - 60 mm. Sebagai perbandingan, wol mineral konvensional dengan ketebalan 150 mm akan memiliki nilai 0,04 W (m.K).
Hal ini tidak hanya menghasilkan efisiensi yang lebih besar, tetapi juga lebih banyak penyimpanan di dalam unit pendingin.
Teknologi ini juga memiliki aplikasi yang lebih komprehensif untuk mengisolasi bangunan lama tanpa kehilangan ruang internal yang signifikan sekaligus mengurangi jejak karbon secara signifikan.
Struktur VIP terdiri dari tiga bagian: bahan insulasi, bahan adsorpsi gas (Getter), dan film insulasi tertutup (barrier). Penghalang insulasi yang aman ini dipompa ke tingkat vakum tinggi sebelum penyegelan, sehingga menawarkan sifat insulasi yang luar biasa.
Sistem vakum umum ditampilkan di bawah ini:
Kerangka pemompaan vakum awal berkecepatan tinggi meminimalkan waktu sebelum pompa difusi diaktifkan untuk memberikan perputaran panel yang cepat.
Kesimpulan
- Menggunakan sistem pemompaan vakum tinggi bersama dengan sentrifugal Kecepatan Ultra Tinggi memungkinkan pemurnian vaksin sekaligus meminimalkan efek panas yang merugikan pada produk.
- Pengeringan beku dengan vakum menawarkan penyimpanan massal jangka panjang sebelum ditransfer ke vial dispensi.
- Produksi vial bergantung pada vakum untuk menghilangkan udara dalam proses peleburan, dan selain itu, vakum merupakan kunci untuk pencetakan vial yang seragam.
- Teknologi Vacuum Insulating Panel memberikan suhu rendah yang andal dan hemat energi, yang sangat penting untuk stabilitas jangka panjang beberapa vaksin.
