本發(fā)明涉及具備冷阱的真空干燥裝置及真空干燥方法，特別涉及適用于制造醫(yī)藥品的技術。

背景技術：

提出了具備冷阱的真空干燥裝置(例如，專利文獻1)，用于將醫(yī)藥品、食品、化妝品或化學品等的原料液凍結而進行真空干燥。

根據現有的真空干燥裝置，在收容被干燥物的干燥室中經由排氣路徑連接有真空泵，在該排氣路徑的中途設置有冷阱。通過冷阱凝結并捕集從干燥室內的被干燥物升華的水蒸氣，由此能夠使被干燥物干燥。

另外，作為面向醫(yī)藥品的凍結干燥裝置的最近趨勢，對“抗體醫(yī)藥”或“生物醫(yī)藥”的需求逐漸提高。

由于這些藥劑的水分活性高于現有的化學物質的水分活性，因此必須將其制成含水率更低。因此，在非專利文獻1中，將使用液態(tài)氮的熱交換器附加到真空凍結干燥機中來制作低溫狀態(tài)，從而使凍結干燥槽內的壓力降低并實現藥劑的制造。

另外，在這些藥劑的情況下，要求在不改變臨床試驗藥的制法的情況下制造藥劑。

專利文獻1：日本專利第5574318號公報

非專利文獻1：大陽日酸技術學報No.33(2014)P1-P2森公哉、米倉正浩“面向生物醫(yī)藥品的液化氮式真空凍結干燥機”互聯網(URL；https：//www.tn-sanso-giho.com/pdf/33/tnscgiho33_06.pdf)

但是，在非專利文獻1所示的技術中，因使用液態(tài)氮而導致裝置規(guī)模極大，因此要求小型化、省空間化。另外，因使用液態(tài)氮而導致維護時間和運轉成本增大，因此要求無需消耗這種成本且操作性良好的裝置及方法。

另外，由于醫(yī)藥品制造具有嚴格的標準，需要進行裝置內部的滅菌清洗，因此無法將現有的冷凍能力較高的緊湊裝置直接應用于面向醫(yī)藥品的裝置。

技術實現要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其欲達到以下目的。

1、可實現能夠應用于醫(yī)藥品制造的高性能的凍結干燥。

2、在不伴隨維護時間和運轉成本的增大的情況下，能夠實現操作性良好的凍結干燥方法。

本發(fā)明的一方式的真空干燥裝置具有：干燥室，用于收容被干燥物；第一脫水部，與所述干燥室連接，具有能夠凝結并捕集從所述被干燥物升華的水分并能夠被冷卻至第一溫度的第一捕集機構；第二脫水部，與所述第一脫水部獨立地與所述干燥室連接，并具有能夠被冷卻至低于所述第一溫度的第二溫度的第二捕集機構；第一分隔部，能夠使所述干燥室與所述第一脫水部選擇性地連通或彼此脫離；和第二分隔部，能夠使所述干燥室與所述第二脫水部選擇性地連通或彼此脫離，所述第一分隔部和所述第二分隔部為在對所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部進行清洗之后，將所述干燥室與所述第一脫水部連通并封閉所述第二脫水部以進行第一凍結干燥，之后，將所述干燥室與所述第二脫水部連通并封閉所述第一脫水部以進行第二凍結干燥的切換機構。

由此，在一直以來所知道的真空干燥裝置中，可通過在第二脫水部中附加必要的第二捕集機構來實現將溫度調整至-80℃～-100℃左右?？商峁┎皇褂萌缋靡后w氮的大規(guī)模設備，降低裝置制造成本，即使在醫(yī)藥制劑等條件極其嚴格的冷卻干燥處理中，也能夠進行真空干燥直至必要的含水率為止的裝置。另外，由于通過第一脫水部和第二脫水部來分割水蒸氣的凝縮負荷，因此在真空度較低的干燥初期可通過第一脫水部耐受較大的水分凝縮負荷。另外，雖然第二脫水部的水分凝縮負荷較低，但在真空度較高的干燥末期能夠進行進一步干燥。在第一方式的真空干燥裝置中，可切換這種第一脫水部和第二脫水部。由此，能夠以簡單的設備提高被干燥物的最終干燥度(降低含水率)。

在本發(fā)明的第一方式的真空干燥裝置中，在所述第二脫水部連接有第二排氣機構，所述第二排氣機構在封閉所述第二分隔部時為能夠開閉的狀態(tài)。

作為第二排氣機構，可設置例如渦輪分子泵等的排氣機構。第二排氣機構具有能夠從干燥室斷開的結構。由此，在與干燥室分開的狀態(tài)下可進行所述第二脫水部中的排氣。在所述第二脫水部與干燥室連通的狀態(tài)下，可將排氣機構從干燥室斷開。

在本發(fā)明的第一方式所涉及的真空干燥裝置中，所述第二捕集機構可以是低溫冷阱。

由此，與以往相比，能夠將被干燥物凍結干燥至較低的含水率。另外，也可以是由應對極低溫度的冷凍機進行水分吸附的方法。

在本發(fā)明的第一方式的真空干燥裝置中，所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部也可以分別能夠被清洗且能夠被密封。

由此，即使在進行醫(yī)藥制劑等條件及其嚴格的清洗及滅菌處理的情況下，也可以通過將被干燥物凍結干燥至與以往相比較低的含水率來縮短操作時間，并且能夠實現省空間化。

在本發(fā)明的第一方式的真空干燥裝置中，也可以具備調溫機構，所述調溫機構設定為能夠使所述被干燥物中所含有的水分升華的規(guī)定的設定溫度。

由此，在對被干燥物進行凍結干燥時，能夠縮短處理時間并降低含水率。

在本發(fā)明的第一方式的真空裝置中，所述被干燥物也可以是醫(yī)藥制劑或醫(yī)藥制劑的材料。

由此，可通過將低溫冷阱作為第二捕集機構來有效降低含水率，并且滿足必要的清洗及滅菌等條件。

本發(fā)明的第二方式的真空干燥方法為使用上述第一方式的真空裝置的真空干燥方法，具有：滅菌工序，開放所述第一分隔部和所述第二分隔部，對所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部進行滅菌；清洗工序，開放所述第一分隔部和所述第二分隔部，對所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部進行清洗；收容工序，將所述被干燥物收容在所述干燥室中；第一干燥工序，開放所述第一分隔部以將所述干燥室與所述第一脫水部連通，并封閉所述第二分隔部來封閉所述第二脫水部以進行第一凍結干燥；和第二干燥工序，開放所述第二分隔部以將所述干燥室與所述第二脫水部連通，并封閉所述第一分隔部來封閉所述第一脫水部以進行第二凍結干燥。

由此，在附加必要的捕集機構作為第二脫水部的狀態(tài)下，可實現將溫度調整至-80℃～-100℃左右。不使用如利用液體氮的大規(guī)模設備，降低裝置制造成本，即使在需要進行醫(yī)藥制劑等的條件極其嚴格的清洗殺菌處理工序的冷卻干燥處理中，也能夠進行真空干燥直至充分降低含水率為止。另外，由于通過第一脫水部和第二脫水部來分割水蒸氣的凝縮負荷，因此在真空度較低的干燥初期可通過第一脫水部耐受較大的水分凝縮負荷。另外，雖然第二脫水部的水分凝縮負荷較低，但在真空度較高的干燥末期能夠進行進一步干燥。在第二方式的真空干燥方法中，可切換這種第一脫水部和第二脫水部，從而能夠繼續(xù)進行處理。由此，能夠在維持必要條件的情況下提高被干燥物的最終干燥度(降低含水率)。

本發(fā)明的第二方式的真空干燥方法也可以具有預干燥工序，所述預干燥工序開放所述第一分隔部和所述第二分隔部，對所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部進行預干燥。

由此，能夠容易去除清洗工序中的殘留在所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部中的清洗水。特別是，能夠容易去除滅菌工序中使用的高溫蒸汽的水分直至必要的狀態(tài)為止。

在本發(fā)明的第二方式的真空干燥方法中，所述真空干燥裝置具備調溫機構，所述調溫機構設定為能夠使所述被干燥物中所含有的水分升華的規(guī)定的設定溫度，真空干燥方法也可以在所述第一干燥工序中具有通過所述調溫機構進行加熱的工序。

由此，能夠提高凍結干燥時的升華效率。

本發(fā)明的第二方式的真空干燥方法也可以在所述第二干燥工序中具有在封閉所述第一分隔部的狀態(tài)下通過連接到所述第一脫水部的第一排氣機構來進行排氣的工序。

由此，在作為凍結干燥工序的最后階段的第二干燥工序中，通過排除捕集在第一脫水部內的水分，與第二干燥工序同時進行下一周期所需要的準備，從而能夠提高醫(yī)藥制造等中的作業(yè)效率。另外，由于無需連續(xù)使用第一脫水部，因此無需將第一脫水部的能量設定為過剩，能夠實現裝置的小型化、省空間化。

在本發(fā)明的第二方式的真空干燥方法中，在所述第二脫水部連接有第二排氣機構，所述第二排氣機構在封閉所述第二分隔部時為能夠開閉的狀態(tài)，在所述清洗工序、所述滅菌工序、所述收容工序、所述第一干燥工序中，所述第二排氣機構也可以為封閉的狀態(tài)。

此時，在封閉所述第二分隔部時使第二脫水部為開放狀態(tài)且用第二排氣機構來進行排氣，并且在開放所述第二分隔部時使第二脫水部為封閉狀態(tài)來分離第二排氣機構。由此，能夠進行第二脫水部的清洗及滅菌，并且不會存在干燥室與第二排氣機構連通的狀態(tài)。

本發(fā)明的第二方式的真空干燥方法也可以在所述第二干燥工序中具有密閉工序，所述密閉工序在封閉所述第二分隔部的狀態(tài)下對被干燥物進行密閉。

由此，能夠在含水率較低的狀態(tài)下，對被干燥物進行密閉。

本發(fā)明的第三方式的真空干燥裝置具有：干燥室，用于收容被干燥物；第一脫水部，與所述干燥室連接，具有能夠凝結并捕集從所述被干燥物升華的水分并能夠被冷卻至第一溫度的第一捕集機構；第二捕集機構，與所述第一脫水部獨立地與所述干燥室連接，并能夠被冷卻至低于所述第一溫度的第二溫度；第一分隔部，能夠使所述干燥室與所述第一脫水部選擇性地連通并脫離；和密閉機構，用于對所述被干燥物進行密閉，所述第一分隔部和所述封閉機構為進行如下的捕集工序的切換機構：在對所述干燥室和所述第一脫水部進行清洗之后，連通所述干燥室與所述第一脫水部以進行第一凍結干燥，之后，封閉所述第一脫水部并冷卻所述第二捕集機構以進行第二凍結干燥，之后，對所述被干燥物進行密閉并使所述第二捕集機構升溫，連通所述干燥室與所述第一脫水部來捕集從所述第二捕集機構升華的水。

由此，可通過對一直以來所知道的真空干燥裝置附加第二捕集機構，能夠實現將溫度調整至-80℃～-100℃左右?？商峁┎皇褂萌缋靡后w氮的大規(guī)模設備，降低裝置制造成本，即使在醫(yī)藥制劑等條件極其嚴格的冷卻干燥處理中，也能夠進行真空干燥直至必要的含水率為止的裝置。另外，由于通過第一脫水部和第二捕集機構來分割水蒸氣的凝縮負荷，因此可通過第一脫水部耐受真空度較低的干燥初期中的較大的水分凝縮負荷。另外，雖然第二捕集機構的水分凝縮負荷較低，但在真空度較高的干燥末期能夠進行進一步干燥。在第三方式的真空干燥裝置中，可切換這種第一脫水部及第二捕集機構。由此，能夠以簡單的設備提高被干燥物的最終干燥度(降低含水率)。

本發(fā)明的第四方式的真空干燥方法為使用上述第三方式的真空裝置的真空干燥方法，具有：滅菌工序，開放所述第一分隔部，對所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部進行滅菌；清洗工序，開放所述第一分隔部，對所述干燥室、所述第一脫水部和所述第二脫水部進行清洗；收容工序，將所述被干燥物收容在所述干燥室中；第一干燥工序，開放所述第一分隔部以將所述干燥室與所述第一脫水部連通，以進行第一凍結干燥；和第二干燥工序，封閉所述第一分隔部來封閉所述第一脫水部，并且冷卻所述第二捕集機構以進行第二凍結干燥；和捕集工序，密閉所述被干燥物并使所述第二捕集機構升溫，連通所述干燥室與所述第一脫水部以捕集從所述第二捕集機構升華的水。

由此，在附加必要的第二捕集機構的狀態(tài)下，可實現將溫度調整至-80℃～-100℃左右。不使用如利用液體氮的大規(guī)模設備，降低裝置制造成本，即使在需要進行醫(yī)藥制劑等條件極其嚴格的清洗及滅菌處理工序的冷卻干燥處理中，也能夠進行真空干燥直至充分降低含水率為止。另外，由于通過第一脫水部和第二捕集機構來分割水蒸氣的凝縮負荷，因此在真空度較低的干燥初期可通過第一脫水部耐受較大的水分凝縮負荷。另外，雖然第二捕集機構的水分凝縮負荷較低，但在真空度較高的干燥末期能夠進行進一步干燥。在第四方式的真空干燥方法中，可切換這種第一脫水部及第二捕集機構，從而能夠繼續(xù)進行處理。由此，能夠在維持必要條件的情況下提高被干燥物的最終干燥度(降低含水率)。

根據本發(fā)明的方式，可提供一種真空干燥裝置及真空干燥方法，該裝置及方法不使用大規(guī)模的設備，在制造條件嚴格的醫(yī)藥制劑等的凍結干燥中，能夠使含水率充分減少。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的真空干燥裝置的示意圖。

圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的真空干燥方法中的工序的流程圖。

圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的真空干燥裝置的示意圖。

圖4是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的真空干燥方法中的工序的流程圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施例所涉及的真空干燥結果的圖表。

圖6是本發(fā)明的實施例所涉及的真空干燥結果的圖表。

具體實施方式

下面，基于附圖對本發(fā)明的第一實施方式所涉及的真空干燥裝置及真空干燥方法進行說明。

圖1是表示本實施方式的真空干燥裝置的示意圖，在圖1中，附圖標記10為真空干燥裝置。

本實施方式的真空干燥裝置10為了制造例如醫(yī)藥品、醫(yī)藥制劑以及醫(yī)藥品和醫(yī)藥制劑的原材料等，通過將該原料液凍結而進行真空干燥。被干燥物F1為醫(yī)藥制劑或醫(yī)藥制劑的材料。被干燥物F1也可以是將上述原料液收容在容器中的液體狀態(tài)，并且還可以是在使用真空干燥裝置10的處理前工序中使上述原料液真空凍結的固體狀態(tài)(例如，塊狀、粉末狀)。在本實施方式中，對被干燥物F1為醫(yī)藥制劑或醫(yī)藥制劑的材料的情況進行說明。

如圖1所示，本實施方式的真空干燥裝置10具有：用于收容被干燥物的干燥室11、與干燥室11連接的第一脫水部12、與第一脫水部12獨立地與干燥室11連接的第二脫水部13、第一分隔部21、第二分隔部23和控制單元14(控制部)。

第一脫水部12具有第一捕集裝置17(第一捕集機構)，所述第一捕集裝置17可凝結并捕集從被干燥物F1升華的水分且可被冷卻至第一溫度。

第二脫水部13具有捕集裝置18(捕集機構)，所述捕集裝置18可被冷卻至低于第一溫度的第二溫度。

第一分隔部21作為切換機構來發(fā)揮功能，可使干燥室11與第一脫水部12選擇性地連通或彼此脫離。

與第一分隔部21相同，第二分隔部23作為切換機構來發(fā)揮功能，可使干燥室11與第二脫水部13選擇性地連通或彼此脫離。

干燥室11為用于使作為被干燥物的原料F1真空干燥的空間。干燥室11內的真空度在例如5～300Pa的范圍內能夠調整。干燥室11具有多級用于支撐放置有試料F1的托盤(圖略)的多個擱板11a。

在干燥室11中的多個擱板11a的每一個上設置有加熱器(調溫機構)11b。加熱器11b被控制單元(控制部)14控制，可加熱及可冷卻放置在擱板11a上的試料F1。作為加熱器11b，例如可由使熱媒在擱板11a的內部循環(huán)的機構構成，并且，可由護套加熱器等電阻加熱式加熱器等構成。加熱器11b在加熱時的設定溫度并不特別限定，例如可設為20℃。

在至少任一個擱板11a上設置有溫度傳感器11c。溫度傳感器11c檢測放置在被加熱器11b加熱的擱板3上的試料F1的溫度，并將檢測出的溫度作為檢測信號輸出到控制單元14。優(yōu)選溫度傳感器11c能在擱板11a上側測量溫度，并設置在多個擱板11a的每一個中。

干燥室11與分別獨立的第一脫水部12和第二脫水部13連接，干燥室11經由該第一脫水部12和第二脫水部13與真空泵(第一排氣機構)15和泵(第二排氣機構)16連通。真空泵15為通過排除干燥室11內的氣體而使干燥室11內為規(guī)定真空度的泵。作為真空泵15，可采用旋轉泵或干泵等的各種真空泵。

如后述，在干燥室11中設置有用于對干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13內進行清洗及滅菌的清洗及滅菌裝置19(清洗及滅菌機構)。清洗及滅菌裝置19被控制單元14控制。清洗及滅菌裝置19可將用于滅菌工序的122℃左右的蒸汽或用于清洗工序的符合規(guī)定標準的純水供給到干燥室11、第一脫水部12及第二脫水部13內部。

在干燥室11中設置有用于測量干燥室11內部的壓力的壓力計26、27。壓力計26為不受因測量氣體的種類而導致的測量指示值的影響且能夠測量總壓的第一真空計，例如為作為薄膜真空計、隔膜壓力計的電容壓力計。壓力計27為利用熱傳導的能夠測定總壓的真空計，并且為因測量氣體的種類而導致測定指示值產生差異的第二真空計，例如為皮拉尼真空計。

在由第一脫水部12進行的第一干燥工序S09或第二干燥工序S10中，對由所述第一真空計26測量的干燥室11中的測量指示值和由第二真空計27測量的干燥室11中的測量指示值進行比較，并將測量指示值之差收斂到極小的時間判斷為第一干燥工序S09或加熱干燥工序S10的終點時間。該判斷為后述的判別工序S12。

即，當從壓力計26、27的測量值分離的狀態(tài)變化為壓力計26、27的測量值一致的狀態(tài)時，可判斷為干燥室11內部的水分被去除至第一脫水部12的能力界限，并可切換到由第二脫水部13進行的第二干燥工序S14。壓力計26、27的測量值被輸出到控制單元14中。

第一脫水部12作為用于使干燥室11和真空泵(第一排氣機構)15連通的一個排氣路徑(第一排氣路徑)來發(fā)揮功能。在第一脫水部12中設置有第一冷阱17(捕集機構)。第一冷阱17構成可凝結并捕集水蒸氣的捕集面(第一捕集面)。與后述的第二冷阱18相比，第一冷阱17例如為大型冷阱，用作能夠捕集更大量的水蒸氣的主干燥用冷阱。

第一脫水部12中的第一冷阱17被構成為供冷卻介質流通的管以螺旋狀卷繞。作為除此以外的結構，第一冷阱也可以被構成為平板(板)狀。第一冷阱17在管的兩端具有冷媒的導入部17a和導出部17b。這些冷媒的導入部17a和導出部17b與第一冷卻單元17c連接，所述第一冷卻單元17c向第一冷阱17內供給冷媒并使其流通。

第一冷卻控制單元17c被控制單元14控制，從而使冷媒在第一冷阱17內流通。第一冷卻單元17c具有用于壓縮冷媒的壓縮機、對壓縮后的高溫高壓冷媒進行液化的凝縮器、用于使液體冷媒絕熱膨脹的膨脹閥和對液體冷媒進行氣化的蒸發(fā)器。第一冷阱17相當于上述蒸發(fā)器。冷媒從導入部17a導入到第一冷阱17內，并在第一冷阱17內流通后從導出部17b導出，從而進行循環(huán)。此外，作為冷媒，例如可使用氟利昂R404A或硅油等。

第一冷卻單元17c將第一冷阱17的表面(第一捕集面)冷卻至第一溫度。第一溫度是指第一冷阱17可凝結并捕集從干燥室11內的試料F1升華的幾乎全部水蒸氣的溫度。第一溫度的值可根據作為干燥對象物的試料F1的種類、干燥室所達到的壓力等來設定，在本實施方式中，在-40℃左右、-20℃～-60℃左右的范圍內。

對第一脫水部12來說，在干燥室11與第一冷阱17之間設置有作為切換閥來發(fā)揮功能的第一分隔部21，在第一冷阱17與真空泵(第一排氣機構)15之間設置有作為切換機構來發(fā)揮功能的第一切換閥22,。第一分隔部21和第一切換閥22的開閉被控制單元14控制。

第一分隔部21具有：分隔體21a，能夠封閉在干燥室11的壁面上開口的部分；驅動部21b，用于使分隔體21a移動；和驅動源21c，用于對驅動部21b進行驅動。驅動部21b切換分隔體21a與壁面接觸的封閉狀態(tài)和分隔體21a從壁面脫離的開放狀態(tài)。驅動源21c的驅動被驅動單元14控制，由此進行第一分隔部21的開閉控制。如后述，分隔體21a及驅動部21b當對第一脫水部12和干燥室11進行清洗及滅菌時能夠進行清洗。

通過開放第一分隔部21，可使干燥室11與第一脫水部12彼此連通。通過同時開放第一分隔部21及第一切換閥22，可使干燥室11和真空泵15彼此連通。通過封閉第一分隔部21并開放第一切換閥22，可排除第一脫水部12內的氣體。通過同時封閉第一分隔部21和第一切換閥22，可限制經由第一脫水部12的干燥室11內的氣體的排氣。真空泵15和第一切換閥22構成第一排氣機構。

另一方面，在作為與干燥室11連通的另一個排氣路徑(第二排氣路徑)來發(fā)揮功能的第二脫水部13中，設置有第二冷阱18。第二冷阱18構成可凝結并捕集水蒸氣的捕集面(第二捕集面)。第二冷阱18可被冷卻至與第一冷阱17中的第一捕集面相比更低的第二溫度。

在本實施方式中，對第一冷阱17的冷凍機17c要求的能力如下：實現-50～-60℃附近的溫度調整，并具有較大的熱容量。與此相對地，第二冷阱18用于二次干燥，并且為進行由一次干燥吸附水分后的處理的阱。因此，作為對第二冷阱18要求的能力，要求實現更低溫(例如，-80～-100℃)的溫度調整，但熱容量可以較小。因此，與第一冷阱17相比，第二冷阱18更小型。與第一冷阱17相比，可由第二冷阱18捕集的水蒸氣量為更少量。第二冷阱18被用作精加工干燥度用冷阱。例如，在被干燥物中含有500kg左右的水分的情況下，第一冷阱17使被干燥物中的大部分水分干燥，第二冷阱18用于使被干燥物中的剩余1％的水分干燥。

第二冷阱18被控制單元14控制，并具備由機械式冷凍機18b冷卻的低溫板18a。低溫板18a與槽壁隔開，并作為低溫冷阱來發(fā)揮功能。

第二冷阱18在第二脫水部13內具備由機械式冷凍機18b冷凍的低溫板18a。通過在第二脫水部13內由低溫板18a凝縮水分子或二氧化碳分子等，從而在第二脫水部13內維持這些分子等。即，第二冷阱18構成為使干燥室11內部的水分子或二氧化碳分子等減少。

低溫板18a可通過機械式冷凍機18b使氦氣進行西蒙膨脹(サイモン膨張)而被冷卻至例如80K的超低溫。通過低溫板18a凝縮氣體分子，可將干燥室11內的真空度提高至排氣泵16等無法達到的高真空。

排氣泵16具有對第二脫水部13進行真空排氣的功能，作為排氣泵16可使用渦輪分子泵。

第二冷阱18將低溫板18a的表面(第二捕集面)冷卻至低于第一冷阱17的表面溫度的、例如約-70℃～-200℃、-85℃～-120℃左右。如果將低溫板18a的表面溫度設定為過低，則必要的機械式冷凍機18b的能力過大，因此不優(yōu)選。另外，如果將低溫板18a的表面溫度設定為過高，則無法將被干燥物F1的含水率降低至所需水平，因此不優(yōu)選。

此外，如上所述，第二冷阱18原本使用高性能的低溫冷阱，但在與通常使用的條件極其不同的條件下也可以使用。

對第二脫水部13來說，在干燥室11與第二冷阱18之間設置有作為切換閥發(fā)揮功能的第二分隔部23。在第二冷阱18與排氣泵(第二排氣機構)16之間設置有作為切換機構的第二切換閥24。第二分隔部23和第二切換閥24的開閉被控制單元14控制。

第二分隔部23具有：分隔體23a，能夠封閉在干燥室11的壁面上開口的部分；驅動部23b，用于使分隔體23a移動；和驅動源23c，用于對驅動部23b進行驅動。驅動部23b切換分隔體23a與壁面接觸的封閉狀態(tài)和分隔體23a從壁面脫離的開放狀態(tài)。驅動源23c的驅動被驅動單元14控制，由此進行第二分隔部23的開閉控制。如后述，分隔體23a和驅動部23b當對第二脫水部13和干燥室11進行清洗及滅菌時能夠進行清洗。

通過開放第二分隔部23，可使干燥室11和第二脫水部13彼此連通。通過同時開放第二分隔部23和第二切換閥24，可使干燥室11和排氣泵(第二排氣泵)16彼此連通。通過封閉第二分隔部23并開放第二切換閥24，可排除第二脫水部13內的氣體。通過同時封閉第二分隔部23和第二切換閥24，可獨立封閉第二脫水部13和干燥室11內。排氣泵16和第二切換閥24構成第二排氣機構。

本實施方式的真空干燥裝置10在對干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13進行清洗之后，連通干燥室11與第一脫水部12，并封閉第二脫水部13，進行第一干燥工序。之后，連通干燥室11與第二脫水部13，并封閉第一脫水部12，進行第二凍結干燥工序。

因此，在本實施方式的真空干燥裝置10中，干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13分別能夠被清洗且能夠被密閉。

具體而言，對第一脫水部12和第二脫水部13來說，作為滅菌時的熱對策、用于醫(yī)藥制劑制造，可使分隔體21a、驅動部21b、分隔體23a、驅動部23b和低溫板18a(低溫冷阱)的表面為被SUS、SUS316、Au、Pt等金屬覆蓋的結構。此外，未被清洗的表面，即與脫水部12、13的內側表面不相接的部分也可以使用熱傳導性良好的Cu。

第一切換閥22及與第一切換閥22相比更靠近真空泵15側為氣體不會從第一脫水部12向干燥室11逆流的結構。同樣，第二切換閥24及與第二切換閥24相比更靠近排氣泵16側為氣體不會從第二脫水部13向干燥室11逆流的結構。

關于低溫冷阱，通常為了對冷凍機與阱板的連接部提高傳熱性而在該部分夾著In箔，但也可以將其從In箔變更為鍍金、金箔等。

另外，在第二脫水部13中，對后述的本實施方式的真空干燥方法說，在滅菌工序S03、清洗工序S04、收容工序S07、第一干燥工序S09中，與第二排氣機構的第二切換閥24相比更靠近排氣泵16側為封閉的狀態(tài)。

下面，對使用本實施方式的真空干燥方法進行說明。

圖2是表示本實施方式的真空干燥方法的流程圖。

如圖2所示，本實施方式的真空干燥方法具有準備工序S01、開閉工序S02、滅菌工序S03、清洗工序S04、預干燥工序S05、開閉工序S06、收容工序S07、開閉工序S08、第一干燥工序S09、加熱干燥工序S10、第二排氣工序S11、判別工序S12、開閉工序S13、第二干燥工序S14、第一排氣工序S15、密閉工序S16、開閉工序S17和取出工序S18。

關于本實施方式的真空干燥方法，作為圖2所示的準備工序S01，預先準備以能夠將必要的被干燥物F1搬入到擱板11a上。另外，控制單元14中準備必要的制造條件信息。

接著，作為圖2所示的開閉工序S02，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：打開

第一分隔部21：打開

第二分隔部23：打開

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖2所示的滅菌工序S03，在由開閉工序S02設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21和第二分隔部23以使干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部30連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，從清洗及滅菌裝置19供給蒸汽。由此，對干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13的內部進行滅菌。

對于作為被干燥物F1的醫(yī)藥制劑所暴露的部分，必須確保完全無菌。因此，每當開始藥劑生產工序時，作為藥劑生產工序的前工序，進行蒸氣滅菌工序S03。面向醫(yī)藥品的凍結干燥裝置所需要的滅菌是指通過在122℃以上的蒸汽中暴露20分鐘以上而消滅細菌。

該蒸氣滅菌工序中的壓力為210kPa左右、220kpa～240kpa左右。實際上，作為蒸氣滅菌工序S03，將裝置內部在高溫下維持三小時左右。

此時，為了耐受該溫度，第一冷阱17的供冷卻介質流通的管被構造為通過使冷卻單元17c驅動運轉而保持70℃以下。

同樣，為了耐受該溫度，第二冷阱18的低溫板18a被構造為在加熱時通過使機械式冷凍機18b驅動運轉而機械式冷凍機18b側保持70℃以下。以往，當所使用的低溫冷阱受到來自低溫板18a的傳熱時，機械式冷凍機18b的耐熱溫度為70℃，由此保持在機械式冷凍機18b的耐熱溫度以下。另外，也可以提高機械式冷凍機18b的耐熱性。

接著，作為圖2所示的清洗工序04，在由開閉工序S02設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21和第二分隔部23以使干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部30連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，從清洗及滅菌裝置19供給用于清洗且符合規(guī)定標準的純水。由此，對干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13的內部進行清洗。與半導體等其它制造領域的真空裝置不同，通過向裝置內部澆水來清洗。因此，優(yōu)選干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13的內部為盡量不積存水的結構。

接著，作為圖2所示的預干燥工序S05，在由開閉工序S02設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21和第二分隔部23以使干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動第一冷阱17，以對干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13進行預干燥，從而去除清洗水。此時，可通過擱板11a的調溫裝置(調溫機構)，對干燥室11內進行加溫。

在預干燥工序S05中，控制單元14驅動第一冷卻單元17c而使冷媒在第一冷阱17中流通，打開第一分隔部21、第二分隔部23和第一切換閥22并關閉第二切換閥24，驅動真空泵15而經由作為第一排氣路徑的第一脫水部12排除干燥室11內的氣體。由此，因干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13的壓力下降而內部的水分蒸發(fā)。真空泵15經由第一排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11、第一脫水部12和第二脫水部13的內部的氣體。水蒸氣被第一冷阱17捕集。

此外，在預干燥工序S05中，優(yōu)選不驅動第二冷阱18，但在通過后述的第二排氣工序S11而在后續(xù)工序中排除第二脫水部13內部的水分的情況等中，并不限于此。

接著，作為圖2所示的開閉工序S06，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：打開

第一分隔部21：打開

第二分隔部23：關閉

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖2所示的收容工序S07，在由開閉工序S06設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通，并封閉第二分隔部23以使第二脫水部13獨立的狀態(tài)下，將被干燥物F1搬入到干燥室11中。

接著，作為圖2所示的開閉工序S08，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：關閉

第一分隔部21：打開

第二分隔部23：關閉

第一切換閥22：打開

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖2所示的第一干燥工序S09，在由開閉工序S08設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通，并封閉第二分隔部23以使第二脫水部13獨立的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動第一冷阱17，以對干燥室11和第一脫水部12的內部特別是干燥室11進行凍結干燥。由此，因干燥室11和第一脫水部12的壓力下降而內部的水分蒸發(fā)。真空泵15經由第一排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11內的氣體。水蒸氣被第一冷阱17捕集。

從干燥室11抽吸的氣體中的氮等非凝結氣體被真空泵15抽吸而不會在第一冷阱17中凝結。通過從水分剝奪蒸發(fā)潛熱而凍結放置在擱板11a上的試料F1。

第一干燥工序S09中的第一冷阱17的溫度被設定為-40℃左右。

接著，作為圖2所示的加熱干燥工序S10，在由開閉工序S08設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通，并封閉第二分隔部23以使第二脫水部13獨立的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動被設置于各擱板11a的調溫機構11b。

加熱器(調溫機構)11b通過將干燥室11內的擱板11a加熱至20℃而對放置在擱板11a上的試料F1進行加熱，由此促進試料F1的干燥。經加熱的試料F1中所含有的冰從該試料F1中獲取潛熱，升華成水蒸氣。

真空泵15經由第一排氣路徑抽吸含有該水蒸氣的干燥室11內的氣體。被真空泵15抽吸的氣體中的水蒸氣在第一冷阱17的表面釋放潛熱，并凝結成冰，由此被第一冷阱17捕集。從干燥室11抽吸的氣體中的氮等非凝結氣體被真空泵15抽吸而不會在第一冷阱17中凝結。

通過繼續(xù)進行由真空泵15進行的干燥室11的排氣操作，從而干燥室11達到真空泵15所具有的達到壓力。另外，因干燥室11內的水蒸氣的凝結點下降，第一冷阱17的捕集能力變差，從而干燥室11內的真空度上升停止。如果干燥室11內的真空度上升停止，則試料F1中所含有的冰無法升華。其結果，由于在不進行升華的情況下試料F1中所含有的冰不會從固體原料中獲取潛熱，因此通過加熱器11b的加熱作用而試料F1的溫度上升。設置在擱板11a上的溫度傳感器11c檢測被加熱器11b加熱的試料F1的表面溫度，并將檢測出的溫度作為檢測信號而輸出到控制單元14。

同時，通過繼續(xù)由真空泵15進行干燥室11的排氣操作，干燥室11內的真空度上升停止。此時，將壓力計26的測量指示值和壓力計27的測量指示值輸出到控制單元14中，其中，所述壓力計26為不受由測量氣體的種類引起的測量指示值的影響的能夠測量總壓的第一真空計，所述壓力計27為利用熱傳導的能夠測量總壓的真空計且為因測量氣體的種類而測量指示值產生差異的第二真空計。

控制單元14對由所述第一真空計26測量的干燥室11中的測量指示值和由第二真空計27測量的干燥室11中的測量指示值進行比較，并檢測測量指示值之差收斂到極小的時間點。通過對這些第一真空計和第二真空計的測量指示值之差進行比較，將該測量指示值之差收斂到極小的時間點判斷為干燥終點確認時間，從而將第二真空計測量指示曲線的下降曲線的拐點的時刻檢測為干燥終點確認時間。

同時，控制單元14基于來自溫度傳感器11c的檢測信號，檢測出試料F1的表面溫度與加熱器11b的加熱溫度相等并達到上限。

接著，作為圖2所示的判別工序S12，在判斷為達到通過對來自壓力計26、27的測量指示值進行比較而檢測出的干燥終點確認時間和/或基于來自溫度傳感器11c的檢測信號而檢測出的試料F1的表面溫度和加熱器11b的溫度相等的上限時間的情況下，控制單元14判斷為該時間為加熱干燥工序S10的終點時間。此時，首先，封閉第一分隔部21，之后，停止第一冷阱17的驅動。此外，在第一分隔部21封閉之后，第一切換閥22的開閉狀態(tài)既可以是開放狀態(tài)也可以是封閉狀態(tài)。

接著，作為圖2所示的開閉工序S13，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：關閉

第一分隔部21：關閉

第二分隔部23：打開

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：打開

接著，作為圖2所示的第二干燥工序S14，在由開閉工序S13設定的狀態(tài)下，即在開放第二分隔部23以使干燥室11和第二脫水部13連通，并封閉第一分隔部21以使第一脫水部12獨立的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動第二冷阱38，以對干燥室11和第二脫水部13的內部特別是干燥室11進行凍結干燥。

由此，因干燥室11和第二脫水部13的壓力下降，內部的水分蒸發(fā)。渦輪分子泵16經由第二排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11內的氣體。水蒸氣被作為低溫冷阱的第二冷阱18捕集。

此外，加熱器11b和渦輪分子泵16從加熱干燥工序S10起為持續(xù)驅動狀態(tài)。另外，也可以在第二分隔部23開放之前，開始第二冷阱18的驅動。

第二冷阱18的溫度低于第一冷阱17，例如被設定為-100℃左右。

被冷卻至-100℃的第二冷阱18對未被第一冷阱17捕集的水蒸氣進行捕集。伴隨此，干燥室11的壓力下降。由此，重新開始殘留在試料F1中的冰的升華。殘留在試料F1中的冰通過從試料F1中獲取潛熱而升華，產生的水蒸氣在第二冷阱18的表面釋放潛熱并凝結成冰，從而被第二冷阱18捕集。通過該精加工干燥，可使進行加熱干燥工序S10后的試料F1進一步干燥，并能提高試料F1的最終干燥度，從而大幅降低含水率。此外，相對于在使用第一脫水部12的第一干燥工序S09和加熱干燥工序S10中去除的水分，在使用第二脫水部13的第二干燥工序S14中去除的水分可為1％左右即5kg左右。

接著，作為圖2所示的封閉工序S16，在由開閉工序S13設定的狀態(tài)下，即在開放第二分隔部23以使干燥室11和第二脫水部30連通，并封閉第一分隔部21以使第一脫水部12獨立的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，使用未圖示的密閉裝置(密閉機構)對被干燥物F1實施鋁密封等來進行密閉。

接著，作為圖2所示的開閉工序S17，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：打開

第一分隔部21：關閉

第二分隔部23：關閉

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖2所示的取出工序S18，從干燥室11中取出含水率降低至期望狀態(tài)干燥處理結束的被干燥物F1，從而結束該批次的干燥處理。

此外，如圖2所示，在第一干燥工序09和加熱干燥工序S10的一部分或全部中，作為第二排氣工序S11，在由開閉工序S08設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通，并封閉第二分隔部23以使第二脫水部13獨立的狀態(tài)下，打開第二切換閥24，排除該獨立狀態(tài)下的第二脫水部13內的氣體，從而能夠將由第二冷阱18捕集的水分排除到外部。由此，能夠立即開始下一批次的凍結干燥工序。

同樣，在圖2所示的第二干燥工序S14的一部分或全部中，作為第一排氣工序S15，在由開閉工序S13設定的狀態(tài)下，即在開放第二分隔部23以使干燥室11和第二脫水部13連通，并封閉第一分隔部21以使第一脫水部12獨立的狀態(tài)下，打開第一切換閥22，排除該獨立狀態(tài)下的第一脫水部12內的氣體，從而能夠將由第一冷阱17捕集的水分排除到外部。由此，能夠立即開始下一批次的凍結干燥工序。

在本實施方式中，通過使兩個能夠切換的冷阱17、18中的一個為獨立的低溫冷阱，從而可對被干燥物進行凍結干燥直至含水率成為以往無法達到的低含水率。

另外，由于與以往所提出的通過液態(tài)氮得到極低溫度的方法相比，運營成本便宜且也可以改變溫度條件，因此能夠應對各種干燥條件。

當啟動第二冷阱18時，通過使第一分隔部21或第二分隔部23為封閉狀態(tài)，從而可防止附著于第一冷阱17的冰吸附在與第一冷阱17相比處理溫度更低的第二冷阱18上的可能性。

此外，也可以在第二冷阱18與干燥室11之間安裝除第二分隔部23以外的其它分隔閥。

或者，也可以根據被干燥物F1的種類或因被干燥物F1而導致的限制，將第二冷阱18的低溫板18a直接設置在干燥室11中。該結構可應用于如下情況：例如被干燥物F1為經密閉后被取出的產品的情況等，附著于第二冷阱18的冰在產品出庫時不會引起問題的情況。

另外，與第一冷阱17相同，也可以對已有的凍結干燥裝置開孔而附加閥，并且附加低溫冷阱。此時，需要設置為上述的規(guī)格或設置為依照該規(guī)格的結構，使得能應對清洗及滅菌工序。

在干燥處理中，被干燥物F1暴露的干燥室11的內部、第一脫水部12和第二脫水部13的內部必須確保完全無菌。因此，每當開始藥劑生產工序時，作為藥劑生產工序的前工序，必須進行蒸氣滅菌工序和清洗工序。在面向醫(yī)藥品特別是應用于注射用水(WFI，water for injection)制造等的凍結干燥裝置中所必要的滅菌處理是指在122℃以上的蒸汽中暴露20分鐘以上而消滅細菌。

干燥室11內部在該蒸氣滅菌工序中的壓力為210kPa左右、220kpa～240kpa左右。實際上，作為三小時左右蒸氣滅菌工序，將裝置內部維持高溫。此時，在第一冷阱17中，為了耐受該溫度，通過使冷卻單元17c運轉而保持70℃以下的溫度。另外，在第二冷阱18這一阱中，為了耐受該溫度，通過在蒸汽加熱時開動機械式冷凍機18b的壓縮機使其運轉，從而保持70℃以下的溫度。

由于在第二冷阱18中，機械式冷凍機18b無法在超過70℃的環(huán)境下保持長時間，因此在滅菌工序S03中優(yōu)選將機械式冷凍機18b設為運轉狀態(tài)在冷卻的同時進行滅菌處理。此時，需要進行機械式冷凍機18b的輸出設定，使得機械式冷凍機18b的冷卻能力較高，且低溫板18a(阱板)的溫度不會未達到足以滅菌的溫度。

另外，在如本實施方式的面向醫(yī)藥制劑制造的裝置的情況下，作為用于對機械式冷凍機18b和低溫板18a的連接部提高傳熱的箔體，可使用鍍金、金箔等。

在第一冷阱17在-50℃～-70℃下進行水的捕集的第一干燥工序S09和加熱干燥工序S10結束之后，進一步進行作為總精加工的第二干燥工序S14，該第二干燥工序S14中，第二冷阱18在-90℃～-100℃下汲取殘余水分。因此，優(yōu)選第一冷阱17和第二冷阱18設置在隔開的房間(空間)。另外，優(yōu)選對于低溫板18a中的融冰不使用加熱器11b。

對第二冷阱18來說，機械式冷凍機18b的缸體部的材質為SUS316、SUS316L。另外，低溫板(阱板)18a部分的材質為SUS316，傳熱部由金箔等耐腐蝕性較高的金屬形成。

通過在極低的溫度下捕集水分而降低被干燥物F1的含水率的第二干燥工序S14為在常規(guī)運轉下進行凍結干燥的第一干燥工序S09之后的精加工工序，吸附殘余的一點水分。因此，在本實施方式的真空干燥裝置中，其目的在于在無需使處理速度上升而縮短處理時間的情況下，大幅改善含水率的達到程度。以往，選擇用于半導體或平板顯示器(Flat Panel Display)的制造裝置中的第二冷阱18，第二冷阱18可用于本實施方式的真空干燥裝置。

此外，在不設置第二脫水部13的情況下，也可以將第二捕集裝置18和排氣泵16直接設置在干燥室11中。此時，在密閉工序S16結束之后，在冷卻第一捕集裝置17的狀態(tài)下開放第一分隔部21，并進行由第一捕集裝置17捕集因使第二捕集裝置18升溫而從所述第二捕集裝置18升華出的水的捕集工序即可。

下面，基于附圖，對本發(fā)明的第二實施方式的真空干燥裝置及真空干燥方法進行說明。

圖3是表示本實施方式的真空干燥裝置的示意圖，圖3中附圖標記10A為真空干燥裝置。

本實施方式的第二脫水部13與上述的第一實施方式不同。對第二脫水部13以外的對應的結構要素使用與第一實施方式相同的附圖標記并省略該說明。

對本實施方式的真空干燥裝置10A來說，第二冷阱18(第二捕集機構、低溫冷阱)直接設置在干燥室11內部，排氣泵16經由第二切換閥24直接連接于干燥室11，并且未設置有第二分隔部23。

此外，在圖3中，省略控制單元14、多個擱板11a等，并且對與圖1所示的第一實施方式中的真空干燥裝置10A對應的結構使用相同的附圖標記并省略該說明來圖示。

下面，對本實施方式的真空干燥方法進行說明。

圖4是表示本實施方式的真空干燥方法的流程圖。

如圖4所示，本實施方式的真空干燥方法具有準備工序S21、開閉工序S22、滅菌工序S23、清洗工序S24、預干燥工序S25、開閉工序S26、收容工序S27、開閉工序S28、第一干燥工序S29、加熱干燥工序S30、判別工序S32、開閉工序S33、第二干燥工序S34、密閉工序S36、開閉工序S37、后脫水工序S39、開閉工序S40和取出工序S38。

關于本實施方式的真空干燥方法，作為圖4所示的準備工序S21，與準備工序S01相同，預先準備以能夠將必要的被干燥物F1搬入到擱板11a上。另外，在控制單元14中準備必要的制造條件信息。

接著，作為圖4所示的開閉工序S22，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：打開

第一分隔部21：打開

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖4所示的滅菌工序S23，在由開閉工序S22設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，從清洗及滅菌裝置19供給蒸汽。由此，對干燥室11和第一脫水部12的內部進行滅菌。

對于作為被干燥物F1的醫(yī)藥制劑所暴露的部分，必須確保完全無菌。因此，每當開始藥劑生產工序時，作為藥劑生產工序的前工序，進行蒸氣滅菌工序S23。面向醫(yī)藥品的凍結干燥裝置所需要的滅菌是指通過在122℃以上的蒸汽中暴露20分鐘以上而消滅細菌。

該蒸氣滅菌工序中的壓力為210kPa左右、220kpa～240kpa左右。實際上，作為蒸氣滅菌工序S23，將裝置內部在高溫下維持三小時左右。

此時，為了耐受該溫度，第一冷阱17的供冷卻介質流通的管被構造為通過使冷卻單元17c驅動運轉而保持70℃以下。

同樣，為了耐受該溫度，第二冷阱18的低溫板18a被構造為在加熱時通過使機械式冷凍機18b驅動運轉而機械式冷凍機18b側保持70℃以下。以往，當所使用的低溫冷阱受到來自低溫板18a的傳熱時，機械式冷凍機18b的耐熱溫度為70℃，由此保持在機械式冷凍機18b的耐熱溫度以下。另外，也可以提高機械式冷凍機18b的耐熱性。

接著，作為圖4所示的清洗工序24，在由開閉工序S22設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，從清洗及滅菌裝置19供給用于清洗且符合規(guī)定標準的純水。由此，對干燥室11和第一脫水部12的內部進行清洗。與半導體等其它制造領域的真空裝置不同，通過向裝置內部澆水來清洗。因此，優(yōu)選干燥室11和第一脫水部12的內部為盡量不積存水的結構。

接著，作為圖4所示的預干燥工序S25，在由開閉工序S22設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動第一冷阱17，以對干燥室11和第一脫水部12進行預干燥，從而去除清洗水。此時，可通過擱板11a的調溫機構11b，對干燥室11內進行加溫。

在預干燥工序S25中，控制單元14通過驅動第一冷卻單元17c而使冷媒在第一冷阱17中流通，并且打開第一分隔部21和第一切換閥22并關閉第二切換閥24，通過驅動真空泵15而經由作為第一排氣路徑的第一脫水部12對干燥室11內排氣。由此，因干燥室11和第一脫水部12的壓力下降而內部的水分蒸發(fā)。真空泵15經由第一排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11和第一脫水部12的內部的氣體。水蒸氣被第一冷阱17捕集。

此外，在預干燥工序S25中，優(yōu)選不驅動第二冷阱18。

接著，作為圖4所示的開閉工序S26，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：打開

第一分隔部21：打開

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖4所示的收容工序S27，在由開閉工序S26設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，將被干燥物F1搬入到干燥室11中。

接著，作為圖4所示的開閉工序S28，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：關閉

第一分隔部21：打開

第一切換閥22：打開

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖4所示的第一干燥工序S29，在由開閉工序S28設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動第一冷阱17，以對干燥室11和第一脫水部12的內部特別是干燥室11進行凍結干燥。由此，因干燥室11和第一脫水部12的壓力下降而內部的水分蒸發(fā)。真空泵15經由第一排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11內的氣體。水蒸氣被第一冷阱17捕集。

從干燥室11抽吸的氣體中的氮等非凝結氣體被真空泵15抽吸而不會在第一冷阱17中凝結。通過從水分剝奪蒸發(fā)潛熱而凍結放置在擱板11a上的試料F1。

第一干燥工序S29中的第一冷阱17的溫度被設定為-40℃左右。

接著，作為圖4所示的加熱干燥工序S30，在由開閉工序S28設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動設置于各擱板11a的調溫機構11b。

加熱器(調溫機構)11b通過將干燥室11內的擱板11a加熱至20℃而對放置在擱板11a上的試料F1進行加熱，由此促進試料F1的干燥。經加熱的試料F1中所含有的冰從該試料F1中獲取潛熱，并升華成水蒸氣。

真空泵15經由第一排氣路徑抽吸含有該水蒸氣的干燥室11內的氣體。被真空泵15抽吸的氣體中的水蒸氣在第一冷阱17的表面釋放潛熱，并通過凝結成冰，由此被第一冷阱17捕集。從干燥室11抽吸的氣體中的氮等非凝結氣體被真空泵15抽吸而不會在第一冷阱17中凝結。

通過繼續(xù)由真空泵15進行干燥室11的排氣操作，干燥室11達到真空泵15所具有的達到壓力。另外，因水蒸氣在干燥室11內的凝結點下降，第一冷阱17的捕集能力變差，干燥室11內的真空度上升停止。如果干燥室11內的真空度上升停止，則試料F1中所含有的冰無法升華。其結果，由于在不進行升華的情況下試料F1中所含有的冰不會從固體原料中獲取潛熱，因此通過加熱器11b的加熱作用而使試料F1的溫度上升。設置在擱板11a上的溫度傳感器11c檢測被加熱器11b加熱的試料F1的表面溫度，并將檢測出的溫度作為檢測信號而輸出到控制單元14中。

同時，通過繼續(xù)由真空泵15進行的干燥室11的排氣操作，從而干燥室11內的真空度上升停止。此時，將壓力計26的測量指示值和壓力計27的測量指示值輸出到控制單元14中，其中，所述壓力計26為不受由測量氣體的種類引起的測量指示值的影響的能夠測量總壓的第一真空計，所述壓力計27為利用熱傳導的能夠測量總壓的真空計且為因測量氣體的種類而測量指示值產生差異的第二真空計。

控制單元14對由所述第一真空計26測量的干燥室11中的測量指示值和由第二真空計27測量的干燥室11中的測量指示值進行比較，并檢測測量指示值之差收斂到極小的時間點。通過對這些第一真空計和第二真空計中的測量指示值之差進行比較，將該測量指示值之差收斂到極小的時間點判斷為干燥終點確認時間，或將第二真空計測量指示曲線的下降曲線的拐點的時間檢測為干燥終點確認時間。

同時，控制單元14基于來自溫度傳感器11c的檢測信號，檢測出試料F1的表面溫度與加熱器11b的加熱溫度相等并達到上限。

接著，作為圖4所示的判別工序S32，在判斷為達到通過對來自壓力計26、27的測量指示值進行比較而檢測出的干燥終點確認時間和/或基于來自溫度傳感器11c的檢測信號而檢測出的試料F1的表面溫度和加熱器11b的溫度相等的上限時間的情況下，控制單元14判斷為該時間為加熱干燥工序S30的終點時間。此時，首先，封閉第一分隔部21之后，停止第一冷阱17的驅動。此外，第一分隔部21封閉之后，第一切換閥22的開閉狀態(tài)既可以是開放狀態(tài)也可以是封閉狀態(tài)。

接著，作為圖4所示的開閉工序S33，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：關閉

第一分隔部21：關閉

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：打開

接著，作為圖4所示的第二干燥工序S34，在由開閉工序S33設定的狀態(tài)下，即在封閉第一分隔部21以使干燥室11獨立，并使第一脫水部12獨立的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制而驅動第二冷阱18和渦輪分子泵16，以對干燥室11進行凍結干燥。

由此，因干燥室11的壓力下降而內部的水分蒸發(fā)。渦輪分子泵16經由第二排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11內的氣體。水蒸氣被作為低溫冷阱的第二冷阱18捕集。

此外，加熱器11b和渦輪分子泵16從加熱干燥工序S30起為持續(xù)驅動狀態(tài)。第二冷阱18的溫度低于第一冷阱17的溫度，例如被設定為-100℃左右。

被冷卻至-100℃的第二冷阱18對未被第一冷阱17捕集的水蒸氣進行捕集。伴隨此，干燥室11的壓力下降。由此，重新開始殘留在試料F1中的冰的升華。殘留在試料F1中的冰通過從試料F1中獲取潛熱而升華，產生的水蒸氣在第二冷阱18的表面釋放潛熱并凝結成冰，從而被第二冷阱18捕集。通過該精加工干燥，可使進行加熱干燥工序S30后的試料F1進一步進行干燥，并能提高試料F1的最終干燥度，從而大幅降低含水率。此外，相對于在使用第一脫水部12的第一干燥工序S29和加熱干燥工序S30中去除的水分，在使用第二冷阱18和渦輪分子泵16的第二干燥工序S34中去除的水分可為1％左右，即5kg左右。

接著，作為圖4所示的密閉工序S36，在由開閉工序S33設定的狀態(tài)下，即在封閉第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12獨立的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，使用未圖示的密閉機構對被干燥物F1實施鋁密封閉來進行密閉。

接著，作為圖4所示的開閉工序S37，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：關閉

第一分隔部21：打開

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖4所示的后脫水工序39，在由開閉工序S37設定的狀態(tài)下，即在開放第一分隔部21以使干燥室11和第一脫水部12連通的狀態(tài)下，通過控制單元14的控制，停止第二冷阱18的動作的同時，通過驅動第一冷阱17而由第一冷阱17捕集低溫板18a中的融冰。此時，為了對被低溫板18a捕集的水分進行融冰，優(yōu)選預先驅動加熱器11b。同時，經由第一排氣路徑抽吸含有水蒸氣的干燥室11內的氣體。

接著，作為圖4所示的開閉工序S40，通過控制單元14的控制，使各分隔部和閥如下開閉。

干燥室11：打開

第一分隔部21：關閉

第一切換閥22：關閉

第二切換閥24：關閉

接著，作為圖4所示的取出工序S38，從干燥室11中取出含水率降低至期望狀態(tài)干燥處理結束的被干燥物F1，從而結束該批次的干燥處理。

在本實施方式中，能夠實現與上述第一實施方式相同的效果，并且無需對現有的真空干燥裝置重新設置作為第二脫水部13的腔室，可使裝置結構更簡化。

[實施例]

(實施例1)

下面，對本發(fā)明的實施例1進行說明。

在實施例1中，利用圖3所示的真空干燥裝置10A來進行了證實。

以下示出圖3所示的真空干燥裝置10A的各個參數。

·第一冷阱17的規(guī)格

實際管道溫度：-65℃以下

冷媒直膨方式：冷媒規(guī)格R404a

表面處理、材質：SUS304、400研磨拋光

干燥室11的壓力變化：在20分鐘以內從大氣壓變化至13Pa

·第二冷阱18的規(guī)格

實際管道溫度：-80℃～-100℃以下

機械式冷凍機18c的方式：使用He的冷凍機

表面處理、材質：SUS316L、400+電解研磨拋光

干燥室11的壓力變化：在30分鐘以內從大氣壓變化至13pa

·搬入到干燥室11中的被干燥物F1所含有的水分：500kg左右

·當從第一冷阱17切換到第二冷阱18時的干燥室11內的壓力：約1Pa

在這種真空干燥裝置中進行真空干燥處理，并測量該處理中的干燥室內的壓力P及擱板11a的溫度T。在圖5～圖6中示出這些結果。

在圖5～圖6中，與預干燥工序S05、第一干燥工序S09、加熱干燥工序S10、第二干燥工序S14對應地，分別以橫軸表示處理時間。

此外，圖5～圖6的S05、S09、S10、S14分別為

·預干燥工序S05：預凍結2～3小時

·第一干燥工序S09：等速干燥、-45℃、24小時

·加熱干燥工序S10：減速干燥、擱板20℃、兩小時

·第二干燥工序S14：精加工干燥、-100℃。

第二干燥工序S14的最終含水率為3×10^-2％。

此外，結束至加熱干燥工序S10時的含水率為3％。

從圖5～圖6所示的結果可知，通過進行可繪制具有這種拐點的圖表的處理，可將含水率改善兩位數左右，并且可通過使溫度重復性良好地變化而應對各種干燥條件。

(實施例2)

下面，對本發(fā)明的實施例2進行說明。

在實施例2中，與上述的實施例1相同，利用圖3所示的真空干燥裝置10A來進行了證實。此外，實施例2中的真空干燥裝置10A的各個因素與實施例1相同。

在這種真空干燥裝置中進行真空干燥處理，并測量該處理中的干燥室內的壓力P及擱板11a的溫度T。此外，實施例2中的預干燥工序S05、第一干燥工序S09、加熱干燥工序S10和第二干燥工序S14的條件如下。

·預干燥工序S05：預凍結2～4小時

·第一干燥工序S09：等速干燥、0～-45℃、24～48小時

·加熱干燥工序S10：減速干燥、擱板20℃、2～40小時

·第二干燥工序S14：精加工干燥、-100～-200℃。

結束至加熱干燥工序S10時的含水率為0.99～1.82％。與此相對地，在將第二冷阱18設定為-100℃的情況下，第二干燥工序S14結束后的含水率為0.46～0.64％左右。在將第二冷阱18設定為-200℃的情況下，第二干燥工序S14結束后的含水率為0.42～0.43％左右。

由此可知，通過將第二冷阱18設定為-100℃以下，可大幅降低含水率。

從實施例2的結果可知，可大幅改善含水率，并且可通過使溫度重復性良好地變化而應對各種干燥條件。

產業(yè)上的可利用性

作為本發(fā)明的應用例，可列舉針對謀求將生物醫(yī)藥或抗體醫(yī)藥等的含水率抑制為較低的凍結干燥的應用。

附圖標記說明

10…真空干燥裝置

11…干燥室(腔室)

11a…擱板

11b…加熱器(調溫機構)

11c…溫度傳感器

12…第一脫水部

13…第二脫水部

14…控制部(控制單元)

15…真空泵(第一排氣機構)

16…真空泵(第二排氣機構)

17…第一捕集機構(第一冷阱)

17a…導入部

17b…導出部

17c…冷卻單元

18…第二捕集機構(第二冷阱)

18a…低溫板

18b…機械式冷凍機

19…清洗及滅菌機構

21…第一分隔部

21a…分隔體

21b…驅動部

21c…驅動源

22…第一切換閥(第一排氣機構)

23…第二分隔部

23a…分隔體

23b…驅動部

23c…驅動源

24…第二切換閥(第二排氣機構)

26…壓力計

27…壓力計

F1…被干燥物