利用喷洒冷冻和搅拌干燥的散装冷冻干燥制造技术

冷冻干燥器处理散装粉末产品。该冷冻干燥器通过将雾化产品喷流与消毒液氮混合而冷冻产品。得到的粉末在容器中冷冻干燥，将容器内容物搅拌以保持产品与被加热的容器壁接触并且防止聚结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于利用真空和低温从产品移除水分的冷冻干燥过程和设备。更具体地，本专利技术涉及散装粉末的冷冻干燥，散装粉末特别是制药产品和其它散装粉末产品，包括需要无菌处理的散装粉末。
技术介绍
冷冻干燥是从产品移除溶剂或悬浮介质(通常是水)的过程。虽然本公开用水作为示例性溶剂，但是诸如乙醇的其它溶剂也可以在冷冻干燥过程中移除，并且可以利用本公开的方法和设备移除。在用于移除水的冷冻干燥过程中，产品中的水被冷冻而形成冰，并且在真空下冰升华而且蒸汽流向冷凝器。水蒸汽在冷凝器上冷凝成冰并且之后从冷凝器移除。冷冻干燥在制药工业中特别有用，因为在冷冻干燥过程中保持了产品的完整性，并且能够在较长的时间段上确保产品稳定性。冷冻干燥后的产品通常但非必需地是生物制品。制药冷冻干燥常常是无菌过程，需要在冷冻干燥腔室中的消毒条件。关键的是确保冷冻干燥系统的与产品接触的所有部件都是消毒的。在无菌条件中的大多数散装冷冻干燥在为小瓶设计的冷冻干燥器中进行，其中散装产品置于设计用于保持小瓶的托盘中。在图1所示的现有技术的冷冻干燥系统100的一个示例中，一批产品112置于冷冻干燥腔室110中的冷冻干燥器托盘121内。冷冻干燥器架123用于支撑托盘121，并且根据过程的要求将热传递至托盘和产品以及从托盘和产品传递热。流经架123内的管道的传热流体用于移除或添加热。在真空下，冷冻产品112被略微加热以使产品内的冰升华。来自冰升华的水蒸汽经过通道115流入冷凝腔室120中，冷凝腔室120含有保持低于水蒸汽冷凝温度的冷凝线圈或其它表面122。冷却剂经过线圈122以移除热，使得水蒸汽在线圈上冷凝成冰。冷冻干燥腔室110和冷凝腔室120在过程期间都通过连接到冷凝腔室120排出口的真空泵150保持在真空下。在腔室110、120中含有的不可冷凝气体通过真空泵150被移除并且在较高压出口 152处排出。托盘干燥器被设计用于无菌小瓶干燥，并且未优化来处理散装产品。产品必须被手动装载到托盘上，被冷冻干燥，然后被从托盘手动移除。处理托盘是困难的，并且产生液体洒出的风险。在产品与托盘以及托盘与架之间的传热阻力有时导致不规则的传热。干燥后的产品必须在过程后从托盘移除，从而导致产品处理损失。因为过程在大质量产品上执行，所以常常聚结成“块”，并且需要研磨来实现合适的粉末和均匀的颗粒尺寸。由于大质量产品对加热的阻力以及托盘、产品与架之间的弱传热特性，周期时间可能比所需的长。已经提出喷洒冷冻干燥，其中液体物质被喷洒到低温低压环境中，生成的冷冻颗粒中的水通过使下落的颗粒暴露于辐射热而升华(例如参见美国专利No. 3300868)。该过程限于可以从中迅速移除水的材料，而颗粒是空气传播的，并且在低温环境中需要辐射加热器，从而降低了效率。已经连同利用诸如氮气的干燥气体的雾化冷冻干燥而提出了通过使产品与液氮(LN2)或冷气体一起雾化而对产品喷洒冷冻。一个示例在美国专利No. 7363726中示出。冷冻颗粒被收集在干燥容器中，该干燥容器的底部具有多孔金属过滤板。干燥气体经过产品，产生产品相对于干燥气体的局部水蒸汽压力，从而使产品中含有的水升华和/或蒸发。该过程不容易适于无菌处理，因为用于冷冻的冷气体和干燥气体都必须是消毒的。该过程可能潜在地消耗大量的氮气。大气干燥通常比等量粉末的真空干燥慢。搅拌冷冻干燥器在搅拌条件下执行冷冻步骤和真空升华步骤。热在升华阶段期间经过容器外罩引入。搅拌冷冻干燥器已经上市，例如美国新泽西萨米特细川密克朗粉末系统。需要一种改进的技术来处理不容纳在小瓶中的散装量无菌材料。该技术应该保持用于该过程的无菌环境，并且使托盘中产品的处理以及溢出的可能最小化。该过程应该避免诸如研磨的二次操作以生产均匀的颗粒尺寸。该过程应该避免与托盘上的干燥散装产品相关的传热问题。该过程应该尽可能连续，从而尽可能避免设备之间的产品传输。
技术实现思路
本公开通过提供用于通过移除液体而将散装产品冷冻干燥的冷冻干燥系统，解决上述需求。该系统包括用于在冷冻干燥过程期间容纳产品的冷冻干燥腔室、以及至少一个连接到散装产品的源的散装产品喷嘴。所述至少一个散装产品喷嘴指向冷冻干燥腔室的内部，用于将散装产品喷入冷冻干燥腔室中。该系统还包括至少一个连接到冷冻剂的源的无菌冷冻剂喷嘴。该至少一个冷冻剂喷嘴指向冷冻干燥腔室的内部，用于将冷冻剂喷入冷冻干燥腔室中。所述至少一个散装产品喷嘴和至少一个冷冻剂喷嘴还指向冷冻干燥腔室内部中的混合相应喷流，以生成喷洒冷冻产品。该系统还包括在冷冻干燥腔室下部中的搅拌机构，其用于搅拌聚集在腔室下部中的喷洒冷冻产品；加热器，其用于加热冷冻干燥腔室的至少下壁；冷凝腔室，其与冷冻干燥腔室连通，并且包括用于将来自从冷冻干燥腔室接收的排气的蒸汽冷凝的表面；以及与冷凝腔室连通的真空泵。该系统还可包括用于将消毒剂引入冷冻干燥腔室的消毒剂引入装置。消毒剂可从包括蒸汽和汽化过氧化氢的组中选择。搅拌机构可包括被旋转驱动的搅拌器，以将喷洒冷冻产品颗粒移动到用于加热的腔室壁。被旋转驱动的搅拌器可以通过穿过腔室壁的驱动轴驱动，或者可以从腔室壁外部被磁性驱动。搅拌机构可以可选地是从外部安装到腔室壁上的振动机构。冷冻剂可以是消毒液氮。冷冻干燥腔室的下部可以为锥形形状。加热器可以是电加热器，或者是用于使被加热流体流通的外罩。被加热流体可以至少部分从自冷冻剂提取的热而被加热。用于通过移除液体而将散装产品冷冻干燥的另一冷冻干燥系统包括冷冻腔室，其用于在冷冻过程期间容纳产品；以及多个喷嘴，其构造成用于将散装产品和冷冻剂的喷流在冷冻腔室内混合，以产生喷洒冷冻产品粉末。该系统还包括多个干燥腔室，每个干燥腔室通过相应的可选择关闭管道连接到冷冻腔室。每个干燥腔室包括在干燥腔室下部中的搅拌机构，其用于在腔室下部中搅拌喷洒冷冻产品粉末；以及加热器，其用于加热干燥腔室的至少下壁。该系统还包括至少一个冷凝腔室，多个干燥腔室中的每一个与冷凝腔室中的至少一个连通，冷凝腔室包括用于将来自从干燥腔室接收的排气的蒸汽冷凝的表面。真空泵与干燥腔室和冷凝腔室选择性连通。该系统还可包括控制装置，该控制装置用于操作可选择关闭管道以将喷洒冷冻产品粉末导向多个干燥腔室的第一腔室中，同时通过利用真空泵排空干燥腔室的第二腔室并且利用加热器加热第二腔室的下壁而操作第二腔室。第一干燥腔室可以与第一和第二冷凝腔室选择性连通，由此第一和第二冷凝腔室中的一个被操作以冷凝溶剂蒸汽，同时冷凝的溶剂从另一个腔室移除。该系统可包括用于将消毒剂至少引入冷冻腔室和干燥腔室的消毒剂引入装置。消毒剂可从包括蒸汽和汽化过氧化氢的组中选择。冷冻剂可以是消毒液氮。干燥腔室的下部可以是锥形的。本专利技术的另一实施例是用于将含有液体的散装产品冷冻干燥的方法。散装产品被喷入冷冻容器中，冷冻剂被喷入冷冻容器中，在产品落到冷冻容器的下部之前，冷冻剂与喷洒的散装产品混合，使散装产品中含有的液体冷冻以形成冷冻粉末。冷冻粉末进行真空、搅拌和加热处理，使散装产品中的冷冻液体升华以形成冷冻干燥产品。然后使冷冻干燥产品回到大气压力下。使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末可以在冷冻容器中进行，或者可以在与冷冻容器分离的干燥容器中进行。该方法还可包括将冷冻粉末的第一部分从冷冻容器传输到第一干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过移除液体而将散装产品冷冻干燥的冷冻干燥系统，包括 冷冻干燥腔室，其用于在冷冻干燥过程期间容纳产品； 连接到散装产品的源的至少一个散装产品喷嘴，所述至少一个散装产品喷嘴指向冷冻干燥腔室的内部，用于将散装产品喷入冷冻干燥腔室中； 连接到冷冻剂的源的至少一个冷冻剂喷嘴，该至少一个冷冻剂喷嘴指向冷冻干燥腔室的内部，用于将冷冻剂喷入冷冻干燥腔室中，所述至少一个散装产品喷嘴和至少一个冷冻剂喷嘴还指向冷冻干燥腔室内部中的混合相应喷流，以生成喷洒冷冻产品； 在冷冻干燥腔室下部中的搅拌机构，其用于搅拌聚集在冷冻干燥腔室下部中的喷洒冷冻产品； 加热器，其用于加热冷冻干燥腔室的至少下壁； 冷凝腔室，其与冷冻干燥腔室连通，并且包括用于将来自从冷冻干燥腔室接收的排气的蒸汽冷凝的表面；以及 与冷凝腔室连通的真空泵。2.根据权利要求1所述的系统，还包括 用于将消毒剂引入冷冻干燥腔室的消毒剂引入装置。3.根据权利要求2所述的系统，其中，消毒剂从包括蒸汽和汽化过氧化氢的组中选择。4.根据权利要求1所述的系统，其中，搅拌机构包括被旋转驱动的搅拌器，以将喷洒冷冻产品颗粒移动到用于加热的腔室壁。5.根据权利要求4所述的系统，其中，被旋转驱动的搅拌器被穿过腔室壁的驱动轴驱动。6.根据权利要求4所述的系统，其中，被旋转驱动的搅拌器被从腔室壁外部磁性驱动。7.根据权利要求1所述的系统，其中，搅拌机构是从外部安装到腔室壁上的振动机构。8.根据权利要求1所述的系统，其中，搅拌机构是安装到冷冻干燥腔室的支撑脚上的振动机构。9.根据权利要求1所述的系统，其中，冷冻剂是消毒液氮。10.根据权利要求1所述的系统，其中，冷冻干燥腔室的下部为锥形形状。11.根据权利要求1所述的系统，其中，加热器是电加热器。12.根据权利要求1所述的系统，其中，加热器是用于使被加热流体流通的外罩。13.根据权利要求1所述的系统，还包括 外罩，其附接到冷冻干燥腔室，用于使被冷却流体流通，该被冷却流体用于在喷洒期间冷却腔室；以及 换热器，其用于利用从冷冻剂的源放出的气体来冷却被冷却流体。14.一种用于通过移除液体而将散装产品冷冻干燥的冷冻干燥系统，包括 冷冻腔室，其用于在冷冻过程期间容纳产品； 多个喷嘴，所述喷嘴构造成用于将散装产品和冷冻剂的喷流在冷冻腔室内混合，以产生喷洒冷冻产品粉末； 多个干燥腔室，每个干燥腔室通过相应的可选择关闭管道连接到冷冻腔室，每个干燥腔室包括 在干燥腔室下部中的搅拌机构，其用于在腔室下部中搅拌喷洒冷冻产品粉末；以及加热器，其用于加热干燥腔室的至少下壁； 至少一个冷凝腔室，多个干燥腔室中的每一个与冷凝腔室中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·W·德马科，E·伦兹，
申请(专利权)人：IMA生命北美股份有限公司，
类型：
国别省市：