利用喷洒冷冻和搅拌干燥的散装冷冻干燥的制作方法

专利名称：利用喷洒冷冻和搅拌干燥的散装冷冻干燥的制作方法
技术领域：
本发明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，本发明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。
背景技术：
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。

发明内容
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。本发明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容器；在第一干燥容器中执行使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末的步骤；将冷冻粉末的第二部分从冷冻容器传输到第二干燥容器；以及在第二干燥容器中执行使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末的步骤。冷冻剂可以是消毒液氮。散装产品和冷冻剂可以从分离的喷嘴喷入冷冻容器中。喷洒散装产品和喷洒冷冻剂可以同时进行。加热冷冻粉末可以包括从容器的壁传热。该方法还可包括在冷凝容器中使来自冰冻液体升华的蒸汽冷凝。


图1是现有技术的冷冻干燥系统的示意图。图2是根据本公开一个实施例的冷冻干燥系统的示意图。图3是根据本公开一个实施例的冷冻干燥器的剖视图。图4是根据本公开一个实施例的冷冻干燥系统的示意图。图5是示出根据本公开一个方面的方法的流程图。
具体实施例方式本公开描述了用于以有效方式冷冻干燥散装材料的系统和方法。在处理无菌散装材料的情况下，可以在不降低产品的无菌品质的情况下处理这些材料。更具体地，本公开的系统和方法旨在一种散装粉末冷冻干燥器，其被优化以冷冻和干燥成粉末形式的产品。该过程和设备可以有利地用于干燥需要无菌或消毒处理的制药产品，例如注射齐U。然而，该方法和设备还可用于处理不需要无菌处理，但是需要在保持构造的同时移除水分，并且要求得到的干燥产品为粉末形式的材料。例如，可以利用公开的技术生产用作超导体或者用于形成纳米颗粒或微电路散热器的陶瓷/金属产品。本文描述的系统和方法可以通过与下述处理设备共同使用的工业控制器和/或计算机部分地执行。该处理设备通过设备逻辑控制器(PLC)控制，该逻辑控制器具有用于阀、马达等的操作逻辑。经由PC提供与PLC的界面。PC向PLC加载用户定义的方法或程序以供运行。PLC会将运行的历史数据上载到PC以用于存储。PC还可以用于手动控制装置、诸如冷冻、除霜、原位蒸汽灭菌的操作具体步骤。PLC和PC包括中央处理单元(CPU)和存储器，以及经由总线连接到CPU的输入/输出接口。PLC经由输入/输出接口连接到处理设备以从传感器接收数据，传感器监控设备的不同条件，例如温度、位置、速度、流量等等。PLC还连接到作为设备的一部分的操作装置。存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器还可包括诸如硬盘驱动器、磁带驱动器等或其组合的可移除介质。RAM可用作在执行CPU中程序期间存储所用数据的数据存储器，并且用作工作区。ROM可用作用于存储包括在CPU中执行的步骤的程序的程序存储器。程序可位于ROM上，并且可存储在可移除介质或PLC或PC中的任何其它非易失性计算机可读介质上，作为存储在其上的计算机可读指令而供CPU或者其它处理器执行，以执行本文公开的方法。当前描述的方法和设备利用通过将雾化液体产品(通过喷嘴)和雾化液氮(LN2)相结合进行的喷洒冷冻。在当前描述的系统和方法用于处理需要消毒或无菌处理的产品的情况下，使用消毒LN2。在转让给美国新泽西茉莉山Linde公司的PCT国际公布No. W02009/029749A1中描述了用于生产无菌液氮的一种技术。根据一个公开实施例的示例性系统200在图2中示出。喷嘴212连接到液体产品的源211。喷嘴布置成使产品在冷冻干燥容器210中雾化。液体产品可以是生物固体在水或另一液体中的溶液或悬浮液。产品的雾化导致细微颗粒在冷冻干燥容器210中的散布。颗粒的尺寸和颗粒尺寸的分布都取决于喷洒技术。例如，喷嘴几何形状、产品流速和喷嘴在腔室内的放置可能影响那些过程输出。颗粒尺寸和尺寸分布对于产品的应用是重要的。例如，对于粉末处理，优选具有大约100微米的颗粒尺寸，而对于肺部应用，颗粒尺寸应该为大约6微米。另一组喷嘴214布置成将诸如消毒LN2的无菌冷冻剂的喷雾与雾化液体产品混合。当消毒LN2蒸发并且从冷冻干燥容器210内的液体产品吸热时，雾化液体产品冷冻。喷嘴214连接到无菌冷冻剂的源213。在所示示例中，使用消毒过的LN2。将消毒LN2用作冷源使得无菌雾化产品可以与冷冻剂或冷源直接接触，而不存在污染。在另一实施例中，冷的消毒气态氮代替LN2使用。冷冻腔室的尺寸使得允许产品有足够的时间与冷冻剂接触，从而允许产品在到达腔室底部之前冷冻。喷洒冷冻后的液体产品在冷冻干燥容器210的底部处收集成冷冻粉末，而气态冷冻剂从容器放出。在冷冻干燥容器中可以使用挡板以允许颗粒留在底部而不会夹带在放出的气体中。喷洒冷冻过程产生了产品的迅速冷冻的小颗粒，因为较小的颗粒具有大得多的表面积-质量比，因此对热输入的阻力最小。该性质也加速了干燥过程。冷冻干燥容器210可以预冷却以防止冷冻颗粒在与容器壁或辅助部件接触时解冻。冷冻干燥容器210还可以在喷洒期间以及随后的步骤中冷却，以在另外的产品在容器中被喷洒并冷却时维持粉末冷冻。可以通过使冷却的换热流体219 (例如油)经过定位成加热或冷却干燥容器210的换热器230，而至少部分地冷却容器。换热流体在换热器218中通过从冷凝器216排出的冷N2而冷却。容器还可具有锥形下部以便于处理产品。当足量的液体产品被喷洒冷冻并且收集在容器210的下部中时，冷冻步骤完成。然后在冷冻干燥容器210上吸真空。真空泵260可以与冷凝器250连通，冷凝器250又可以通过打开阀256而连接到冷冻干燥容器210。在该情况下，通过操作真空泵260并打开冷凝器250与冷冻干燥容器210之间的阀256，冷冻干燥容器210受到真空压力。在腔室排空后，将热引入容器壁中。相同的换热器230或不同的换热器可以定位在容器的下部，用于将热经过容器壁施加到冷冻粉末。在所示实施例中，经过换热器230的换热流体219被油加热器271加热。可选地，容器可利用电阻或其它技术被直接加热。为了使冰冻产品的颗粒移动到用于加热的筒壁，同时防止发生产品聚结，搅动冰冻粉末。在一个实施例中，慢速搅拌机构包括在容器下部中的搅拌器235。慢速搅拌机构还包括马达236和驱动轴237。驱动轴穿过容器210中的密封孔，从而允许马达安装在容器的外侧上，保持容器中的无菌环境。在另一实施例中，搅拌机构与外部驱动马达磁性耦合，从而避免使用密封。可选地，在外部安装到容器300的壁上的振动机构339 (图3)包括在容器壁中的振动件，从而使冰冻粉末朝向和远离容器壁流通。振动机构例如可以是气动活塞冲击振动器，或者可以是由电马达驱动的偏移质量。振动件可以可选地安装在冷冻干燥容器的支撑脚(未示出)上。在另一实施例中，容器被翻转，弓I起粉末流通。回到图2，当产品中的冷冻液体升华时，蒸汽通过阀256运送到冷凝容器250中。在冷凝容器中被冷却的冷凝表面257收集冷凝的蒸汽。在水蒸汽的情况下，蒸汽冷凝为冰。冷凝的冰必须周期性从冷凝容器中移除。在完成干燥步骤之后，冷冻干燥容器210回到大气压力，在干燥腔室底部处的阀245打开以允许干燥的产品通过收集阀或板移动到可移除的收集罐240。与传统的托盘冷冻干燥器系统不同，冷冻干燥产品的处理最小化，并且从容器到收集罐的传输可以在受控的无菌环境中进行。冷冻干燥系统200提供的散装冷冻干燥器与现有的冷冻干燥方案相比，具有更大的生产力和更容易的产品收集。该技术允许产品在消毒冷冻干燥操作中喷洒冷冻。已知的现有消毒冷冻干燥方法都不使用喷洒冷冻。图3所示的冷冻干燥容器300包括几个上述示例性特征。容器包括具有柱形形状的上容器壁302和在所示实施例中具有锥形形状的下容器壁301。顶板303密封到上容器壁，并且仅仅为了组装和维修程序而移除，不在正常处理或维护期间移除。在产品通过搅拌而被搅动的实施例中，顶板303可以支撑马达306和驱动系337，驱动系337用于驱动包括螺旋叶片335的搅拌器。叶片335成形为使接近上容器壁302和下容器壁301 二者的产品移动。叶片紧邻壁旋转，使叶片与壁之间的死空间最小。搅拌器被从上方支撑，避免了在容器底部处的支承组件的需求，在底部处被冷冻干燥的产品在周期结束时排出。当喷嘴旋转时，旋转清洗喷嘴340将液体消毒剂引导到内侧容器壁和顶板上。完成的组件可以通过蒸汽、汽化过氧化氢(VHP)或者其它消毒剂消毒。因为接触产品的所有部件都封装在冷冻干燥容器内，容器不需要在每个周期后打开，所以不必在每个周期之后进行消毒。在顶板303上还安装有用于喷洒液体产品的喷嘴212 (图2)和用于喷洒消毒冷冻剂的喷嘴214。喷嘴212、214可以安装成与顶板303的内表面齐平或者略微凹入，从而在螺旋叶片335旋转时清洁叶片的顶部。可选地，喷嘴212、214可以延伸到容器300的内部中，螺旋叶片335可构造成为喷嘴提供间隙。在又一实施例中，喷洒冷冻过程在分离的容器中进行，冷冻粉末被传输到容器300。在容器下端处的排放板或排放阀345在每个周期后打开，以排出冷冻干燥产品。在关闭时，排放板或排放阀紧邻螺旋叶片335的旋转路径，以消除否则将生成的死空间。类似地，检查门(未示出)可以在上容器壁302的开口中设置，并且可构造成提供与上容器壁的内表面齐平而且减少死空间的内表面。图4所示的公开冷冻干燥器的另一实施例400包括单独的冷冻容器410，冷冻容器410向并联布置的几个干燥容器480a、480b、480c进行供给。冷冻容器410按照与以上参照图2所述的方式操作。喷嘴412连接到液体产品的源411。喷嘴412布置成使产品在冷冻容器410中雾化。另一组喷嘴414布置成将诸如消毒LN2的无菌冷冻剂的喷雾与雾化液体产品混合。在产品到达冷冻干燥容器410的底部之前，当消毒LN2蒸发并且从产品吸热时，雾化产品中的液体冷冻。喷嘴414连接到无菌冷冻剂的源413。每个干燥容器480a、480b、480c通过相应的通道481a、481b、481c与冷冻容器410选择性地互连。可以通过打开在对应通道各端处的阀而选择用于接收来自冷冻容器410的冷冻产品的干燥容器。例如，通过打开在通道481a各端处的阀482、483而选择干燥容器480a。当干燥容器480a接收来自冷冻容器410的产品时，其余通道481b、481c中的阀保持关闭。按照与对于干燥容器480a描述相似的方式，选择其它干燥容器480b、480c来接收产品。干燥容器480a、480b、480c如上参照图2所述起作用。例如，对于干燥容器480a，一个或多个加热外罩430位于容器的下部,用于通过容器壁向冷冻粉末施加热。传热流体419泵送通过加热外罩430以提供热能。慢速搅拌机构包括在容器下部中的搅拌器435，使冰冻产品的颗粒移动到用于加热的筒壁，同时防止发生产品聚结。慢速搅拌机构还包括马达436和驱动轴437。在干燥周期完成时，产品可通过通道484a、484b、484c释放到公共的收集容器440。每个通道在端部处具有阀485、486，用于将收集容器440与特定的干燥容器选择性连接。可选地，每个干燥容器480a、480b、480c可具有专用收集容器(未示出)。因为干燥是比冷冻更耗时的步骤，所以通过冷冻干燥系统400处理的各个批次会处于不同的干燥阶段。例如，当一个批次的冷冻产品从冷冻容器410传输到干燥容器480a时，已经在先传输到干燥容器480b的另一批次的产品可能在干燥容器中进行加热/升华，而已经在先传输到干燥容器480c的又一批次的产品可能完成了干燥和复压，并且处于传输到收集容器440的过程。以该方式，冷冻容器输出在错开的批次中处理，从而允许完全地利用冷冻容器和干燥容器。一个或多个冷凝容器490通过管道491a、491b、491c与干燥容器连通。真空泵(未示出)连接到冷凝容器，并且在处理期间将冷冻干燥系统维持在真空压力下。在公开系统的优选实施例中，在系统中使用至少两个并联的冷凝容器490，每个干燥容器480a、480b、480c可选地连接到多于一个冷凝容器。该布置在继续将流出物从干燥容器引导到可选的冷凝容器的同时允许冷凝容器离线以用于除霜。冷冻干燥系统400允许半连续地运行冷冻干燥过程,连续地运行喷洒冷冻过程，并将干燥过程分在并联的容器中，这些容器处理接连交错的批次，从而连续地填充收集容器。冷凝容器可以在不中断连续过程的情况下离线并除霜。在图5中还公开并示意性示出了独特的冷冻干燥方法500，其用于在无菌条件下干燥含有液体溶剂的散装产品。液体溶剂可以是水、乙醇或另一溶剂。散装产品在步骤510中被喷入无菌冷冻容器中。同时，诸如消毒LN2的无菌冷冻剂在步骤520中被喷入无菌冷冻容器中并且与喷洒的散装产品混合。液体冷冻剂迅速蒸发，从喷洒的散装产品吸热并且导致散装产品中的溶剂冷冻。在散装产品到达冷冻干燥容器的下部之前，形成冷冻粉末。冷冻粉末可以传输到分离的干燥容器，用于执行后续步骤，或者可以保留在冷冻容器中。在任一情况下，冷冻粉末在步骤530中进行真空处理，并且在步骤540中利用无菌慢速搅拌机构、振动器或另一搅动机构搅动。同时，在步骤550中，冷冻粉末被略微加热，以使得散装产品中的冷冻溶剂升华而形成冷冻干燥产品。热量可从容器的壁传输到冷冻粉末。来自产品的溶剂升华得到的蒸汽可以通过使蒸汽在冷凝容器中的冷却表面上冷凝而被收集。冷凝的溶剂必须从冷却表面周期性移除。在使用水作为溶剂的情况下，固体冰收集在冷凝容器中，该冷凝容器必须被周期性除霜。在步骤560中，冷冻干燥产品然后回到大气压力并且传输到罐。在冷冻粉末传输到分离的干燥容器的情况下，可以使用几个干燥容器为单个冷冻容器服务，从而产生半连续过程。一批次部分的冷冻粉末生成并且从无菌冷冻容器传输到第一无菌干燥容器，并且在第一无菌干燥容器中，冷冻粉末进行真空、搅拌和加热处理。第二批次的冷冻粉末生成并且从无菌冷冻容器传输到第二无菌干燥容器，并且在第二无菌干燥容器中，冷冻粉末进行真空、搅拌和加热处理。第一和第二干燥容器中的处理交错，以顺序地从冷冻容器抽吸。可以使用数量足够的额外的干燥容器来保持冷冻容器连续运行。以上详细描述应理解为均分别为示例性和说明性的，而非限制性的，本文公开的本发明的范围不应从具体实施方式
确定，而是从根据专利法允许的完整范围解释的权利要求确定。应理解，本文示出和公开的实施例仅仅例示了本发明的原理，本领域技术人员可以在不脱离本发明范围和精神的情况下实施各种变型。
权利要求
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；以及真空泵，其与干燥腔室和冷凝腔室选择性连通。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括 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。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，第一干燥腔室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。
17.根据权利要求14所述的系统，还包括 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。
18.根据权利要求17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。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，冷冻剂是消毒液氮。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，干燥腔室的下部是锥形的。
21.一种用于将含有液体的散装产品冷冻干燥的方法，包括 将散装产品喷入冷冻容器中； 将冷冻剂喷入冷冻容器中，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； 对冷冻粉末进行真空处理； 搅拌冷冻粉末； 加热冷冻粉末，使散装产品中的冷冻液体升华以形成冷冻干燥产品；以及 使冷冻干燥产品回到大气压力下。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末在冷冻容器中进行。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末在与冷冻容器分离的干燥容器中进行。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括 将冷冻粉末的第一部分从冷冻容器传输到第一干燥容器； 在第一干燥容器中执行使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末的步骤； 将冷冻粉末的第二部分从冷冻容器传输到第二干燥容器；以及 在第二干燥容器中执行使冷冻粉末进行真空处理、搅拌冷冻粉末和加热冷冻粉末的步骤。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，冷冻剂是消毒液氮。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，散装产品和冷冻剂从分离的喷嘴喷入冷冻容器中。
27.根据权利要求21所述的方法，其中，喷洒散装产品和喷洒冷冻剂同时进行。
28.根据权利要求21所述的方法，其中，加热冷冻粉末包括利用传热流体向容器的壁传热。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括 在喷洒期间，利用传热流体从冷冻干燥容器的壁移除热，所述传热流体利用来自冷冻剂生产的放出气体被冷却。
30.根据权利要求21所述的方法，还包括 在冷凝容器中使来自冰冻液体升华的蒸汽冷凝。
全文摘要
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。
文档编号F26B5/06GK103069240SQ201080068427
公开日2013年4月24日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者F·W·德马科, E·伦兹 申请人:Ima生命北美股份有限公司