[发明专利]用于散装冷冻干燥系统的冷冻干燥室

说明书

一种冷冻干燥容器(302)，其具有冷冻干燥室(304)，该冷冻干燥室包括接收冷冻颗粒(282)的倾斜的水平搁架(352)。每个搁架相对于水平轴线(390)倾斜并且布置成使得连续搁架之间的向下倾斜在第一方向(392)和第二方向(394)之间交替。在成对的搁架之间附接至少一个连接构件(374，376，378，380，382，384，386，386，388)。至少一个连接构件附接到位于干燥室外部的相关联的振动元件(396，398，400，402)。每个振动元件使一对搁架振动，以使冷冻颗粒相对于相关的搁架前进并从一个搁架下落到另一个搁架，其中搁架加热冷冻颗粒以促进升华而形成冷冻干燥产品(284)。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于散装冷冻干燥系统的冷冻干燥室，更具体地，涉及一种冷冻干燥室，该冷冻干燥室包括多个倾斜的水平搁架，该倾斜的水平搁架接收冷冻颗粒，其中冷冻颗粒相对于搁架沿着第一方向和第二方向行进，其中位于干燥室外部的多个振动元件在水平方向上振动相关的搁架，以使冷冻颗粒相对于相关的搁架前进并从一个搁架下降到另一个搁架，并且其中搁架对冷冻颗粒进行加热以促进冷冻颗粒升华以形成粉末形式的冷冻干燥产品。

背景技术

冷冻干燥是从产品中去除通常是水的溶剂或悬浮介质的过程。尽管本公开使用水作为示例性溶剂，但是例如乙醇的其他溶剂也可以在冷冻干燥过程中去除，并且可以通过本公开的方法和设备去除。

在用于去除水的冷冻干燥过程中，产品中的水被冷冻以形成冰，并且在真空下冰被升华且蒸气流到冷凝器。水蒸气在冷凝器上冷凝成冰，然后从冷凝器除去。冷冻干燥在制药工业中特别有用，这是因为在冷冻干燥过程中可以保持产品的完整性，并且可以在较长的时间段内保证产品的稳定性。冷冻干燥的产品通常(但不一定)是生物物质。

药物冷冻干燥通常是无菌过程，其需要冷冻和干燥室内的无菌条件。确保冷冻干燥系统中与产品接触的所有部件都是无菌的，这一点至关重要。

在无菌条件下散装产品的冷冻干燥可以在冷冻干燥机中进行，其中将散装产品放置在托盘中。在图1所示的常规冷冻干燥系统100的一个示例中，将一批产品112放置在冷冻干燥室110内的冷冻干燥器托盘121中。冷冻干燥器搁架123用于支撑托盘121，并根据该过程的需要将热量传递至托盘和产品以及从托盘和产品传递热量。流经搁架123内的导管的传热流体可用于去除或增加热量。

在真空下，将冷冻产品112略微加热以导致产品内的冰升华。由冰的升华产生的水蒸气通过通道115流入冷凝室120中，该冷凝室120包含保持在水蒸气的冷凝温度以下的冷凝盘管或其他表面122。冷却剂穿过盘管122以去除热量，从而导致水蒸气在盘管上冷凝为冰。

在处理过程中，冷冻干燥室110和冷凝室120都通过连接到冷凝室120的排气口的真空泵150保持在真空下。容纳在室110、120内的不能冷凝的气体被真空泵150移除并在较高压力的出口152处排出。

托盘干燥器通常被设计用于无菌小瓶干燥，并且没有被优化以处理散装产品。必须将散装产品手动加载到托盘中，冷冻干燥，然后手动从托盘取出。搬运托盘很困难并有造成液体溢出的风险。产品与托盘之间以及托盘与搁架之间的传热阻力有时会导致不规则的传热。处理后必须将干燥的产品从托盘取出，从而导致产品搬运损失。

因为在大量产品上实施该过程，所以经常发生结块成“蛋糕”的现象，并且需要研磨以得到合适的粉末和均匀的粒度。由于大量产品对加热的阻力以及托盘、产品和搁架之间不良的传热特性，因此周期时间可能会比必要的时间更长。

已经尝试了托盘干燥机的各种替代方案，其通常涉及真空干燥机内的金属对金属移动触点。这些布置在无菌应用中存在问题，这是因为金属对金属的移动触点(例如滑动或滚动)会产生不易消毒的较小的金属颗粒并且因为运动的机械元件(例如轴承和衬套)存在隐藏的表面且难以消毒。

喷雾冷冻已被用作产生颗粒状冷冻散装产品的技术。当前系统的问题包括控制冷冻散装产品中的颗粒大小以及有效地从喷雾液滴中除去热量。