JP6389270B2 - Controlled nucleation in the freezing step of a freeze-drying cycle using the pressure difference distribution of ice crystals generated from condensed frost - Google Patents
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Description
本願は、2012年8月13日出願の米国特許出願第13/572,978の一部継続出願であり、上記出願の全文の内容は、参照によって本願に組み込まれる。 This application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 13 / 572,978, filed Aug. 13, 2012, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.
本発明は、凍結乾燥サイクルの凍結ステップにおける核形成の制御方法に関する。より詳細には、圧力差による氷霧の分布を用いて、所定の核形成温度において凍結乾燥装置内の全てのバイアル(vial(薬瓶))に自然発生的な核形成を誘発させる方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling nucleation in a freezing step of a freeze-drying cycle. More particularly, the present invention relates to a method of inducing spontaneous nucleation in all vials (vials) in a freeze-drying apparatus at a predetermined nucleation temperature by using ice mist distribution due to pressure difference.
真空凍結乾燥プロセス又は凍結乾燥プロセスの凍結段階で、一般にはランダムな核形成プロセスを制御することが、当技術分野で強く求められる。当該制御の目的は、凍結乾燥の完了に要する処理時間を減少させること、及びバイアル毎の最終生成物における均一性を向上させることである。典型的な凍結乾燥プロセスでは、共通の水溶液が入った複数のバイアルが棚の上に載置され、一般に制御された冷却速度で、低温に冷却される。各バイアル中のこの水溶液は、当該溶液の熱力学上の凝固点よりも低く冷却され、核形成が起こるまで、過冷却された(sub-cooled)、準安定な液体状態に留まる。 There is a strong need in the art to control a generally random nucleation process during the vacuum freeze drying process or the freezing stage of the freeze drying process. The purpose of the control is to reduce the processing time required to complete lyophilization and to improve the uniformity in the final product from vial to vial. In a typical lyophilization process, multiple vials containing a common aqueous solution are placed on a shelf and cooled to a low temperature, typically at a controlled cooling rate. This aqueous solution in each vial is cooled below the thermodynamic freezing point of the solution and remains in a sub-cooled, metastable liquid state until nucleation occurs.
バイアル毎の核形成温度の範囲は、熱力学上の凝固点の近傍と、熱力学上の凝固点からある程度有意に低い(例えば約30℃まで)温度との間でランダムに分布している。この核形成温度の分布が、バイアル毎の氷晶構造のばらつきを引き起こし、最終的には凍結真空乾燥された生成物の物理的特性のばらつきを引き起こす。さらに、凍結乾燥プロセスの乾燥段階は、通常の確率の核形成現象によって生成される氷晶のサイズ及び構造の範囲を調節するために、過剰に長い時間を要しなければならない。 The nucleation temperature range for each vial is randomly distributed between the vicinity of the thermodynamic freezing point and a temperature that is somewhat significantly lower (eg up to about 30 ° C.) from the thermodynamic freezing point. This distribution of nucleation temperatures causes variations in ice crystal structure from vial to vial, and ultimately variations in the physical properties of the freeze-dried product. Furthermore, the drying stage of the lyophilization process must take an excessively long time to adjust the range of ice crystal size and structure produced by the normal probability nucleation phenomenon.
核形成は物質の微小領域における相転移の始まりである。例えば、相転移は液体からの結晶の形成であり得る。溶液の凍結としばしば関連する結晶化のプロセス(すなわち、溶液からの固体結晶の形成)は、結晶の成長に先立つ核形成事象により開始する。 Nucleation is the beginning of a phase transition in a microregion of matter. For example, the phase transition can be the formation of crystals from a liquid. The crystallization process often associated with solution freezing (ie, the formation of solid crystals from solution) is initiated by a nucleation event prior to crystal growth.
氷晶は、それ自体が過冷却された水溶液に氷を形成する核形成剤として作用することができる。公知の「氷霧」法では、小さい氷粒子の蒸気の浮遊物を生成するために、高湿度の凍結乾燥機が低温の気体によって満たされる。当該氷粒子は、バイアル内へ移動し、流体表面に接触して核形成を開始させる。 Ice crystals can act as a nucleating agent that forms ice in an aqueous solution that is itself supercooled. In the known “ice fog” process, a high humidity freeze dryer is filled with a cold gas to produce a vapor suspension of small ice particles. The ice particles move into the vial and contact the fluid surface to initiate nucleation.
現在使用されている「氷霧」法は制御された時間及び温度において、複数のバイアルの核形成が同時に起こるように制御していない。言い換えれば、核形成事象は、凍結乾燥機内に低温の蒸気を導入するとき、全てのバイアルの中で同時に、又は瞬間的に発生するわけではない。氷晶はそれぞれのバイアル内を進み、核形成を開始させるために、ある程度の時間を要する。そして、移動時間は凍結乾燥機内のバイアルの場所によって異なると思われる。大規模な工業用の凍結乾燥機では、「氷霧」法を実施するために、システム設計の変更が必要になる場合がある。凍結乾燥機全体における「氷霧」をより均一に分布させるために、内部に対流装置が設けられる必要があり得るためである。凍結乾燥機の棚が継続的に冷却される場合、最初のバイアルが凍結してから最後のバイアルが凍結するまでの時間差は、バイアルの間での温度差を生じる。当該温度差は、凍結乾燥された生成物におけるバイアル毎の不均一さを増大させる。 Currently used “ice fog” methods do not control multiple vials to nucleate simultaneously at a controlled time and temperature. In other words, nucleation events do not occur simultaneously or instantaneously in all vials when introducing cold steam into the lyophilizer. Ice crystals travel through each vial and take some time to begin nucleation. And the travel time will vary depending on the location of the vial in the freeze dryer. In large industrial freeze dryers, system design changes may be required to implement the “ice fog” method. This is because a convection device may need to be provided inside in order to more uniformly distribute “ice mist” in the entire freeze dryer. If the lyophilizer shelf is continuously cooled, the time difference between the first vial being frozen and the last vial freezing results in a temperature difference between the vials. This temperature difference increases the non-uniformity from vial to vial in the lyophilized product.
従って、凍結乾燥装置内の全てのバイアル内の水溶液に、より急速かつ均一な凍結が生じる方法の必要性が生じている。本発明の方法はこの要求を満たす。 Accordingly, a need has arisen for a method that results in a more rapid and uniform freezing of the aqueous solution in all vials in the lyophilizer. The method of the present invention satisfies this need.
新規かつ改善された本発明の方法では、生成チャンバーの内側に低温の気体(例えば、液体窒素で−196℃に冷却された気体)を導入しても、氷霧は形成されない。当該方法は、先行技術における公知の方法に従って、生成チャンバーの内部の湿度を利用して、小さい氷の粒子の浮遊物を生成する。これらの公知の方法では、核形成時間の増大、凍結乾燥装置内の異なるバイアル中の生成物の均一性の低下、ならびに窒素ガス冷却装置を必要とすることによるコストの増大及び複雑化がもたらされた。 In the new and improved method of the present invention, ice mist is not formed when a cold gas (eg, a gas cooled to -196 ° C. with liquid nitrogen) is introduced inside the production chamber. The method uses the humidity inside the production chamber to produce a suspension of small ice particles according to methods known in the prior art. These known methods result in increased nucleation time, reduced product uniformity in different vials within the lyophilizer, and increased cost and complexity due to the need for a nitrogen gas chiller. It was done.
係属中の特許出願第13/097,219号(2012年4月29日出願)に開示された、同出願人の関連発明では、生成チャンバーと凝縮チャンバーとの間の圧力差を利用している。これにより、氷の核形成種を瞬間的に分布させ、凍結乾燥チャンバーの生成チャンバーにおいて制御された氷の核形成を開始させている。 Applicant's related invention disclosed in pending patent application No. 13 / 097,219 (filed April 29, 2012) utilizes the pressure difference between the production chamber and the condensation chamber. . This instantly distributes ice nucleation species and initiates controlled ice nucleation in the production chamber of the lyophilization chamber.
低温の凝縮器へ湿気を注入することにより、核形成種は、凝縮器中で生成される。真空を開放して、凝縮器へ流入する空気に湿気を注入することによって湿気注入される。注入された湿気は、凝縮チャンバー内で凍結して、浮遊する微細な氷晶(氷霧)となる。凝縮器の圧力は大気圧に近い。一方、生成チャンバーの圧力は減圧されている。これらチャンバー間の遮断バルブを開くことによって、凝縮器内の核形成種は数秒以内に生成チャンバーへ注入される。核形成種は過冷却された生成物に均一に分布し、制御された氷の核形成を開始させる。 Nucleating species are generated in the condenser by injecting moisture into the cold condenser. Moisture is injected by releasing the vacuum and injecting moisture into the air flowing into the condenser. The injected moisture freezes in the condensation chamber and becomes fine ice crystals (ice mist) that float. The pressure of the condenser is close to atmospheric pressure. On the other hand, the pressure in the production chamber is reduced. By opening the shutoff valve between these chambers, the nucleating species in the condenser are injected into the production chamber within a few seconds. Nucleating species are evenly distributed in the supercooled product and initiate controlled ice nucleation.
遮断バルブを開いたときに、圧力の急激な変化が、凝縮チャンバー内に強い気体の乱流を生じさせることは、すでにわかっている。この乱流は、凝縮面上に緩やかに凝縮した任意の霜を払い落とし、当該霜をより大きい氷晶へとさせ得る。より大きい氷晶は、凝縮面から剥離し、生成チャンバーへ突入するガス流と混合する。氷晶のサイズが大きいほど、生成チャンバーに、より長時間留まらせることができるので、核形成プロセスにおいて一層効果的なものにすることができる。 It has already been found that when the shut-off valve is opened, a sudden change in pressure causes strong gas turbulence in the condensation chamber. This turbulent flow can dispel any frost that has been gently condensed on the condensing surface, causing the frost to become larger ice crystals. Larger ice crystals separate from the condensing surface and mix with the gas stream entering the production chamber. The larger the ice crystal size, the longer it can remain in the production chamber, which can be more effective in the nucleation process.
より大きい氷晶であれば、均一な核形成の範囲(consistent nucleation coverage)を実現し、及び制御された核形成の性能を著しく改善する助けとなる。特に、生成チャンバーのガス流が(側板等によって)制限されている場合、又は蒸気ポートが棚のスタックの下方又は上方に位置している場合には、当該氷晶が大きな助けとなる。 Larger ice crystals help achieve consistent nucleation coverage and significantly improve controlled nucleation performance. In particular, if the gas flow in the production chamber is restricted (such as by a side plate) or if the vapor port is located below or above the shelf stack, the ice crystals can be of great help.
これまで、気体状態で浮遊する氷霧の体積は凝縮器の体積によって制限されていた。凝縮面に高密度の霜を加えることによって、凝縮器の物理的な体積はもはや制限するものとはならない。所望の密度のより大きい氷晶を実現するために、霜の厚さは、核形成時に生成チャンバー内において容易に制御できる。凝縮した霜による方法は、いかなる凝縮面でも行える。加えて、凝縮器中の気体の速度を増大させるために、凝縮チャンバーのサイズは縮小してもよい。 Until now, the volume of ice mist floating in the gaseous state has been limited by the volume of the condenser. By adding high density frost to the condensation surface, the physical volume of the condenser is no longer limited. In order to achieve larger ice crystals of the desired density, the frost thickness can be easily controlled in the production chamber during nucleation. The condensed frost method can be performed on any condensing surface. In addition, the size of the condensation chamber may be reduced to increase the velocity of the gas in the condenser.
図1に示す通り、本発明の方法を実施する装置10は、凍結乾燥機12を備えている。凍結乾燥機12は、凍結乾燥される生成物のバイアルを担持するための1つ以上の棚14を有する。凝縮チャンバー16は、蒸気ポート18を介して凍結乾燥機12に接続されている。蒸気ポート18は、凝縮チャンバー16と凍結乾燥機12との間に、任意の好適な構成の遮断バルブ20を有する。好ましくは、遮断バルブ20は両側の真空をシールするように構成されている。
As shown in FIG. 1, an
真空ポンプ22は、凝縮チャンバー16に接続されている。真空ポンプ22と凝縮チャンバー16との間には、任意の好適な構成のバルブ21が備えられている。凝縮チャンバー16は充填バルブ24及び換気バルブ27並びに任意の好適な構造を有するフィルター28を有する。凍結乾燥機12は任意の好適な構造の制御バルブ25及びリリースバルブ26を有する。
The
説明のための例示として、本発明の方法の一実施形態による装置10の動作は以下の通りである。
As an illustrative example, the operation of the
1.核形成のために、生成物を過冷却するのに十分な水の凝固点よりも低い、予め選択した温度(例えば、−5℃)まで棚14を冷却する。 1. For nucleation, shelf 14 is cooled to a preselected temperature (e.g., -5 <0> C) below the freezing point of water sufficient to supercool the product.
2.全ての生成物の検出温度が棚の温度に非常に近くなるまで(例えば、0.5℃以内)、棚の温度を維持する。 2. The shelf temperature is maintained until the detected temperature of all products is very close to the shelf temperature (eg, within 0.5 ° C.).
3.全バイアル(図示せず)の温度がより均一になるように、さらに10分間〜20分間維持する。 3. Maintain an additional 10-20 minutes so that the temperature of all vials (not shown) is more uniform.
4.遮断バルブ20を開いた状態で、バルブ21を開き、真空ポンプ22を駆動させる。真空ポンプ22により、凍結乾燥機12内のチャンバー13及び凝縮チャンバー16の圧力にまで減圧(pump down)する。減圧された圧力(例えば50Torr)は、生成物の温度における水の蒸気圧よりも高圧に維持され、気泡の形成が防止される。
4). With the
5.生成チャンバー13と凝縮チャンバー16との間の遮断バルブ20を閉じ、バルブ21を閉じる。
5. The
6.凝縮器の温度が、すでに最低値(通常は−53℃又は−85℃)であることを確認する。 6). Make sure that the condenser temperature is already at the lowest value (usually -53 ° C or -85 ° C).
7.充填バルブ24を開き、凝縮チャンバー16に湿気を含んだ充填気体を所定の圧力になるまでゆっくりと充填し、凝縮チャンバーの内面に所望の厚さの凝縮した霜を形成させる。
7). The filling
a.凝縮チャンバー16に添加される実際の気体の種類及び湿気は、凝縮した霜を発生させるのに十分な湿気を含むように、当業者の知識の範囲内で、ユーザーの選択によって適宜変更してもよい。図示した例では、凝縮チャンバー16に充填される当該気体及び湿気は、十分な量の湿気を含ませた窒素又はアルゴンであってもよい。
a. The actual gas type and moisture added to the condensing
b.例えば、ノズル、ヒーター及び蒸気(図示せず)を、湿気源として使用してもよい。また、湿気は、真空下で、凝縮チャンバー16に添加してもよい。続いて凝縮チャンバー16中で真空を開放し、生成チャンバー13との圧力差を生じさせる。説明のための例示としては、湿気を、高減圧下(例えば、1000mT)で凝縮チャンバー16へ添加してもよい。続いて、圧力を、生成チャンバー13内の圧力よりも高くなるまで凝縮チャンバー16内で徐々に高めてもよい。
b. For example, nozzles, heaters and steam (not shown) may be used as the moisture source. Moisture may also be added to the
c.あるいは、湿気を、大気圧下にあるか、生成チャンバー内の圧力(例えば50Torr〜300Torr)よりも高い所定の別の圧力下にあるときに、凝縮チャンバーに添加してもよい。 c. Alternatively, moisture may be added to the condensation chamber when it is at atmospheric pressure or under a predetermined other pressure that is higher than the pressure in the production chamber (eg, 50 Torr to 300 Torr).
8.凝縮チャンバー16の充填バルブ24を閉じる。
8). The filling
9.換気バルブ27を開いて、凝縮チャンバー16の圧力を上げる。
9. The
10.生成チャンバー13(低圧状態)と凝縮チャンバー16(より高圧の状態で、内面に凝縮した霜を有する)との間の遮断バルブ20を開く。
10. Open the
a.圧力の急激な変化により、気体の強い乱流が凝縮チャンバー内に発生する。当該乱流は、凝縮チャンバーの内面に緩やかに凝縮した霜を払いのけ、当該霜を砕いて、比較的大きな氷晶にする。当該氷晶が、ガス流と混合し、生成チャンバーへ突入することで、生成チャンバーでの核形成プロセスの有効性を増大させる。氷晶は、生成チャンバー13へ迅速に注入され、チャンバー全体及び全てのバイアルの中に均一に分布する。氷晶は、過冷却された溶液中で自身が成長するための核形成の場所としての役割を担う。氷晶が均一に分布した状態とすることにより、全てのバイアルにおいて短時間での核形成が生じる。全てのバイアルの核形成プロセスは、上部から始まって下降し、数秒以内に完了する。
a. Due to the rapid change in pressure, a strong turbulent gas flow is generated in the condensation chamber. The turbulent flow removes the frost that has been gently condensed on the inner surface of the condensation chamber and breaks the frost into relatively large ice crystals. The ice crystals mix with the gas stream and enter the production chamber to increase the effectiveness of the nucleation process in the production chamber. Ice crystals are rapidly injected into the
b. また、湿気を真空下で凝縮チャンバーへ添加した後、生成チャンバーの圧力及び凝縮チャンバーの圧力を、低圧(例えば50Torr〜300Torr)で等しくし、次いで、凝縮器におけるリリーフ弁又は換気バルブ27を開き、凝縮チャンバー16の圧力を高め、氷晶を生成チャンバー13へ注入することも可能である。
b. Also, after adding moisture to the condensation chamber under vacuum, the pressure in the production chamber and the pressure in the condensation chamber are equalized at a low pressure (eg, 50 Torr to 300 Torr), and then the relief valve or
図2は内部凝縮器104を有する凍結乾燥機102に接続された、小型凝縮器100を図示している。当該内部凝縮器104は、凝縮霜を、その内部で生成するようには構成されておらず、追加の種チャンバー及び関連するハードウェアを追加することを必要とする。凍結乾燥機102は、凍結乾燥される生成物を担持するための棚108をその内部に有する生成チャンバー106を備える。
FIG. 2 illustrates a
小型凝縮器100は、冷却面又は霜の凝縮面を規定している表面112を備える核形成シーディングジェネレーションチャンバー(nucleation seeding generation chamber)110を備える。この冷却面112は、小型凝縮器100の核形成シーディングジェネレーションチャンバー110内において霜が凝縮された面積を大きくするように、コイル、板、壁又は任意の好適な形状であってもよい。湿気注入ノズル114は、核形成シーディングジェネレーションチャンバー110の中へ延伸している。また、湿気注入ノズル114は、湿気注入バルブ又は充填バルブ116を備えている。フィルター120を備えた換気用の気体供給ライン118は、真空開放バルブ又は換気バルブ122によって核形成シーディングジェネレーションチャンバー110に接続されている。小型凝縮器100の核形成シーディングジェネレーションチャンバー110は、核形成バルブ124を介して凍結乾燥機102に接続されている。
The
動作中には、核形成シーディングジェネレーションチャンバー110へのガス及び湿気の流れは同心円状のコイル、板、壁又は他の面112上に凝縮した霜を発生させる。小型凝縮器100内の圧力は、凍結乾燥機102の圧力よりも高いので、核形成バルブ124および換気バルブ122が開くと、気体の強い乱流が核形成シーディングジェネレーションチャンバー110内に生じる。チャンバー110内のコイル、板、壁又は他の面112の内面上に緩やかに凝縮した霜を除去し、当該霜を砕いて氷晶にすることができる。当該氷晶は、気体の流れと混合し、生成チャンバー106へ突入することで、生成チャンバーでの核形成プロセスの有効性を増大させる。
In operation, gas and moisture flow into the nucleation seeding
図3は、外部凝縮器204を有する凍結乾燥機202に接続された小型凝縮器200を図示している。小型凝縮器200の構成及び動作は、図2に示された小型凝縮器100のものと同じである。
FIG. 3 illustrates a
この核形成の方法は、外部から制御可能な、凝縮した霜の事前の形成と、急激な圧力差によって氷晶を分布させる方法とを組み合わせた点において独特である。これにより、当該方法が用いられるシステムのサイズに無関係に、数分ではなく数秒しか掛からない、大きい氷晶に起因する、急速な核形成を生じさせる。本方法はユーザーに、核形成の時間及び温度の正確な制御をもたらし、さらに以下の長所を有する。 This nucleation method is unique in that it combines the controllable pre-formation of condensed frost with the method of distributing ice crystals by abrupt pressure differences. This results in rapid nucleation due to large ice crystals that take only a few seconds, not minutes, regardless of the size of the system in which the method is used. This method provides the user with precise control of nucleation time and temperature and has the following advantages:
1.外部の凝縮チャンバーにおける凝縮した霜の事前の形成が制御でき、氷晶の形成が容易に制御可能となる。 1. The pre-formation of condensed frost in the external condensation chamber can be controlled, and the formation of ice crystals can be easily controlled.
2.圧力差の比もまた、全てのバイアル間での数秒以内での氷晶に均一な分布を最適化するために制御できる。 2. The pressure differential ratio can also be controlled to optimize the uniform distribution of ice crystals within a few seconds between all vials.
3.実際の核形成に先立ち、局所的な、又はバッチ工程での生成物の温度変化が生じないため、核形成を正確に制御できる。 3. Prior to actual nucleation, there is no local or batch temperature change of the product so that nucleation can be accurately controlled.
4.生成チャンバーは、氷晶の導入後であっても負圧に保たれる。正圧が生じる危険性はない。 4). The generation chamber is maintained at a negative pressure even after the introduction of ice crystals. There is no risk of positive pressure.
5.この方法は、システムを一切変更することなく、外部に凝縮器及び遮断バルブを有する任意のサイズの凍結乾燥機に用いることができる。他の方法は、大規模な変更又はコストを要する。 5. This method can be used for any size lyophilizer having an external condenser and shut-off valve without any changes to the system. Other methods require extensive changes or costs.
6.この方法は、薬品の製造環境へ適用される場合、シールされた無菌状態での動作モードを保証できる。 6). This method, when applied to a pharmaceutical manufacturing environment, can ensure a sealed, sterile operating mode.
7.均一な核形成の方法を凍結乾燥に適用することにより、全てのバイアル毎に、均一な結晶構造を有し、かつ、広範囲にわたって整然とした結晶が得られるという利点がある。それゆえ、最初の乾燥プロセスを短縮できる。 7). By applying the method of uniform nucleation to lyophilization, there is an advantage that a uniform crystal structure and an orderly crystal can be obtained over a wide range for every vial. Therefore, the initial drying process can be shortened.
8.凝縮チャンバーの内面に凝縮した霜を形成することで、高密度に凝縮した面の領域を有する、より小さい凝縮チャンバーを、任意の凍結乾燥機に対して使用及び追加できるようになった。凝縮した霜は、浮遊する氷霧に比べて、必要とする体積が小さい。 8). By forming condensed frost on the inner surface of the condensation chamber, a smaller condensation chamber with a densely condensed surface area could be used and added to any lyophilizer. Condensed frost requires a smaller volume than floating ice mist.
9.浮遊する氷霧の気体状態(核形成の開始の直前に発生させなければならない)と比較して、凝縮した霜は、より安定しており、より長期間貯蔵でき、必要に応じて使うことができる。 9. Condensed frost is more stable, can be stored for a longer period of time, and can be used as needed compared to the gaseous state of floating ice mist (which must be generated just before the start of nucleation) .
10.霜を形成する環境は、凝縮チャンバーの高い圧力(例えば500Torr)、体積が大きくかつ低速なガス流、及びより暖かい凝縮面の温度(例えば0℃以下)を用いて、慎重に制御できる。これにより、圧力を開放したときの気体の乱流によって砕かれて氷晶となる、緩やかに凝縮した霜を発生させることができる。 10. The frost-forming environment can be carefully controlled using high pressure in the condensation chamber (eg, 500 Torr), large volume and slow gas flow, and warmer condensation surface temperature (eg, below 0 ° C.). Thereby, it is possible to generate gently condensed frost that is crushed by the turbulent flow of the gas when the pressure is released and becomes ice crystals.
11.凝縮した霜から生じたより大きい氷晶は、気体状態の氷霧よりも高密度であり、核形成プロセスの促進のために生成チャンバーへ導入されるときに、気体状態の氷霧よりも長時間にわたって凍結した状態を留める。 11. Larger ice crystals resulting from condensed frost are denser than gaseous ice mist and frozen longer than gaseous ice mist when introduced into the production chamber to facilitate the nucleation process Stay in the state.
12.外部に凝縮器を有しない、又は既存の凝縮器が凝縮した霜を製造できない、あるいは既存の凝縮器を無菌状態にできないシステムに、より小型の凝縮器を追加することができる。凝縮器は、十分なサイズの既存のポートに追加されるか、例えばチャンバーの扉を変更することによって追加され得る。 12 Smaller condensers can be added to systems that do not have external condensers or that cannot produce frost condensed by existing condensers or that cannot be made sterile. Condensers can be added to existing ports of sufficient size, for example by changing the chamber door.
上述した説明から、本発明の新規な方法では、凍結乾燥機の生成チャンバーの外部にある凝縮チャンバーによって、凝縮した霜を生成した後、気体の乱流により、氷晶を生成チャンバー(凝縮チャンバーよりも低圧)へ急速に導入することが容易に理解される。この方法によれば、凍結乾燥機における異なるバイアルにおいて、急速かつ均一な生成物の核形成が得られる。 From the above description, in the novel method of the present invention, after the condensed frost is generated by the condensation chamber outside the generation chamber of the freeze dryer, ice crystals are generated by the turbulent gas flow (from the condensation chamber). It is easily understood that it can be rapidly introduced into a low pressure). This method provides rapid and uniform product nucleation in different vials in the lyophilizer.
本発明については、現時点で最も実用的で好ましいと考えられる実施形態に関して記載した。しかし、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付された特許請求の範囲に含まれる技術的思想の範囲内で、様々な変更及び等価な置換を包含することを意図している理解されるべきである。 The present invention has been described with respect to the most practical and preferred embodiments at present. However, the present invention is not limited to the disclosed embodiments, and conversely includes various modifications and equivalent substitutions within the scope of the technical idea included in the appended claims. It should be understood that it is intended.
Claims (12)
上記凍結乾燥機のチャンバー内において、上記生成物を所定の温度及び圧力において維持する工程と、
生成チャンバーから隔てられ、かつ、蒸気ポートを介して該生成チャンバーに接続されている、凝縮チャンバーの内面に、所定の体積の凝縮した霜を生じさせる工程と、
上記凝縮チャンバーが、上記生成チャンバーの圧力よりも高い所定の圧力を有するときに、上記蒸気ポートを上記生成チャンバーに対して開放し、上記凝縮した霜を砕いて氷晶にする気体の乱流を生じさせ、該氷晶は、上記生成チャンバー内の均一な分布のために該生成チャンバーに急速に突入し、かつ、上記生成チャンバーの異なる領域に均一かつ急速な上記生成物の核形成を生じさせる工程と、を包含し、
所定の湿気を含んだ充填気体は、上記凝縮した霜を生成するために上記凝縮チャンバーに導入され、
上記湿気を含んだ気体は、上記凝縮チャンバーが大気圧下にあるか、上記生成チャンバー内の圧力よりも高い所定の別の圧力であるときに、該凝縮チャンバー内に導入される方法。 A method for controlling and enhancing product nucleation in a freeze dryer comprising:
Maintaining the product at a predetermined temperature and pressure in a chamber of the freeze dryer;
Producing a predetermined volume of condensed frost on the inner surface of the condensing chamber, separated from the generating chamber and connected to the generating chamber via a vapor port;
When the condensation chamber has a predetermined pressure higher than the pressure of the production chamber, the vapor port is opened to the production chamber, and the turbulent flow of gas that crushes the condensed frost into ice crystals. The ice crystals rapidly rush into the production chamber for uniform distribution within the production chamber and cause uniform and rapid nucleation of the product in different regions of the production chamber. Including the steps of :
A filling gas containing a predetermined humidity is introduced into the condensation chamber to generate the condensed frost,
Gas containing the moisture, or the condensation chamber is under atmospheric pressure, when in another pressure predetermined high than the pressure in the product chamber, Ru is introduced into the condensation chamber method.
上記凍結乾燥機のチャンバー内において、上記生成物を所定の温度及び圧力において維持する工程と、 Maintaining the product at a predetermined temperature and pressure in a chamber of the freeze dryer;
生成チャンバーから隔てられ、かつ、蒸気ポートを介して該生成チャンバーに接続されている、凝縮チャンバーの内面に、所定の体積の凝縮した霜を生じさせる工程と、 Producing a predetermined volume of condensed frost on the inner surface of the condensing chamber, separated from the generating chamber and connected to the generating chamber via a vapor port;
上記凝縮チャンバーの換気バルブを開放し、上記凝縮した霜を砕いて氷晶にする気体の乱流を生じさせ、該氷晶は、上記生成チャンバー内の均一な分布のために該生成チャンバーに急速に突入し、かつ、上記生成チャンバーの異なる領域に均一かつ急速な上記生成物の核形成を生じさせる工程と、を包含し、 Open the ventilation valve of the condensation chamber to create a turbulent flow of gas that breaks the condensed frost into ice crystals that rapidly reach the production chamber for uniform distribution within the production chamber. And causing uniform and rapid nucleation of the product in different regions of the production chamber,
所定の湿気を含んだ充填気体は、上記凝縮した霜を生成するために上記凝縮チャンバーに導入され、 A filling gas containing a predetermined humidity is introduced into the condensation chamber to generate the condensed frost,
上記充填気体は、上記凝縮チャンバーが真空下にあるときに、該凝縮チャンバー内に導入され、 The filling gas is introduced into the condensation chamber when the condensation chamber is under vacuum,
上記真空は、上記凝縮チャンバー内で続いて開放され、該圧力は上記生成チャンバー内の圧力よりも高い圧力へと上昇し、 The vacuum is subsequently released in the condensation chamber and the pressure rises to a pressure higher than the pressure in the production chamber;
上記真空は、上記凝縮チャンバーの上記換気バルブを開くことによって、該凝縮チャンバー内で開放される方法。 The method wherein the vacuum is opened in the condensation chamber by opening the ventilation valve of the condensation chamber.
上記生成チャンバー内の圧力は、50Torr程度であり、
上記凝縮チャンバーの圧力は、大気圧程度である、請求項1または2に記載の方法。 When the vapor port is open to the production chamber,
The pressure in the generation chamber is about 50 Torr,
The method according to claim 1 or 2 , wherein the pressure in the condensation chamber is about atmospheric pressure.
上記生成物の温度は、−5.0℃程度であり、
上記凝縮チャンバーの温度は0℃未満である、請求項5に記載の方法。 When the vapor port is open to the production chamber,
The temperature of the product is about -5.0 ° C,
The method of claim 5 , wherein the temperature of the condensation chamber is less than 0 ° C.
上記充填バルブは、上記湿気を含んだ充填気体を上記凝縮チャンバーに導入させ、上記凝縮した霜を形成するために開放される、請求項1または2に記載の方法。 The condensation chamber has a filling valve,
The method according to claim 1 or 2 , wherein the filling valve is opened to introduce the moisture-containing filling gas into the condensation chamber and form the condensed frost.
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