CN111247380A - 用于冻结液体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冻结处于容器(2)中的液体(3)、尤其是液体药品的方法，其中，为了冻结液体而使所述容器(2)经受冷气、优选以冷气冲刷所述容器，和/或为了冻结液体而以其它措施冷却所述容器；使所述容器(2)在容器(2)的至少一个第一体积分量的表面上隔热；并且使所述容器(2)在容器(2)的第二体积分量的表面上通过冷气基本上直接冷却，从而使液体在所述至少一个第一体积分量中比在第二体积分量中较晚地冻透。

Description

用于冻结液体的方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的用于冻结处于容器中的液体、尤其是液体药品的方法、一种用于冻结处于多个容器中的液体的方法以及一种布置结构，所述布置结构包含以液体、尤其是液体药品填充的容器。

背景技术

接着对现有技术简短地以液体药品为例进行概述。在制造药品时，首先生产相对大的量，所述量远超过用于病人的单次计量。药品必须因此从产地运输到进行以较小体积装填的地点。因为所述大量药品是显著的值并且因为药品的沾染当然在所有情况下必须避免，所以对于该运输涉及相对耗费的措施。

一种可能性是如下进行：首先将液体药品填充到柔性的塑料容器中，所述塑料容器在正常情况下在运输之后清除，也就是说不再次使用(具有50毫升至50升的体积的所谓的“一次性袋”)。此后，将柔性的(内部)容器设置在通常刚性的外部容器中。该外部容器应该尽可能良好地保护以防止机械作用。将包括保持液体的内部容器和外部容器的布置结构然后冷冻，从而使药品冻结。

除了所谓的板式冷冻器(在其中，容器夹紧在冷却的板之间)之外，也使用所谓的循环空气冷冻器(或气流冷冻器)，其中，将容器以循环空气冲刷，以便冷冻液体。也可以使用静态冷冻器，此时不必产生冷气流。

基于药品还大部分由水组成并且水在冻结时经历体积膨胀的事实，可能会在上面所述方式中与循环空气冷冻器相关联地产生问题。在该情况下，液体从外面冻结，由此还未冻结的液体的残余气泡在内部产生(尤其是在具有1000毫升或更多体积的容器中)。由于在冻结时液体在未冻结的残余气泡中膨胀，冻结的边缘层被以应力加载。因为冰易碎，所以外部气泡爆裂，这会导致容器的隆起。在最差的情况下，产生不仅内部容器而且外部容器的其他机械损坏，直至柔性的内部容器的穿孔或甚至其撕破。明显的是，这不仅对于运输药品而且对于在指定地点的解冻是不利的。在最简单的情况下，在任何情况下使容器的相应堆叠变得困难或甚至被阻止。

为了视觉地示出基本问题，可参阅图1a至1c以及所属的对附图的说明。

发明内容

本发明的任务是，在冻结药品时阻止或至少减少以上所述的不利结果。

该任务通过具有权利要求1的特征的方法解决。这如下进行，即，为了冻结液体而使所述容器经受冷气，优选以冷气冲刷所述容器，使所述容器在容器的至少一个第一体积分量的表面上隔热，并且使所述容器在容器的第二体积分量的表面上通过冷气基本上直接冷却，从而使液体在所述至少一个第一体积分量中比在第二体积分量中较晚地冻透。

通过本发明可以避免，液体首先在所述至少一个第一体积分量中冷冻，之后才在第二体积分量中冷冻，这会导致包含在第二体积分量中的液体。开头所述的冻结液体包含未冻结液体的情况会导致，在冻结还是液态的液体时出现已经冻结的液体的破裂。

按照本发明的方法原则上可以使用在所有液体中、尤其是使用在在液体药品中以及在药品制造过程中出现的液体中，也就是说也使用在初级产品和类似物中。

要注意，在权利要求1中列举的方法步骤不是必须以时间上的次序实施。实际上在实践中经常首先完成对容器的所述至少一个第一体积分量的隔热，在此这不是强制需要的。

通过本发明也可以实现，容器总是能够良好地堆叠，因为提到的隆起在上侧和下侧上不出现。后一种情况也阻止对视觉的妨碍。

除了容器夹紧在冷却的板之间的所谓的板式冷冻器之外，可以在本发明的范围中也使用所谓的循环空气冷冻器(或气流冷冻器)，其中，以循环空气冲刷容器，以便冷冻液体。也可以使用静态冷冻器，此时不必产生冷气流。

本发明的特别优选的实施形式在从属权利要求中定义。

可以特别优选地规定，第二体积分量是容器的中心并且所述至少一个第一体积分量从容器的中心朝容器的边缘延伸。这样可以以特别简单的方式避免产生液体核心，所述液体核心在冷冻时引起已经冻结的外层的爆裂。

但这不是强制需要的。例如容器可能除了一个边缘区域之外几乎完全隔热。于是首先该边缘区域冷冻并且液体然后在统一的“冷冻前部”中(也就是说没有包含还未冻结的液体)例如朝对置的边缘前进。

大致方形的容器是适用的。当所述容器相对扁平时，这尤其适用。扁平的方形容器例如理解为如下容器，其高度少于容器的宽度或长度的四分之一。

为了将所述至少一个第一体积分量的表面隔热，可以使用至少一个隔热体。这构成特别简单的实施形式。备选地可以这样设计相应的冷冻装置，使得冷却作用至少在冷冻过程的开始仅在容器表面的一部分上出现。

隔热体可以具有大致U形的横截面(于是也可以称为“碗”)，这尤其是在方形的容器中是有利的，因为隔热体于是容易地可套装并且直至一定的程度自动保持在容器上。这可以甚至到这样的程度，使得包括容器和隔热体的布置结构可以简单地支承在隔热体上。

当然可以使用多于一个隔热体。在包括优选U形成型的隔热体的方形容器中，可以优选使用两个隔热体，所述隔热体侧向套装到边缘区域上。这构成本发明的特别简单的实施方式。

但套装隔热体不是强制需要的。也可以将隔热体集成到容器中。

所述至少一个隔热体可以具有1cm至30cm之间、优选2cm至20cm之间并且特别优选3cm至10cm之间的厚度。在一个实施例中，所述至少一个隔热体具有4cm的厚度。

所述至少一个隔热体可以具有如下材料，所述材料的导热性小于0.5W/mK、优选小于0.2W/mK并且特别优选小于0.1W/mK。优选的材料是膨胀的或挤压的烃聚合物。

所述至少一个隔热体此外可以这样构成，使得设有所述隔热体的容器可容易地堆叠。尤其是所述至少一个隔热体可以构成用于将多个容器优选相叠设置地接纳。

设有相应隔热体的容器也可以更可靠地堆叠，因为隔热体相比于例如可以形成容器上侧和下侧的金属板彼此具有更高的静摩擦(防滑效果)。

所述容器优选可以是保持液体的柔性的内部容器和基本上刚性的外部容器的布置结构。外部容器的表面理解为这样构成的容器表面。隔热装置或所述至少一个隔热体可以在外部设置在外部容器上或设置在内部容器和外部容器之间，当隔热装置或所述至少一个隔热体集成到容器中时，尤其是后一种情况。尤其是外部容器可以是方形的。

在内部容器和外部容器之间可以使用泡沫，借助所述泡沫，至少部分地补偿液体在冷冻时的体积膨胀。这样的泡沫通常不能补偿冻结的气泡的破裂，如其是本发明的方案。大约8％的“正常的”体积膨胀可以在合适的实施方式中由相应的泡沫完全接纳。

优选的可以是如下一种实施形式，在其中，泡沫随着在冰点下减小的温度具有减小的弹性。也可以规定，泡沫在0℃至-30℃之间、优选-5℃至-25℃之间并且特别优选-10℃至-20℃之间的温度时基本上硬化。该措施可以有助于，使柔性的内部容器处于外部容器中的准确适配的“床”中。全部的作用到柔性的内部容器和外部容器上的力由此通过较大的面吸收。由此进一步减少由夹紧或类似方式导致的损坏。

在一种特别优选的实施形式中，所述泡沫这样构成，使得硬化过程可逆。因此在运输之后提高所述布置结构的温度时，泡沫的弹性再次被提供并且由此提供针对在从外部容器中移除时到柔性的内部容器上的作用的一定保护。

在一种优选的实施形式中可以规定，外部容器这样以泡沫材料加衬里，使得当内部容器设置在外部容器中时，内部容器优选连同可能的安装件由泡沫包围。借此不只柔性的内部容器而且安装件也可以还更好地保护以防损坏。但完全特别优选地规定，在内部容器和外部容器之间在上侧和/或下侧上存在直接的接触。泡沫材料于是在边缘上包围内部容器。

因为用于这样的柔性的内部容器的安装件经常是不同的形状(这是因为安装件例如由可变形的软管和类似物构成)，所以在外部容器中的泡沫材料块可以是有利的，所述泡沫材料块(通过变形)可以接纳安装件。

也可能发生，必须运输未完全填充的内部容器。在该情况下，可以使用泡沫材料附加层，由此也在该情况下给出用于柔性的内部容器的填充外部容器体积的“床”。

容器的上侧和/或下侧可以分别通过金属板形成，这尤其是对于在具有内部容器和外部容器的实施方式中的外部容器适用。金属板一方面具有提高的稳定性(例如相比于塑料板)的优点并且另一方面具有良好的热传导作用(或在本情况下实际上是冷传导作用)，这可以加速液体的冻结。

同样希望保护一种方法，所述方法用于冻结处于多个容器中的液体，所述液体按照本发明冻结。在此，各容器可以优选相叠地设置并且为了冷冻而设置在冷冻装置中。

此外希望保护一种包括一个以液体、尤其是液体药品填充的容器和至少一个隔热体构成的布置结构，所述隔热体设置在所述容器的至少一个第一体积分量的表面上，布置结构尤其是用于实施按照本发明的方法，其中，所述容器的第二体积分量的表面不被隔热。

同样对冷冻装置与这样的布置结构一起执行保护，其中，多个这样的布置结构也可以在冷冻装置中优选相叠地设置。冷冻装置可以构成用于，将在所述一个容器中的液体或将在所述多个容器中的液体通过冷气或通过其它措施冻结，尤其是通过以冷气在周围冲刷。

相应的冷冻装置可以是以室的形式的致冷机，在所述室中，要冷冻的物料经受冷空气。冷空气的温度可以少于-10℃、优选少于-25℃并且特别优选少于-50℃。这例如可以是循环空气冷冻器或静态冷冻器。

在相应容器的尤其是相叠的布置结构中，可以使用至少一个隔热体，所述隔热体可以接纳多个容器。

附图说明

本发明其他细节和优点由附图以及与此有关的对附图的说明得出。在此，

图1a至1c示出按照现有技术的用于冻结液体的方法的方法步骤；

图2a至2d示出用于冻结液体的按照本发明的方法的方法步骤；

图3a和3b示出按照本发明的布置结构的示意图；

图4示出包括多个容器的按照本发明的布置结构的示意图；

图5a示出按照本发明的布置结构的另一个、但细节较丰富的示图；

图5b和5c示出在使用泡沫的情况下由内部容器和外部容器构成的布置结构的示图；

图6a和6b示出包括多个相叠地设置的容器的按照本发明的布置结构的示图，以及

图7a和7b示出按照本发明的布置结构的照片。

具体实施方式

在图1a至1c中阐明用于冻结液体、尤其是药品的现有技术的方法。在开始，液体3设置在容器2中。通过从外面的冷却，液体3的部分体积13冷冻并且更确切地说是这样冷冻，使得所述部分体积13包含还是液态液体3的体积，这在图1b中示出(亦即从边缘层出发)。在该过程的进展中，在液体的还未冻结部分冷冻时的体积膨胀导致在已经冻结的部分体积13中的较大应力。这些应力首先传导到容器2上并且然后会导致冻结的部分体积13的断裂。该在图1c中示出的效果应该通过本发明避免。

在图2a至2d中示出按照本发明的一个实施例。

在图2a至2d中示出的布置结构1相对于现有技术扩展了两个U形的隔热体4，其中，隔热体4扣到方形容器2的边缘区域上。如在图2b中可看出的，通过隔热装置阻止，液体3的首先冷冻的部分体积13包含液体3的还未冻结的部分体积。而是上面的和下面的中央区域的两个“冷冻前部”相遇。更确切地说是在这里也出现在冷冻液体3时的体积膨胀。然而这在该情况下不成问题，因为附加的体积可以被朝侧面推出。也就是说，不出现还未冻结的液体3的被包含的区域，所述区域可能将较大的应力施加到已经冻结的部分体积13上。

在图2b中也良好可看出，相对扁平的方形容器可以是有利的，因为由此未隔热的区域可以在其他区域以显著的部分冷冻之前被冻透。

在图2c中示出液体3的进一步冻透，这在图2b的各“冷冻前部”已经相遇并且缓慢地发生朝侧面进一步冻透之后。也在这里不出现未冻结的液体3的被包含的区域。

在图2c中也示出泡沫8，所述泡沫对于在冷冻时液体3的正常体积膨胀具有补偿功能。

这在与图2d的比较中变得明显，其中，图2d示出布置结构1的状态，在该状态下液体3完全冻透，也就是说，冻透的部分体积13几乎完全填充容器2。泡沫8为了补偿已减小体积并且只还在图2d的示图的角中可看出。

由一方面图1a至1c和另一方面图2a至2d的比较清楚可见，隔热装置、尤其是隔热体4可以怎样阻止在冷冻时由液体的体积膨胀带来的机械损坏。

在图3a和3b中示出按照本发明的布置结构1的示意图。这一次是图3a，其示出侧视图。除了容器2，可看出两个U形成型的隔热体4。

图3b从俯视图示出相同物体。

图4示出多个相叠地设置的容器2的布置结构10，所述容器分别设有隔热体4。所述隔热体4在该情况下这样构成，使得它们分别接纳多个容器2。容器2可以因此例如也相当简单地运输。当然，隔热体也可以作为布置结构10完整地设置在冷冻装置7中并且在唯一的冷冻过程中冻结。

图5a示出布置结构1的较详细的剖视图，其中，容器2包括内部容器5和外部容器6。容器2的该内部结构也可以在其他示出实施例中使用。柔性的内部容器5保持液体3，并且外部容器6机械稳定。此外设有在内部容器5和外部容器6之间的一定的过盈体积，所述过盈体积也可以以泡沫8填充。

图5b和5c示出在使用泡沫8的情况下的刚性的外部容器6和柔性的内部容器5(一次性袋)的布置结构的示例。泡沫8补偿在冻结时液体3的体积膨胀。此外泡沫8可以这样设置，使得其在低温时同样凝结，从而内部容器5在冻结之后精确配合地包含在泡沫8和外部容器6中。

泡沫8具有泡沫材料块9，借助所述泡沫材料块，安装件12、如软管和连接元件同样可以被包含。泡沫材料块9当然同样用于补偿在冻结液体3时的体积膨胀。

外部容器6可以由塑料和/或金属制成。在本实施例中，覆盖层分别由(相对薄的)抗锈的钢制成并且侧壁由聚乙烯制成。

作为泡沫8例如可以使用所谓的粘弹性的泡沫8，所述泡沫在一定的负的温度时硬化。

图6a和6b是包括多个容器2的按照本发明的布置结构10的透视和剖视图，所述容器相叠地设置。图6b此外示出，容器2怎样也具有包括内部容器5和外部容器6的内部结构。(不是所有容器2设有附图标记，以便不干扰所述图的明了性。)

为了阐明实际情况，在图7a和7b中示出照片。在图7a中示出冷冻装置7中的按照本发明的布置结构，这在其冷却到-85°摄氏度之后。清楚地可看出，容器2不经历鼓起，亦即可以以液体3的希望的冻透为目标，也就是说，液体3(对于周围装置)无破坏地冻结。

在图7b中示出，内部容器5在其从外部容器6中在冻结状态中取出之后看起来如何。也在这里可看出，不存在较大的变形。

Claims (18)

1.用于冻结处于容器(2)中的液体(3)、尤其是液体药品的方法，其中，

-为了冻结液体而使所述容器(2)经受冷气、优选以冷气冲刷所述容器，和/或为了冻结液体而以其它措施冷却所述容器，

-使所述容器(2)在容器(2)的至少一个第一体积分量的表面上隔热，并且

-使所述容器(2)在容器(2)的第二体积分量的表面上通过冷气基本上直接冷却，

从而使液体在所述至少一个第一体积分量中比在第二体积分量中较晚地冻透。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，第二体积分量是容器(2)的中心，并且所述至少一个第一体积分量从容器(2)的中心朝容器(2)的边缘延伸。

3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使用基本上方形的容器(2)，其中，优选容器(2)的高度小于容器(2)的宽度的四分之一和/或小于长度的四分之一。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了将所述至少一个第一体积分量的表面隔热，使用至少一个隔热体(4)。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，使用至少一个具有基本上U形的横截面的隔热体(4)。

6.按照权利要求3、4和5所述的方法，其特征在于，所述至少一个隔热体(4)侧向套装到方形的容器(2)上。

7.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为容器(2)使用保持液体的柔性的内部容器(5)和基本上刚性的外部容器(6)的布置结构。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，在内部容器(5)和外部容器之间使用泡沫(8)、优选弹性的泡沫材料，借助所述泡沫，至少部分地、优选完全补偿液体在冷冻时的体积膨胀。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，使用如下泡沫(8)，该泡沫随着在冰点下减小的温度具有减小的弹性。

10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于，使用如下泡沫(8)，该泡沫在0℃至-30℃之间、优选在-5℃至-25℃之间并且特别优选在-10℃至-20℃之间的温度时基本上硬化。

11.按照权利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，使用一种泡沫(8)，其中，硬化的过程可逆。

12.按照权利要求8至11之一所述的方法，其特征在于，对外部容器(6)以泡沫(8)加衬里，使得当内部容器(5)设置在外部容器(6)中时，内部容器(5)，优选连同可能的安装件，完全由泡沫(8)包围。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，在外部容器(6)中设置用于接纳安装件的泡沫材料块(9)。

14.按照权利要求8至13之一所述的方法，其特征在于，当内部容器(5)只以其容量的一部分被填充时，在外部容器(6)中设置至少一个泡沫(8)附加层。

15.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使用一种容器(2)，其中，所述容器的上侧和/或下侧分别通过金属板形成。

16.用于冻结处于多个容器(2)中的液体、尤其是液体药品的方法，其中，将处于各容器(2)中的液体同时、优选在一个冷冻装置中相叠地设置地、以按照权利要求1至15之一所述的方法冻结。

17.包括一个以液体、尤其是液体药品填充的容器(2)和至少一个隔热体(4)的布置结构，所述隔热体设置在所述容器的至少一个第一体积分量的表面上，所述布置结构尤其是用于实施按照权利要求1至15之一所述的方法，其中，所述容器(2)的第二体积分量的表面不被隔热。

18.包括一个或多个按照权利要求17所述的布置结构的冷冻装置，所述布置结构在冷冻装置内、优选相叠地、设置，其中，所述冷冻设备构成用于，将在一个容器(2)中的液体或将在多个容器(2)中的液体借助冷气和/或以其它措施冻结。

Images