CN111503997B - 一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统 - Google Patents
一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统 Download PDFInfo
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- F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
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Abstract
本发明涉及一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，属于生物工程制药设备技术领域；包括冻融机、冷热机组、独立舱室、隔板、驱动机构和摇摆机构；冻融机中设有独立舱室；舱室中设有相对应的隔板、驱动机构和摇摆机构；隔板与冷热机组连接；两块隔板的板面通过驱动机构相向靠近和分离；两块隔板与摇摆机构连接。相对运动的两块隔板方便地固定生物制药材料的同时，整个隔板保证了冷冻、解冻过程中温度均匀一致，以及摇摆机构对生物制药材料的混合处理。避免了目前生物制药材料在冷冻、解冻过程中存在温度处理不同步，不均匀的问题；解决了目前生物制药材料在冷冻、解冻过程中无记录、均一性差、生产效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，属于生物工程制药设备技术领域。
背景技术
目前国内生物制药公司和科研机构大都采用传统的低温冰箱、桶式冻融系统对生物制药材料进行冷冻、解冻处理。将装有生物制药材料的桶状容器或有规则的容器放入低温冰箱下进行冷冻，低温冰箱冷冻是通过在冰箱内部加快空气与制冷剂的热交换来获取低温空气，通过低温空气强制对流吹风方式达到使工作区域快速冷冻的目的；或者是将生物制药材料直接装入桶式换热器内进行冷冻或解冻，桶式冻融系统是在桶式容器内设置有换热器(管式或螺旋管式或板式)，换热器内通入换热介质(制冷剂或导热介质)与容器内生物制药材料进行间壁式换热以达到快速冷冻或解冻的目的。但是目前使用的低温冰箱或桶式冻融系统结构有以下缺点：1.受冷冻工作空间结构限制和通过空气冻融工作原理的限制，工作空间中不同空间位置处的环境温度差异化严重；导致生物制药材料在冷冻和解冻过程中，同一批材料的不同分包装材料由于所处冷冻工作空间位置不同，周边的温度不同，导致同一批材料的不同分包装材料在冷冻和解冻过程中处于不同的冷冻和解冻状态，导致整个冷冻和解冻过程不可控；2.目前的冷冻和解冻的过程中，冷冻工作空间是固定不变的，工作空间中不同空间位置处的环境温度差异化严重；随着生物制药材料量的变化，却无法准确确定生物制药材料相变温度与周边环境温度变化的关系，导致无法进行工艺放大控制；3.无法准确确定生物制药材料相变温度与周边环境温度变化的关系，无温度曲线的过程记录，无法保证产品的质量；4.目前所使用的冻融设备，不易消毒清洁，存在微生物污染的风险；5.由于同一批材料的不同分包装材料在冷冻和解冻过程中处于不同的冷冻和解冻状态，导致整个冷冻和解冻过程整体上不是均匀进行，对生物制药材料的处理过程不能保证整体同步处理，所以导致同一批生物制药材料存在品质不均一的情况，影响质量评价，致使整体有效活性的保质期较短。6.目前，国外进口设备价格比较昂贵，绝大多数生物制药公司无法承受。
发明内容
本发明的目的是为解决目前生物制药材料冷冻、解冻过程中温度处理不同步、不均匀、均一性差，以及冷冻、解冻过程中温度无记录，生产效率低的技术问题。
为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，包括冻融机、冷热机组、舱室、隔板、驱动机构和摇摆机构；所述冻融机中设有舱室；舱室中设有两块板面竖直垂直于地面的相对应平行的隔板、驱动机构和摇摆机构；所述隔板设为中空板状，隔板内部设有导温介质，隔板与冷热机组连接；两块隔板的板面通过驱动机构相向靠近和分离；两块隔板通过支撑架共同与摇摆机构连接。
优选地，所述两块隔板上端与支撑架一端活动连接，支撑架的另一端与摇摆机构活动连接。
优选地，所述摇摆机构沿设于两块隔板之间平行于两块隔板板面和水平地面的虚拟直线前后往复运动；两块隔板在隔板平面上同步运动。
优选地，所述冻融机中设有的舱室数量大于等于1。
优选地，所述冻融机中设有独立封隔的舱室。
优选地，所述隔板相对应的隔板面采用导热均一的金属材质制造。
优选地，所述隔板相对应的隔板面上设有温度探头，温度探头与温度记录仪连接。
本发明所采用的技术方案是通过驱动机构实现隔板夹持、打开的相对运动；相对运动的隔板更加方便固定生物制药材料，同时，整块隔板保持温度一致，使生物制药材料在特定条件下，避免同一批次生物制药材料因生物制药材料规格不同、环境不同而导致冷冻、解冻过程中温度处理不均匀的问题出现；在冷冻、解冻过程中还可以通过摇摆机构混合生物制药材料，进一步促使生物制药材料冷冻、解冻状态的一致性。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1.生物制药材料固定在隔板中且与高效传热的隔板均匀接触，避免了目前低温冰箱与桶式冻融系统因结构限制而传热不均匀的问题，实现更高效的传热，成品成型更加美观，也同时最大程度的保护了生物制药材料的生物活性。
2.本发明的冻融系统具有独立的舱室，避免了生物制药材料受环境的影响，同时搭载的温度传感器可用于生物制药材料在冷冻、解冻过程中的监测与控制；
3.摇摆机构驱动独立的舱室，进一步保证生物制药材料的均一性；
4.整机具有独立舱室的设计，更易清洁和消毒，规避了微生物污染的问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统组成结构示意图。
图2为本发明提供的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统舱室组成结构示意图。
图3为本发明提供的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统隔板运动示意图。
图4为本发明提供的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统摇摆机构运动示意图。
附图标记：1.冻融机 2.隔板 3.支撑架 4.驱动机构 5.舱门 6.围板 7.冷热机组8.摇摆机构 9.舱室 10.转运小车；
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
如图1-4所示，本发明提供了一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，包括冻融机1、冷热机组7、舱室9、隔板2、驱动机构4和摇摆机构8；冻融机1中设置有舱室9；舱室9中设置有两块板面竖直垂直于地面的相对应平行的隔板2、驱动机构4和摇摆机构8；隔板2设为中空板状，隔板内部设有导温介质，隔板2与冷热机组7连接；两块隔板2的板面通过驱动机构4做相向靠近和分离地运动；两块隔板2通过支撑架3共同与摇摆机构8连接；两块隔板2上端与支撑架3一端活动连接，支撑架3的另一端与摇摆机构8活动连接。摇摆机构8沿设于两块隔板2之间平行于两块隔板板面和水平地面的虚拟直线前后往复运动；两块隔板在隔板平面上同步运动，通过摇摆机构8的运动从而对隔板2夹持的生物制药材料做混合处理。冻融机1中设有的舱室9数量大于等于1；冻融机1中设有分别独立封隔的舱室9。隔板2相对应的隔板面采用导热均一的金属材质制造。隔板2相对应的隔板面上设有温度探头，温度探头与温度记录仪连接。冻融机1还设置有用于打开和关闭舱室9的舱门5，冻融机1周边采用围板6包围工作舱室9。
工作时，使用转运小车10运输待冷冻或解冻的生物制药材料，打开舱门5，将生物制药材料夹持在独立舱室9的隔板2中，关闭舱门5；启动冻融机1工作，在冷冻或解冻过程中可启动摇摆机构8对冷冻或解冻的生物制药材料进行混合，通过与温度探头连接的温度记录仪对冷冻或解冻过程进行监控。
生物制药材料具有一定的生物活性，传统的低温冰箱冷冻保存方式是通过在腔室内强制送风，与制冷剂热交换获取低温空气，达到生物制药材料快速冷冻和保存的目的。采用传统的该类设备因受结构限制，生物制药材料冷冻、解冻过程中存在温度处理不同步，不均匀的技术问题。无法实现对生物制药材料温度的整体均匀控制，也无法避免微生物的滋生和污染，无法保证所生产的生物制药材料的质量。即使采用桶式冻融的方式，因桶式结构内生物制药材料分布不均匀，同样无法保证最终生物制药材料的质量。
采用本发明的冻融系统，有效的解决了目前生物制药材料在冷冻、解冻或混合工艺处理中无记录、均一性差、生产效率低下的问题，本发明采用的技术方案是：该冻融系统依托冷热机组为能量源，包括至少1对具有相对表面的隔板，具有相对表面的隔板通过独立的驱动机构实现夹持、打开的相对运动，通过摇摆机构实现内部舱室的独立运动，外侧围板包裹。本发明采用驱动机构水平驱动具有相对表面的隔板实现夹持、打开的相对运动，通过支撑架，使得相对运动的隔板更加方便固定生物制药材料，而整个隔板可以保证温度均匀一致。该结构使生物制药材料在特定条件下，避免同一批次因生物制药材料规格不同、环境不同而导致生物制药材料冷冻、解冻过程中存在温度处理不同步，不均匀的问题出现；其次，摇摆机构驱动独立的内部舱室运动，进一步确保所生产的生物制药材料的质量，使最终产品具有极佳的均一性、保存期更长，从而提高生产效率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，其特征在于：包括冻融机、冷热机组、舱室、隔板、驱动机构和摇摆机构；所述冻融机中设有舱室；舱室中设有两块板面竖直垂直于地面的相对应平行的隔板、驱动机构和摇摆机构；所述隔板设为中空板状，隔板内部设有导温介质，隔板与冷热机组连接；两块隔板的板面通过驱动机构相向靠近和分离；两块隔板通过支撑架共同与摇摆机构连接；所述两块隔板上端与支撑架一端活动连接，支撑架的另一端与摇摆机构活动连接；所述摇摆机构沿设于两块隔板之间平行于两块隔板板面和水平地面的虚拟直线前后往复运动；两块隔板在隔板平面上同步运动。
2.如权利要求1所述的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，其特征在于：所述冻融机中设有的舱室数量大于等于1。
3.如权利要求1所述的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，其特征在于：所述冻融机中设有独立封隔的舱室。
4.如权利要求1所述的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，其特征在于：所述隔板相对应的隔板面采用导热均一的金属材质制造。
5.如权利要求1所述的一种用于生物制药材料冷冻、解冻或混合工艺处理的冻融系统，其特征在于：所述隔板相对应的隔板面上设有温度探头，温度探头与温度记录仪连接。
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