DE69433251T2

DE69433251T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gefrorener Partikel mit einem Einfanggebiet für Tröpfchen einer zerstäubten Kryoflüssigkeit

Info

Publication number: DE69433251T2
Application number: DE1994633251
Authority: DE
Inventors: Nicholas Rocco Newark Fermani; Mark George Newark Fletcher
Original assignee: Dade Behring Inc
Current assignee: Dade Behring Inc
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: EP0871001A2; DE69415849D1; EP0871001A3; US5475984A; DE69433251D1; EP0621453B1; EP0871001B1; JPH06323712A; EP0621453A1; DE69415849T2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von gefrorenen Teilchen aus einer Flüssigkeit und insbesondere auf ein Verfahren mit einer Flüssigkeitsdüse zum Einführen flüssiger Tröpfchen, die gefrieren sollen, und einer Menge von flachen Sprühdüsen für eine kryogene Flüssigkeit zur Schaffung einer Einschlusszone aus zerstäubten Tröpfchen aus kryogener Flüssigkeit, so dass die flüssigen Tröpfchen unter Bildung gefrorener Teilchen gefrieren.
Technischer Hintergrund
Die Bildung von physikalisch gleichmäßigen und chemisch homogenen sphärischen gefrorenen Teilchen aus wässrigen biologischen Lösungen und Suspensionen ist wesentlich für die Herstellung von Dosierungseinheittabletten für die pharmazeutische und diagnostische Industrie. Physikalisch gleichmäßige Teilchen minimieren die Variabilität der Schüttdichte und ergeben Tablettenherstellungsverfahren, mit denen sich Tabletten herstellen lassen, deren Gewicht um nicht mehr als etwa ein Prozent variiert. Eine homogene chemische Zusammensetzung der Teilchen wird benötigt, um eine genaue Dosierungseinheit zu gewährleisten. Aus der Perspektive der Herstellung ist es wünschenswert, dass gefrorene Teilchen, die bei verschiedenen Typen der Herstellung von Tablettenproduktionsgeräten verarbeitet werden, die Rieseleigenschaften aufweisen, die für sphärische Teilchen charakteristisch sind. Weiterhin sollte jedes Herstellungsverfahren zur Gewinnung gefrorener Teilchen mit diesen gewünschten Merkmalen effizient arbeiten, um die im Allgemeinen hohen Kosten für Reagentien und andere Rohstoffe auszugleichen.
Zu den bekannten Techniken, die bei der Verarbeitung von granulären Produkten verwendet werden, gehören trockenes Mischen, direktes Verpressen, Nassgranulierung, Teilchenherstellung durch Beschichtung von Produktkeimen mit diskreten Zutaten, Wirbelschichtgranulation und Sprühfrieren von gefrorenen Teilchen.
Sprühfrierverfahren ergeben infolge ihrer charakteristischerweise schnellen Gefrierverfahren im Allgemeinen sehr gleichmäßige Teilchen. Das Sprühfrieren ist jedoch im Allgemeinen aufgrund der hohen Kosten von Kühlmitteln und den relativ hohen Produktverlusten, die auftreten können, eine teure Technik.
Zu den typischen Verfahren des Sprühfrierens gehören das Schleudern oder Auftreffenlassen einer Lösung, die gefrieren soll, gegen oder auf einen oder mehrere Ströme oder Sprühstrahlen aus einem flüssigen Kühlmittel, das Sprühen einer Lösung, die gefrieren soll, auf die Oberfläche eines Bades aus flüssigem Kühlmittel sowie das Sprühen einer Lösung, die gefrieren soll, durch eine Gefrierzone. Beispiele für Kühlmittel, die typischerweise verwendet werden, um dieses Gefrieren zu bewerkstelligen, sind flüssiger Stickstoff, flüssiges Kohlendioxid und Fluorkohlenstoffe. Einige der Nachteile dieser bekannten Verfahren sind: ungenügender Durchsatz, um den Herstellungsvertriebsbedarf zu decken, Verlust von Produkt aufgrund von partiellem Gefrieren und/oder Anhäufung auf den Seiten der Gefrierkammer und ineffiziente Verwendungen von kryogenen Flüssigkeiten.
DE-A-2 256 790, eingereicht am 20. November 1972 und veröffentlicht am 6. Juni 1974, offenbart ein Verfahren zum Tiefgefrieren von wässrigen Extrakten mit einem Gefriergefäß mit einem konischen unteren Abschnitt, der für das Zusammentreffen eines flüssigen Produkts mit einem flüssigen Kühlmittel sorgt. Das Zusammentreffen erfolgt in einer von drei offenbarten Variationen; dazu gehören das Abwärtssprühen des Produkts und Aufwärtssprühen von Kühlmitteln, das Aufwärtssprühen sowohl des Produkts als auch des flüssigen Kühlmittels sowie das Aufwärts- und Absprühen des Produkts und das Aufwärtssprühen des flüssigen Kühlmittels. Der Nachteil dieser Apparatur ist die Gefahr, dass gefrorenes Produkt an den Düsen für das flüssige Kühlmittel und dem trichter förmigen Boden der Sprühkammer haften bleibt, was zu Ausbeuteverlusten führt.
Das US-Patent Nr. 4,952,224, ausgegeben am 28. August 1990, offenbart eine Apparatur mit einem abwärts gerichteten Sprühstrahl aus zerstäubtem flüssigem Fett und einer Menge von radial nach innen gerichteten einzelnen Sprühstrahlen aus flüssigem Stickstoff oder Kohlendioxid, die den abwärts gerichteten Sprühstrahl aus flüssigen Fetttröpfchen umgeben und darauf auftreffen. Die einzelnen Sprühstrahlen dieser Apparatur erzeugen häufig ungleichmäßige Zusammenballungen des Produkts aufgrund des mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Kontakts zwischen dem flüssigen Kühlmittel und dem Produkt. Außerdem wird aufgrund der begrenzten Zeit, während der das Produkt in Kontakt mit dem flüssigen Kühlmittel ist, wenigstens ein Teil des Produkts wahrscheinlich nicht gefrieren.
DE-A-2 659 546, ausgegeben am 13. Juli 1978, offenbart eine Apparatur zum Einfrieren von Lebensmitteln, die eine isolierte Gefrierkammer mit einem konischen unteren Abschnitt und eine Düse für flüssiges Kühlmittel mit einem vertikal abwärts gerichteten Sprühstrahl, der sich oben in der Mitte der Kammer befindet, aufweist. Eine Menge von Produktdüsen sind um den zentralen Sprühstrahl aus Kühlmittel herum verteilt und auf seine Seiten gerichtet. Bei Verwendung dieser Apparatur ist es wahrscheinlich, dass während eines kontinuierlichen Herstellungsverfahrens aufgrund von Variationen, die wahrscheinlich in Produktzufuhr- und -steuersystemen auftreten, wie Druckänderungen in der Produktzufuhrpumpe und Pulsierungen innerhalb der Düsen, unannehmbar hohe Teilchengrößevariationen auftreten.
EP-A-0 478 118 offenbart eine Apparatur zur. Herstellung gefrorener Teilchen, die folgendes umfasst:
ein luftdichtes adiabatisches Gefäß, das an einem unteren Teil einen Auslass für gefrorene Teilchen aufweist, der auch als Gasauslass dienen kann;
einen Materialzerstäuber zum Abwärtssprühen eines Materials, das gefrieren soll, in dem Gefäß; und
eine Menge von Kühlmittelzerstäubern, die in oberen Teilen innerhalb des Gefäßes in regelmäßigen Abständen um einen ringförmigen Bereich herum angeordnet sind, der den Sprühbereich des Materialzerstäubers umgibt, wobei jeder Kühlmittelzerstäuber so angeordnet ist, dass er ein Kühlmittel im Allgemeinen in einer umlaufenden Richtung um die Innenwand des Gefäßes herum sprüht.
Weiterhin offenbart EP-A-0 468 269 eine Apparatur, bei der eine kryogene Flüssigkeit zur Herstellung eines Metallpulvers aus dem geschmolzenen Metall verwendet wird, wobei die Apparatur eine zylindrische Prallwand umfasst, die das Einlassloch der Apparatur für das flüssige Metall umgibt.
Es besteht ein Bedürfnis nach einer Apparatur und einem Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig geformten homogenen gefrorenen Teilchen aus einer Flüssigkeit, wobei der Herstellungsbedarf im vollen Maßstab gedeckt werden kann und Produktausbeuteverluste aufgrund der Anhäufung von Produkt auf der Innenseite der Gefrierkammer und aufgrund von nur partiell gefrorenen Teilchen minimiert werden.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Viele der Nachteile des Standes der Technik werden durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung von physikalisch gleichmäßigen und chemisch homogenen Teilchen in einer Weise, bei der der Durchsatz oder die Produktausbeute maximiert und der Produktverlust aufgrund von partiellem Gefrieren und/oder Anhäufung auf den Innenwänden der Apparatur minimiert werden und weiterhin der Verbrauch der kryogenen Flüssigkeit durch effiziente Verwendung minimiert wird. "Physikalisch gleichmäßig" bedeutet im Wesentlichen mit derselben Größe, Form und Dichte.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verwendung einer kryogenen Flüssigkeit zur Erzeugung von gefrorenen Teilchen aus einem flüssigen Produkt in einem Gehäuse gemäß Anspruch 1.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bietet erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, indem es sehr gleichmäßige, homogene gefrorene Teilchen mit minimalen Produktausbeuteverlusten ergibt. Ausbeuteverluste werden während des Betriebs der Apparatur der vorliegenden Erfindung dadurch minimiert, dass die Konfiguration der Düsen für die kryogene Flüssigkeit die Seiten einer Einschlusszone für Tröpfchen aus kryogener Flüssigkeit bilden, in die die Tröpfchen des flüssigen Produkts eingeführt werden. Die Einschlusszone wird geschaffen, indem die kryogene Flüssigkeit in einem abwärts gerichteten planaren Sprühmuster in das Gehäuse eingeführt wird, wobei wenigstens drei kryogene flüssige Düsen verwendet werden. Die Tröpfchen des flüssigen Produkts sind innerhalb der Einschlusszone eingeschlossen und nach unten gerichtet, so dass die Tröpfchen des flüssigen Produkts nicht auf die Wände der Einschlusszone auftreffen oder diese durchbrechen.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine partiell weggebrochene perspektivische Ansicht eines oberen Teils einer Apparatur, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist, zur Herstellung von gefrorenen Teilchen aus einer Flüssigkeit;
2 ist eine partielle schematische Darstellung einer Apparatur zur Herstellung von gefrorenen Teilchen unter Verwendung der Apparatur von 1;
3 ist ein Querschnitt von 1 entlang den Schnittlinien 3-3, der den oberen Teil der Apparatur zur Herstellung von gefrorenen Teilchen darstellt;
Die 4a, 4b und 4c sind partielle schematische Darstellungen verschiedener Ansichten einer Düse für kryogene Flüssigkeit;
5 ist eine andere alternative Ausführungsform der Erfindung, die eine Ultraschalldüse zeigt, die in der Apparatur von 1 als Düse für das flüssige Produkt verwendet werden kann;
6 ist eine Ansicht der Düsen für die kryogene Flüssigkeit von unten, die die Einschlusszone mit dem flachen planaren Sprühmuster dieser Erfindung zeigt; und
7 ist eine schematische Darstellung der Sprühmuster der Düse für die kryogene Flüssigkeit und der Düse für das flüssige Produkt, die in dieser Erfindung verwendet werden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
In den 1 und 2 sieht man eine Apparatur zur Erzeugung von gefrorenen Teilchen aus einem flüssigen Produkt. Die Apparatur umfasst ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 6, eine Düse für flüssiges Produkt, wie eine Zerstäubungsdüse 8, zum Einführen von Tröpfchen der Flüssigkeit, die gefrieren soll, und eine Menge von Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit zum Einführen einer kryogenen Flüssigkeit in das Gehäuse 6 in einer solchen Weise, dass die kryogene Flüssigkeit nach unten gerichtet wird, so dass eine Einschlusszone oder ein Vorhang aus Tröpfchen 36 der kryogenen Flüssigkeit entsteht, wodurch die kryogene Flüssigkeit die Tröpfchen 63 des flüssigen Produkts unter Bildung gefrorener Teilchen gefrieren lässt.
Die 1 und 3 zeigen eine Zerstäubungsdüse 8, die zur Verwendung als Düse für das flüssige Produkt der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Solche Zerstäubungsdüsen 8 sind in der Technik bekannt und kommerziell erhältlich. Die Zerstäubungsdüse 8 ist nach unten in das Gehäuse 6 gerichtet, so dass flüssiges Produkt in einer vertikalen Abwärtsrichtung ausgeworfen wird, und so gestaltet, dass ein Gas aus einer nicht gezeigten Quelle, das jedoch durch einen Pfeil 20 dargestellt ist, wie Stickstoff oder Luft, unter Druck durch einen Ringkanal 60 gepresst wird, der ein zentral angeordnetes Rohr 62 umgibt, durch das das flüssige Produkt, das durch den Pfeil 18 gezeigt wird, unter Druck ausgeworfen wird, so dass das Gas 20 das ausgeworfene flüssige Produkt in die Tröpfchen 63 des flüssigen Produkts aufbricht. Stickstoff ist das bevorzugte Inertgas zur Verwendung in der Zerstäubungsdüse 8. Das Ende der Zerstäubungsdüse 8, durch das das flüssige Produkt ausgeworfen wird, läuft nach innen konisch zu, was einen dünnen, um das flüssige Produkt herum angeordneten Ring ergibt, durch den das Gas mit hoher Geschwindigkeit entweicht. Solche Zerstäubungsdüsen 8 sind im Allgemeinen geeignet, um Tröpfchen im Größenbereich von etwa 8 bis etwa 4300 μm herzustellen.
Mehrere Beispiele für bekannte Typen von tröpfchenbildenden Düsen oder Zerstäubungsdüsen können als Düse für das flüssige Produkt verwendet werden; dazu gehören Ultraschalldüsen, hydraulische Düsen und pneumatische Düsen. Ein Beispiel für eine geeignete Ultraschalldüse zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist die Modell-8700-Düse, die von Sono-Tek Corp., Poughkeepsie, NY, erhältlich ist, und ein Beispiel für eine geeignete hydraulische Düse ist Modell SU-5, das von Spraying Systems Co. (Wheaton, Ill.) erhältlich ist. Pneumatische Düsen werden bevorzugt.
Wir beziehen uns nun auf die 1 und 2. Das Gehäuse 6 hat eine obere Platte 30 und einen vertikal angeordneten Zylinder 28 mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der oberen Platte 30, wobei die obere Platte 30 und der Zylinder 28 durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 26 miteinander verbunden sind, wobei der obere konische Durchmesser derselbe ist wie der Durchmesser der oberen Platte 30 und der untere konische Durchmesser derselbe ist wie der untere Durchmesser des Zylinders 28.
Der Durchmesser der oberen Platte 30 sollte ausreichend groß sein, um die Anwesenheit einer Menge von Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit, der Düse für das flüssige Produkt, wie einer Zerstäubungsdüse 8, und einer Prallwand 16 (falls verwendet) zwischen den mehreren Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit und der Düse für das flüssige Produkt zu ermöglichen.
Der kegelstumpfförmige Abschnitt 26 sollte vorzugsweise so gestaltet sein, dass er ausreichend lang ist, um die Bildung der Einschlusszone aus Tröpfchen der kryogenen Flüssigkeit zu ermöglichen.
Der untere Durchmesser des Zylinders 28 ist durch den unteren konischen Durchmesser des kegelstumpfförmigen Abschnitts 26 definiert, und der Zylinder sollte ausreichend lang sein, um die gefrorenen Produktteilchen und gasförmiges Kryogen, das möglicherweise aus der kryogenen Flüssigkeit verdampft ist, einzuschließen und in das untere Ende des Zylinders 28 des Gehäuses 6 zu leiten.
Vorzugsweise ist die Apparatur mit einer Auffangeinrichtung 34 für die gefrorenen Teilchen versehen. Jede Auffangeinrichtung 34, die groß genug ist, um die im Gehäuse 6 erzeugten gefrorenen Teilchen einzufangen und festzuhalten, kann verwendet werden; dazu gehören relativ einfache Vorrichtungen, wie Böden, die manuell bedient werden, sowie vollautomatische Systeme des Fördertyps, um die gefrorenen Teilchen von der Apparatur der Erfindung wegzutransportieren. Die Auffangeinrichtung 34 sollte auf einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts der gefrorenen Teilchen gehalten werden, um zu gewährleisten, dass die gefrorenen Teilchen nicht schmelzen; eine solche Temperatur kann vorzugsweise unter Ausnutzung der Kühlwirkung aufrechterhalten werden, die aus der Verdampfung von kryogener Flüssigkeit zu gasförmigem Kryogen resultiert.
Eine Prallwand 16 ist zwischen den Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit und der Zerstäubungsdüse 8 eingebaut. Eine solche Prallwand 16 dient dazu, die Düse 8 für das flüssige Produkt gegenüber der kryogenen Flüssigkeit abzuschirmen, die von den Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit in das Gehäuse 6 eingeführt wird. Die Prallwand 16 kann durch jede Einrichtung gestützt werden, die ausreicht, um die Wand zwischen der Zerstäubungsdüse 8 und den Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit zu halten, und sollte sich zwischen der Zerstäubungsdüse 8 und den Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit bis zu einer ausreichenden Tiefe erstrecken, um die Produktdüse 8 abzuschirmen.
"Flüssiges Produkt" bedeutet jede Flüssigkeit, die zu gleichmäßigen sphärischen Teilchen gefrieren soll. Die bevorzugten flüssigen Produkte sind wässrige Lösungen, die als diagnostische Reagentien oder pharmazeutische Reagentien geeignet sind; dazu gehören unter anderem Lösungen, die gelöste Proteine, wie Enzyme, Antikörper, Antigene, Vitamine und Hormone enthalten, Lösungen anderer biologischer Materialien, wie Nucleinsäuren, Antibiotika und verschiedener Wirkstoffe. Beispiele für solche diagnostische Reagentien sind wässrige Lösungen von biologisch aktiven Substanzen, wie Nicotinamidadenindinucleotid (NAD), das in toxikologischen Tests verwendet werden kann, um Milchsäure und Ethylalkohol analytisch zu bestimmen, und reduziertes NAD-Dinatriumsalz-Trihydrat (NADH), das bei der analytischen Bestimmung von alpha-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase verwendet werden kann, deren Menge wiederum zur Menge der Isoenzyme LD1 und LD2 von Lactat-Dehydrogenase (LDH) in Beziehung gesetzt werden kann. Diese biologisch aktiven Substanzen werden vorzugsweise mit einer Trägersubstanz, wie Mannit oder Trehalose, und einem Gleitmittel, wie Carbowax, kombiniert. Weitere Beispiele für geeignete flüssige Produkte zur Verwendung als diagnostische Reagentien, die man gemäß der vorliegenden Erfindung gefrieren lassen kann, sind Lösungen von Indikatorverbindungen, wie des organischen Farbstoffs Dichlorindophenol, der für die Bestimmung von Pseudocholinesterase (PCHE) geeignet ist, und flüssige Suspensionen, wie zum Beispiel eine Aufschlämmung von in Wasser suspendierten, mit monoklonalen Kreatin-Kinase-MB-(CKMB)-Antikörpern beschichteten Chromdioxidteilchen, die verwendet werden können, um auf die MB-Isoenzyme von Kreatin-Kinase zu testen.
Einer der wichtigen Aspekte der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass gefrorene Teilchen, die unter Verwendung der Apparatur und des Verfahrens dieser Erfindung hergestellt werden, die biologischen und chemischen Merkmale und Eigenschaften des flüssigen Produkts, aus dem sie hergestellt werden, beibehalten. Zum Beispiel können flüssige Produkte, die gelöste Proteine, wie Enzyme, enthalten, unter Verwendung der vorliegenden Erfindung gefrieren gelassen werden, so dass Teilchen entstehen, die die enzymatische Aktivität des wässrigen flüssigen Produkts beibehalten.
"Düse für das flüssige Produkt" bedeutet eine beliebige Düse, die verwendet werden kann, um Tröpfchen des flüssigen Produkts, das gefrieren soll, in die Apparatur der vorliegenden Erfindung einzuführen. Die Tröpfchen des flüssigen Produkts können je nach der gewünschten Größe der gefrorenen Teilchen variieren. Die Düse für das flüssige Produkt sollte daher so gewählt werden, dass man Tröpfchen mit einer ausreichenden Größe erhält, die die gewünschten gefrorenen Teilchen ergeben. Der bevorzugte Teilchengrößebereich für die unter Verwendung der Apparatur der vorliegenden Erfindung hergestellten gefrorenen Teilchen beträgt etwa 75 bis 600 μm.
Mehrere Typen von Düsen für die kryogene Flüssigkeit sind zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet. Eine Düse für kryogene Flüssigkeit, die ein planares, wie flaches oder gekrümmtes, Sprühmuster erzeugt, wird bevorzugt. Ein Beispiel für eine geeignete Düse zur Verwendung als Düse für die kryogene Flüssigkeit ist Modell #HVV 9510, die von Spraying Systems, Inc., erhältlich ist.
Eines der wichtigen Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit so positioniert sind, dass sie kryogene Flüssigkeit auswerfen und dabei ein Sprühmuster ergeben, das eine Einschlusszone oder einen Vorhang um die Tröpfchen 63 des flüssigen Produkts herum bildet. Die Einschlusszone ist durch einen Innenbereich definiert, der durch eine im Wesentlichen kontinuierliche, ringförmige, nach unten gerichtete umlaufende Wand aus kryogener Flüssigkeit gebildet wird. Wenigstens 3 Flüssigkeitsdüsen sind erforderlich, um die Einschlusszone zu bilden. Die durch 3 Düsen für kryogene Flüssigkeit gebildete Einschlusszone hat die Form eines Dreiecks.
Vorzugsweise werden 4 bis 6 Düsen für die kryogene Flüssigkeit verwendet, wobei jede Düse ein nach unten gerichtetes planares Sprühmuster erzeugt. Die unter Verwendung eines solchen bevorzugten Sprühmusters mit vier solchen Düsen erzeugte Einschlusszone hat die Form eines Kastens, wie eines Quadrats oder Rechtecks. 6 zeigt eine solche Konfiguration.
Durch Bildung einer Einschlusszone um die Tröpfchen 63 des flüssigen Produkts herum sorgt die Apparatur der vorliegenden Erfindung für ein kontinuierliches Herstellungsverfahren mit hoher Ausbeute, das gefrorene Teilchen mit einer gleichmäßigen sphärischen Größe und homogenen chemischen Zusammensetzung ergeben kann, die nicht auf die Seiten des Apparaturgehäuses 6 auftreffen oder daran haften bleiben. Die Düse 12 für die kryogene Flüssigkeit hat eine schlitzförmige Öffnung, die (4a) mit unterschiedlichen Schlitzgrößen erhältlich ist, um die kryogene Flüssigkeit als flaches oder planares Sprühmuster auszuwerfen, wobei der planare Teil verschiedene Sprühwinkel definiert.
7 veranschaulicht die Einschlusszone 97 um die Sprühlösung 63 herum, die durch den Sprühstrahl 36 der kryogenen Flüssigkeit gebildet wird.
"Gehäuse" bedeutet eine Kammer, in der die Tröpfchen des flüssigen Produkts gefrieren gelassen werden. Das Gehäuse 6 schließt gasförmiges Kryogen ein, das möglicherweise aus der kryogenen Flüssigkeit verdampft ist. Das Gehäuse 6 sollte eine Entlüftung haben, um das Entweichen von verdampftem gasförmigem Kryogen zu ermöglichen. Ein geeignetes Gehäuse 6 zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von Formen haben; dazu gehören rechteckige, quadratische und zylindrische Formen. Ein oberer Teil des Gehäuses 6 wird vorzugsweise für die Einführung der kryogenen Flüssigkeit und der Tröpfchen 63 des flüssigen Produkts und für die Bildung der gefrorenen Teilchen verwendet. Ein unterer Teil des Gehäuses 6 wird vorzugsweise zum Auffangen der gefrorenen Teilchen und zum Ausleiten von gasförmigem Kryogen, das möglicherweise aus der kryogenen Flüssigkeit verdampft ist, verwendet. Das Gehäuse 6 braucht nicht isoliert zu sein; ein nicht isoliertes Gehäuse 6 wird bevorzugt.
Die bevorzugte Konfiguration der Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit ist eine Menge von vier Düsen, die sich in einem Ringverteilungssystem 10 befinden. Die bevorzugten Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit erzeugen ein nach unten gerichtetes flaches oder planares Sprühmuster. Die kryogene Flüssigkeit wird durch ein Rohr 14 in das durch 22 gezeigte Ringverteilungssystem 10 eingelei tet. Die Verwendung einer Menge von Düsen, die in ein Verteilungssystem für die Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit eingeschraubt sind, ermöglicht die Einführung von flachen Strömen aus kryogener Flüssigkeit, die durch 36 gezeigt sind, in das Gehäuse 6. Diese flachen Sprühstrahlen aus kryogener Flüssigkeit sollten ausreichend sein, um die maximale Menge an gefrorenen Teilchen für eine gegebene Menge an flüssigem Produkt zu erzeugen, und sollten für eine gleichmäßige Umgebung von Tröpfchen der kryogenen Flüssigkeit und gasförmigem Kryogen innerhalb des Gehäuses 6 der Apparatur sorgen, um für die kontinuierliche Herstellung von gefrorenen Teilchen geeignet zu sein. Die Sprühtröpfchen der kryogenen Flüssigkeit sollten ausreichend klein sein, so dass keine kryogene Flüssigkeit aus dem Boden des Gehäuses 6 fließt. Die Bildung einer Einschlusszone, die durch eine Menge von flachen Sprühstrahlen aus der kryogenen Flüssigkeit erzeugt wird, ist wichtig, um für eine optimale Wärmeübertragung zwischen der kryogenen Flüssigkeit und den Tröpfchen 63 des flüssigen Produkts zu sorgen.
Vorzugsweise wird die Temperatur am unteren Auslass des Zylinders 28 auf etwa –100°C bis etwa –180°C gehalten. Dieser Temperaturbereich kann typischerweise durch die Wahl der kryogenen Flüssigkeit, Einstellung der Fließgeschwindigkeit der kryogenen Flüssigkeit und die Größen und die Menge der Düsen erhalten werden. Wenn dieser Temperaturbereich nicht erreicht werden kann, können die Fließgeschwindigkeiten des flüssigen Produkts so eingestellt werden, dass die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Produkts in die Apparatur gesenkt werden kann.
Anfangs kann die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Produkts auf etwa 300 Milliliter pro Minute (ml/min) eingestellt werden, und der Zerstäubungsgasdruck kann auf etwa 11 psi (pounds per square inch) eingestellt werden. Durch Einstellen der Fließgeschwindigkeit des flüssigen Produkts und des Zerstäubungsdrucks kann eine gewünschte Teilchengröße erreicht werden. Zum Beispiel kann eine unerwünscht kleine Teilchengröße korrigiert werden, indem man den Zerstäubungsdruck senkt. Zu den weiteren Variablen, die optimiert werden können, um eine gewünschte Teilchengröße zu erreichen, gehören die Fließgeschwindig keit der kryogenen Flüssigkeit, die Wahl der Art des flüssigen Produkts und der Düsen 12 für die kryogene Flüssigkeit sowie die Wahl des Gehäuses 6.
5 zeigt eine Ultraschalldüsenanordnung 64, die zur Verwendung als Düse für das flüssige Produkt der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Solche Ultraschalldüsenanordnungen 64 sind in der Technik bekannt und kommerziell verfügbar. Ultraschalldüsen erzeugen Tröpfchen des flüssigen Produkts durch elektrisch erzeugte Vibrationen der Düse und sind typischerweise geeignet, um Tröpfchen im Größenbereich von etwa 10 bis etwa 100 μm zu erzeugen. Die Ultraschalldüsenanordnung 64 hat eine Düse 42 mit einem axial vorstehenden Gewindeansatz 43 und einem hohlen Kern 49. Ein Paar von piezoelektrischen Kristallen 38, die jeweils eine assoziierte Elektrode 39, 40 aufweisen, werden auf dem Ansatz 43 aufgenommen. Die Kristalle 38 werden festgehalten, indem man das Rückenstück 44 auf den Ansatz 43 schraubt. Die Anordnung aus Düse 42, Kristallen 38, Elektroden 39, 40 und Rückenstück 44 wird in dem zusammenschraubbaren vorderen Gehäuse 45 und hinteren Gehäuse 46 durch den vorderen bzw. hinteren O-Ring 47 bzw. 48 elastisch gestützt. Ein elektrisches Signal mit ultrahoher Frequenz wird den piezoelektrischen Kristallscheiben 38, 39 durch das Verbindungsstück 37 zur Eingangselektrode 39 zugeführt, wobei die Erde durch die Elektrode 40 zum Erdanschluss 41 bereitgestellt wird. Das elektrische Signal bewirkt, dass sich die Kristalle 38, 39 mit der elektrischen Anregungsfrequenz ausdehnen und zusammenziehen, was bewirkt, dass die Düse 42 und das Rückenstück 44 aufgrund ihrer elastischen Montierung auf den O-Ringen 47 und 48 vibrieren. Flüssiges Produkt, das in den hohlen Kern 49 eingeführt wird, absorbiert einen Teil der Schwingungsenergie. Die Schwingungsenergie baut Wellenbewegungen in der Flüssigkeit auf, deren Maxima instabil werden und aus der flüssigen Masse darunter wegbrechen, was einen feinen Nebel an der Spitze der Düse 50 verursacht.
"Kryogene Flüssigkeit" bedeutet jede Flüssigkeit, die in der Lage ist, die flüssigen Sprühteilchen aus Reagens unter atmosphärischen Bedingungen zu Teilchen gefrieren zu lassen. Zu den verschiedenen kryogenen Flüssigkeiten, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Stickstoff, Kohlendi oxid, Argon und verschiedene Fluorkohlenstoffe. Vorzugsweise handelt es sich bei der verwendeten kryogenen Flüssigkeit um Stickstoff.
"Düse für die kryogene Flüssigkeit" bedeutet jede Düse zum Einführen einer kryogenen Flüssigkeit in die Apparatur der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
Aufbau einer Apparatur zur Herstellung von gefrorenen Teilchen aus einem flüssigen Produkt
Ein Beispiel für eine Apparatur, die gestaltet und gebaut ist, um gemäß der vorliegenden Erfindung gefrorene Teilchen aus einem flüssigen Produkt herzustellen, bestand aus zwei kreisförmigen Abschnitten und einer oberen Platte 30 von 1, die miteinander verschweißt waren.
Der untere Abschnitt war ein vertikal angeordneter unterer Zylinder gemäß 2 (28) mit einem Durchmesser von 35,6 cm (14 inch) und einer Höhe von 122 cm (48 inch) und offenen Enden. Der kegelstumpfförmige mittlere Abschnitt, 2 (26), hatte einen unteren Durchmesser von 35,6 cm (14 inch), einen oberen Durchmesser von 24,1 cm (9½ inch) und eine Höhe von 25,4 cm (10 inch). Die obere Platte, 1 (30), bestand aus einer Scheibe mit einem Durchmesser von 24,1 cm (9½ inch) mit einem Loch mit einem Durchmesser von 7,6 cm (3 inch) in der Mitte und einer Prallwand von 3,8 cm (1,5 inch), 1 und 3 (16), die sich nach unten erstreckt.
Alle Abschnitte einschließlich der oberen Platte 30 des Gefäßes wurden unter Verwendung von 0,318 cm (0,125 inch) dickem 304er Edelstahl aufgebaut, und das gesamte Gefäß wurde durch die Oberseite eines Produktauffangkastens (5) montiert.
Die Düsen für die kryogene Flüssigkeit, 1 (12), waren Düsen, die in ein Verteilersystem in Form eines hohlen Rings, 1 (10), geschraubt wurden, mit einem Innendurchmesser von 8,9 cm (3½ inch), einem Außendurchmesser von 15,2 cm (6 inch) und einem rechteckigen Querschnitt von 2,5 cm (1 inch) mal 1,9 cm (¾ inch) unter Verwendung von 0,475 cm (0,187 inch) dickem 304er Edelstahl
Die Düsen (12) für die kryogene Flüssigkeit waren 4 Sprühsysteme Modell 9510, die in gleichem Abstand um den Boden eines Ringverteilungssystems, 1 (10), angeordnet waren. Die Düsen 12 waren um die Zerstäubungsdüse 8 herum angeordnet.
Die kryogene Flüssigkeit wurde in das Gehäuse 6 der Apparatur eingeführt, indem man sie durch das hohle Innere des Ringverteilungssystems 10 und aus den Düsen, 1 (36), herauspresste.
Drei in gleichem Abstand angeordnete 2,5 cm (1 inch) lange vertikale Säulen mit einem Durchmesser von 1,9 cm (¾ inch), 1 (32), waren an der Oberseite des Ringverteilungssystems 10 befestigt, um es innerhalb des Gehäuses 6 zu stützen. Der untere Teil der Säulen war an den Ring geschweißt. Der obere Teil der Säulen war gebohrt und mit einem Innengewinde für Schrauben von 0,64 – 50,8 × 1,9 cm (¼ – 20 × ¾ inch) versehen, die ein Mittel bereitstellten, um das Ringverteilungssystem 10 zentral auf der oberen Platte 30 des Gefäßes zu montieren. Eine herkömmliche Schottverschraubung (nicht gezeigt) wurde ebenfalls an der Oberseite des Ringverteilungssystems 10 befestigt und ermöglichte es, eine Zufuhrleitung für kryogene Flüssigkeit mit einem Durchmesser von einem halben inch, 1 und 3 (14), zu befestigen, die dem hohlen Inneren des Ringverteilungssystems 10 kryogene Flüssigkeit, 1, 2 und 3 (22), zuführt.
Die Düse für das flüssige Produkt war eine pneumatische Zerstäubungsdüse, 1 (8), mit einer Öffnung von 1,1 Millimeter (mm) (Modell SU-5, Spraying Systems, Inc.). Die Zerstäubungsdüse 8 wurde unter Verwendung eines Querträgers zentral im zentralen Loch der oberen Platte 30 montiert, so dass die Spitze der Zerstäubungsdüse 8 auf gleicher Höhe mit den Spitzen der Düsen (12) für die kryogene Flüssigkeit lag. Eine peristaltische Pumpe (Pumpenmodell Nr. 7520-00, Master Flex Co.) wurde verwendet, um das flüssige Produkt der Zerstäubungsdüse 8 zuzuführen.
Beispiel 2
Herstellung von gefrorenen Teilchen aus einem diagnostischen CKMB-Reagens, das für einen Kreatin-Kinase-MB-(CKMB)-Immunoassay geeignet ist
In einen 10-Liter-(L)-Edelstahltopf wurden 1703 Milliliter (ml) entionisiertes Wasser gegeben. Die folgenden Komponenten wurden in dieser Reihenfolge hinzugefügt, gemischt und sich auflösen gelassen: 360 Trehalose (Sigma AF, St. Louis, Missouri), 95 Polyethylenglycol (PEG 8000) (Sigma AF, St. Louis, Missouri), 215 Rinderalbumin (Miles Inc., Kankakee, Il.), 252 Natriumchlorid (VWR Scientific, Bridgeport, NJ), 1,8 g Magnesiumchlorid (VWR Scientific, Bridgeport, NJ), 254 Dinatrium-PIPES-Puffer (Research Organics, Inc., Cleveland, OH), 39 PIPES (Research Organics, Inc., Cleveland, OH), 125 ml einer CKMB-Konjugatlösung, die aus F(ab')2-Anti-CKMB-Antikörperfragmenten und β-Galactosidase in einem Verhältnis von 1 : 1 bestand (wie unten beschrieben hergestellt), sowie 1,1 g Maus-IgG-Antikörper (Scantibodies Laboratory, Santtee, CA), um unspezifische Bindung zu eliminieren.
Die Zelllinien, die die eingesetzten monoklonalen Antikörper erzeugten, wurden mit Hilfe des Verfahrens erhalten, das im US-Patent Nr. 4,912,033 und in Vaidya et al., Clin. Chem. 32(4): 657–663 (1986), beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die so erhaltenen monoklonalen Anti-CKMB-Antikörper wurden unter Verwendung von Affinitätschromatographie auf Protein-A-Sepharose (Pharmacia Fine Chemicals, Uppsala, Schweden) gereinigt und isoliert. Protein A ist ein aus Staphylococcus aureus isoliertes Polypeptid (MW 42 000), das Immunglobulin bindet, ohne mit dem Antigenbindungszentrum wechselzuwirken.
Während das oben beschriebene Verfahren bevorzugt ist, können monoklonale Antikörper auch unter Verwendung einer beliebigen Zahl von Standardtechniken gereinigt werden, wie Ammoniumsulfat-Fällungsdialyse, Affinitätschromatographie, Ionenaustauschchromatographie usw. Diese und andere Verfahren zur Isolierung und Reinigung von monoklonalen Antikörpern werden allgemein beschrieben von Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, Academic Press, London, New York, 1983, und im US-Patent 4,533,496.
Der monoklonale Anti-CKMB-Antikörper, der verwendet wird, um das unten beschriebene immunoreaktive Fragment herzustellen, wurde so erhalten, wie es oben beschrieben ist. Die Klonnummer war 2580 CC 4.2, und der monoklonale Antikörper gehörte zur Unterklasse IgG2b.
Der gereinigte monoklonale Anti-CKMB-Antikörper wurde über Nacht bei 4 Grad C (°C) gegen einen Acetatpuffer, der 100 mM Natriumacetat und 150 mM Natriumchlorid enthielt, pH 3,5, dialysiert. Die dialysierte Antikörperlösung wurde unter Verwendung des Acetatpuffers auf eine Konzentration von 5 Milligramm pro Milliliter (mg/ml) verdünnt. Die Antikörperlösung wurde etwa 5 bis 10 Minuten lang in ein Wasserbad von 37°C gestellt.
Eine 10-mg/ml-Lösung von Pepsin (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) wurde in dem Acetatpuffer hergestellt. Die erforderliche Menge des Pepsins, um ein Gewichtsverhältnis von Antikörper zu Pepsin von 50 : 1 zu erhalten, wurde bestimmt, und die bestimmte Menge der Pepsinlösung wurde zu der Antikörperlösung gegeben, während die Antikörperlösung gerührt wurde. Das Gemisch wurde etwa 10–15 Minuten lang inkubiert. Dann wurde die Reaktion abgebrochen, indem man langsam 3,5 M Tris-Base zutropfte, bis der pH-Wert der Lösung im Bereich von 7,0 bis 8,0 lag. Das resultierende F(ab')₂-Präparat wurde dann mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 4–4,5 ml pro Stunde durch 15– 20 ml Sepharose mit daran gebundenem Protein A in einer Säule von 2,2 × 25 cm geleitet. Der Proteinpeak wurde überwacht, indem man die Extinktion der Fraktionen bei 280 nm aufzeichnete. Der Proteinpeak wurde aufgefangen und auf etwa 30 mg/ml konzentriert, wobei man eine Amicon-Rührzelle verwendete, die mit einem 62-mm-PM-30-Membranfilter (beide von der Amicon Corp. bezogen) ausgestattet war. Das sterilisierte F(ab')2-Konzentrat wurde filtriert und bei –20°C gelagert.
Das sterilisierte F(ab')2-Konzentrat wurde an β-Galactosidase-Konjugat gekoppelt, wobei man im Wesentlichen das Verfahren verwendete, wie es von Kitagawa et al., Enzyme labeling with N-hydroxysuccinimidyl ester of maleimide, in "Enzyme Immunoassays Ishikawa et al., Hrsg., S. 81–90 (1981), beschrieben wurde. Das F(ab')2-Fragment von monoklonalem Anti-CKMB-Antikörper wurde gegen einen Antikörperdialysepuffer dialysiert, der 20 mM Phosphatpuffer, 300 mM NaCl enthielt, pH 7,0. Ein Mol F(ab')2 wurde mit 30 mol N-Succinimidyl-4-(N-maleimidomethyl)cyclohexan-1-carboxylat (SMCC) gemischt und 35 min lang bei Raumtemperatur unter ständigem Rühren inkubiert. Das Gemisch wurde auf eine Sephadex-G-25-Säule (2,2 × 13 cm) geladen, die mit einem UV-Detektor (Extinktion 280 nm) ausgestattet war. Das aktivierte F(ab')2-Fragment wurde unter Verwendung des Antikörper-Dialysepuffers eluiert. Der Proteinpeak wurde aufgefangen, sein Volumen wurde aufgezeichnet, und die Proteinkonzentration wurde abgeschätzt. Ein Mol E.-coli-β-Galactosidase (Boehringer Mannheim), das 1 mol SMCC-aktiviertem F(ab')₂ äquivalent ist, wurde in dem Antikörper-Dialysepuffer gelöst. Aktiviertes F(ab')2 wurde mit β-Galactosidase gemischt und wenigstens 25 Minuten lang unter ständigem Rühren bei 25°C inkubiert. Die Synthese des Konjugats wurde unter Verwendung von HPLC (LKB) überwacht, das mit einer GF-450-Analysesäule mit 100-μl-Schleife ausgestattet war. Als sich der führende Peak auf dem Chromatogramm über den zweiten Peak hinaus erstreckte, wurde die Reaktion abgebrochen, indem man pro ml des Konjugat-Reaktionsgemischs 10 μl 0,1 M N-Ethylmaleimid-Lösung hinzufügte. Das Gemisch wurde auf 4,0 ml konzentriert, wobei man eine Amicon-Rührzelle und einen YM-100-Filter (beide von der Amicon Corp. bezogen) verwendete. Das Konjugatkonzentrat wurde durch ein 0,2-μm-Spritzenfilter filtriert und mit Hilfe von LKB-HPLC gereinigt, die mit einer GF-450-Säule mit 1-ml-Schleife, UV-Monitor, Fraktionensammler und Bandschreiber ausgestattet war. Geeignete Fraktionen wurden aufgefangen und vereinigt, und die Extinktion wurde bei einer Wellenlänge von 280 nm gemessen, um die Proteinkonzentration abzuschätzen.
Das resultierende Konzentrat wurde filtriert, sterilisiert und bei 40°C gelagert. Konjugatkonzentrat wurde für den CKMB-Assay nach Bedarf in einem β-Galactosidase-Konjugat-Verdünnungspuffer (33,5 g PIPES (Piperazin-N,N'-bis(2-ethansulfonsäure)), 0,2 g MgCl₂, 29,2 g NaCl, 100 g Rinderserumalbumin und 0,167 g Maus-IgG pro Liter entionisiertes Wasser, pH 7,0) verdünnt.
Die Lösung wurde mit entionisiertem Wasser auf ein Endvolumen von 4,8 1 eingestellt und durch ein 5-μm-Filter (Gelman Sciences, Annarbor Mich., Produkt Nr. T 505141) filtriert.
Flüssiger Stickstoff aus einem Tank für 2715 kg [60 000 pound (lb)] wurde durch einen Stahlschlauch mit einem Durchmesser von 1,27 cm (einem halben inch) mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,2 kg pro Minute (kg/min) dem Ringverteilersystem zugeführt, das die Düsen (12) für die kryogene Flüssigkeit aufwies. Dadurch wurde flüssiger Stickstoff aus den Düsen für die kryogene Flüssigkeit gepresst. Die Temperatur im stationären Zustand, die zentral am äußersten Boden des Gehäuses 6 gemessen wurde, lag im Bereich von –150 bis –170°C. Ein 5,1 cm (2,0 inch) tiefer Auffangboden von 116 cm² (18 inch²), 2 (34), wurde auf –35°C vorgekühlt und etwa 5,1 cm (2 inch) unter die Öffnung des Gefäßes gestellt.
Stickstoffgas wurde unter einem Druck von 0,69 bar (10 psi), 1, 2 und 3 (20), und mit einer Fließgeschwindigkeit von 300 ml pro Minute (ml/min) der Zerstäubungsdüse zugeführt.
Gefrorene Teilchen wurden im Auffangboden 34 aufgefangen und manuell im Boden 34 verteilt, so dass eine gleichmäßig dicke Schicht aus gefrorenen Teilchen des flüssigen Produkts mit einer Tiefe von etwa 1,59 cm (5/8 inch) entstand. Die Ströme des flüssigen Produkts und des Stickstoffgases zur Zerstäubungsdüse wurden unterbrochen, und der Produktionsdurchlauf der gefrorenen Teilchen war beendet.
Die mittlere Teilchengröße wurde durch Filtrieren der Teilchen durch eine Reihe von Sieben bekannter Größe zu 402 μm mit der in Tabelle 1 gezeigten Größenverteilung bestimmt.
Tabelle 1
Die β-Galactosidase-Aktivität des obigen flüssigen Produkts wurde sowohl vor als auch nach dem Sprühgefrieren gemessen, wobei man den diskreten klinischen aca^®-Analysator verwendete (E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE 19898 ). Die Probe vor dem Sprühgefrieren wurde erhalten, indem man 1 ml des flüssigen Produkts mit 20 ml Wasser verdünnte. Eine Probe nach dem Gefrieren wurde erhalten, indem man 1 g des gefrorenen flüssigen Produkts in 4 ml Wasser löste und diese Lösung mit 80 ml Wasser verdünnte. Die vorbereiteten Proben wurden in Standard-aca-Probennäpfe gegeben. Die Probennäpfe wurden zusammen mit 3 aca-MCKMB-Packungen (Standardpackungen für diskreten klinischen aca^®-Analysator, erhältlich von E.I. Du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) auf den aca geladen. Der aca gab 100 μl Probe, 2 ml Phosphatpuffer, pH 7,8, und 2,9 ml Wasser in jede MCKMB-Packung. Der Brechermischer 1, eine Komponente des diskreten klinischen aca^®-Analysators, der Tablettenreagentien in der Packung zerbricht und das Mischen der Reagentien erleichtert, wurde verwendet, um die Packungsreagentien aufzulösen und mit der Probe zu mischen. Gebundenes Enzym reagierte mit Chlorphenolrotgalactosid (CPRG), das in den Packungsreagentien enthalten war, bei 37°C unter Bildung von Chlorphenolrot (CPR). Nach 4,2 Minuten wurde die Extinktion des Inhalts der Packung bei den Wellenlängen 577 und 600 nm gemessen. 577 nm war die primäre Wellenlänge, bei der das CPR seine maximale Extinktion hat, und 600 nm war die Vergleichswellenlänge. Die Ablesung bei 600 nm wurde von der Ablesung bei 577 nm subtrahiert, um Störungen aufgrund von suspendierten Teilchen zu eliminieren, und die resultierende mittlere Extinktionszahl wurde aufgrund der 1 : 20-Verdünnung der Probe mit 20 multipliziert. Die Ergebnisse deuteten auf einen minimalen Verlust der enzymatischen Aktivität aufgrund von Sprühgefrieren hin. Die Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung gefrorener Teilchen von diagnostischen Reagentien, die beim Gefrieren ihre biologische Wirkung beibehalten, wurde demonstriert.

Claims

Verfahren zur Verwendung einer kryogenen Flüssigkeit zur Erzeugung von gefrorenen Teilchen aus einem flüssigen Produkt in einem Gehäuse (6), wobei das Verfahren folgendes umfasst: (a) Herstellen einer im Wesentlichen kontinuierlichen, ringförmigen, nach unten gerichteten umlaufenden Wand aus kryogener Flüssigkeit (36) unter Verwendung von wenigstens drei Düsen für die kryogene Flüssigkeit (12), so dass eine innere Einschlusszone (97) definiert wird; und (b) Einführen von Tröpfchen des flüssigen Produkts (63) in die Einschlusszone (97) unter Verwendung einer Düse für das flüssige Produkt (8), die sich in dem Gehäuse (6) befindet; wobei die kryogene Flüssigkeit (36) die Tröpfchen des flüssigen Produkts (63) gefrieren lässt, wobei gefrorene Teilchen entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass (c) das Gehäuse mit einer Prallwand (16) versehen ist, die sich oberhalb eines Ausgangsrohrs (62) innerhalb der Düse für das flüssige Produkt (8) befindet, so dass sie einen ausreichenden Teil der Düse für das flüssige Produkt (8) umgibt, um die Düse für das flüssige Produkt (8) gegenüber den Düsen für die kryogene Flüssigkeit (12) abzuschirmen, wodurch ein Gefrieren des flüssigen Produkts innerhalb der Düse für das flüssige Produkt (8) verhindert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das flüssige Produkt eine wässrige Lösung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die wässrige Lösung Proteine enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Teilchen des flüssigen Produkts einen Durchmesser von etwa 75 bis 590 μm haben.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Teilchen des flüssigen Produkts sphärisch sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die kryogene Flüssigkeit angewendet wird, indem man die kryogene Flüssigkeit um die Tröpfchen des flüssigen Produkts herum umlaufend anordnet.