EP3093597B1 - Freeze drying plant - Google Patents

Freeze drying plant Download PDF

Info

Publication number
EP3093597B1
EP3093597B1 EP15167172.4A EP15167172A EP3093597B1 EP 3093597 B1 EP3093597 B1 EP 3093597B1 EP 15167172 A EP15167172 A EP 15167172A EP 3093597 B1 EP3093597 B1 EP 3093597B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ice
chamber
gas
product
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15167172.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3093597A1 (en
Inventor
Michael Umbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MARTIN CHRIST GEFRIERTROCKNUNGSANLAGEN GmbH
Original Assignee
MARTIN CHRIST GEFRIERTROCKNUNGSANLAGEN GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MARTIN CHRIST GEFRIERTROCKNUNGSANLAGEN GmbH filed Critical MARTIN CHRIST GEFRIERTROCKNUNGSANLAGEN GmbH
Priority to EP15167172.4A priority Critical patent/EP3093597B1/en
Priority to PCT/EP2016/055439 priority patent/WO2016180558A1/en
Publication of EP3093597A1 publication Critical patent/EP3093597A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3093597B1 publication Critical patent/EP3093597B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/06Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing

Definitions

  • the invention relates to a freeze-drying plant. Furthermore, the invention relates to a method for controlling a freeze-drying plant.
  • Freeze drying systems are used for the gentle drying of a high-quality material to be dried, in particular a pharmaceutical or biochemical drying material.
  • the material to be dried contains a solvent (or any liquid) which is to be removed by freeze-drying.
  • a drying material is freeze-dried in containers, which are preferably formed in the context of the present application as so-called vials.
  • Vials are formed with a container and a lid or plug (hereinafter "lid").
  • the lid is partially open during the freeze-drying process so that it does not seal the container in a fluid-tight manner (ie, not liquid-tight or non-gastight) and sublimated solvent can escape from inside the vial during the freeze-drying process. If, at the end of the freeze-drying process, the solvent is removed (as far as possible) from the material to be dried and the vials, the lid is completely closed in order to produce a fluid-tight seal.
  • the drying material in the vials is first frozen in a product chamber of the freeze-dryer.
  • a so-called primary drying is carried out by sublimated in the product chamber at low pressure or technical vacuum and low temperature, the solvent contained in the Trocknungsgut without intermediate occurrence of a liquid phase directly from the frozen state to the gaseous state.
  • the previously sublimated solvent precipitates as ice.
  • Secondary drying may be followed by the primary drying described, in which more strongly bound solvent is removed by heating the material to be dried and reducing the pressure.
  • the vials in the product chamber remains the final product of freeze-drying, which is referred to as lyophilisate.
  • the drying stock does not freeze with a drop below freezing temperature in all vials at the same time, but rather within a period of time that may be in the range of minutes or hours.
  • the time-delayed formation of nuclei for the formation of ice crystals in the area of dissolved particles, in the range of roughness or defects of the inner surface of the vial u. ⁇ .
  • Supercooling is understood as meaning a further lowering of the temperature below the freezing temperature (for example, up to more than 30 K below the freezing temperature), without directly leading to the formation of a solid phase. Formed ice crystals are stable only from a minimum size, with the minimum size decreasing with the extent of underrun of the freezing temperature. Subsequent to formation of ice crystal seeds, crystal growth results until finally the entire product is frozen. Finally, the amount of time within which all vials are frozen can be reduced with the extent of supercooling. Depending on the extent of falling below the freezing temperature but results in a frozen Trocknungsgut with different geometry of the ice crystals. Depending on the number of dissolved particles, a randomly distributed different nucleation and ice crystal growth behavior may also result in the vials.
  • the aim is to achieve as homogeneous a process design as possible for all vials, in particular with a freezing of the drying material in all vials at the same time and with the formation of ice crystals of comparable shape and size in all vials.
  • a standardization of the entry of the freezing of the drying material in the vials by additives is undesirable because they can affect the purity of the lyophilisate.
  • Other well-known measures to standardize the occurrence of freezing of the drying material In the vials for example, there is an ultrasonic excitation or generation of mechanical vibrations or acoustic waves, with which the formation of crystal nuclei is to be standardized.
  • electric fields have been used to standardize the freezing process.
  • WO 2011/034980 A1 It is proposed to introduce liquid nitrogen via a Venturi injector in the product chamber.
  • the Venturi injector moist air from the drying chamber is converted into ice crystal mist by means of the liquid nitrogen, which then acts on the vials.
  • the Venturi injector acts as a kind of pump for the moist air and the ice mist, wherein a closed circuit from the Venturi injector via the vials to a the individual shelves for the vials associated branched return device is formed. It is possible a simultaneous or temporal subsequent pressurization of the product chamber. By means of the pressurization is to be additionally caused that ice crystals enter the vials.
  • a pressurization can take place here by supplying the liquid nitrogen under pressure with simultaneous closure of an outlet port of the drying chamber. Furthermore, it is suggested that the pressurization be enhanced by creating a vacuum in the product chamber by means of a vacuum pump prior to loading the vials with the ice crystal mist. Finally, it is also proposed to bring about a pressure reduction after the introduction of the ice-crystal mist, with which the freezing process should be further supported.
  • the publication WO 2010/117508 A2 discloses a freeze dryer in which a product chamber via a pressurizing circuit from a gas supply, here a pressure vessel, sometimes under gas pressure can be applied.
  • the control of the application of the gas via a control valve, which can be controlled by an electronic control unit.
  • the gas can optionally be cooled or heated before being fed to the product chamber.
  • the product chamber is pressurized with an inert gas such as argon, nitrogen or air.
  • an inert gas such as argon, nitrogen or air.
  • the pressure in the product chamber can be increased to about 4.5 bar at about -1 ° C to -10 ° C. This condition is maintained for about 15 minutes, with the Drying material is at or near the nucleation temperature for ice crystals.
  • a vacuum within the product chamber is brought about within 0.5 to 20 seconds by operation of a vent circuit, which then the increased nucleation is to take place.
  • a further cooling of the product chamber and the vials to about -40 ° C to -45 ° C take place.
  • the freezing process is based on the very rapid pressure reduction in the product chamber. Due to the pressurization of the product chamber with high pressures, this method can not be used for all types of freeze-drying plants. Furthermore, large cross-sections are required for the connections, which increases the cost and space requirements. Escaping gases may not get into the atmosphere, for example, toxic drying material, so that a u. U. also large-sized collecting tank is required, which further increases the cost and space.
  • the publication WO 2012/148372 A1 proposes to produce an ice mist in an ice condenser chamber of a freeze dryer, wherein the pressure of the ice mist in the ice condenser chamber is greater than the pressure in the product chamber.
  • the product chamber has a temperature of about -5 ° C, while the temperature in the ice condenser chamber in the range of -53 ° C to -85 ° C.
  • the atmospheric pressure prevails in the ice condenser chamber, while in the product chamber a vacuum (for example 65 mbar) prevails.
  • the ice condenser chamber is specifically supplied with a filling gas provided with moisture.
  • a disadvantage may be the need to supply the filling gas, which is a foreign medium.
  • any additional required ice condenser chamber increases the cost and space requirements.
  • a freeze-drying plant which has a product chamber.
  • Products in the product chamber go through the freeze-drying process.
  • the products are vials with disposed therein Trocknungsgut.
  • the product chamber has a plurality of superposed shelves on which a plurality of vials can be arranged.
  • the freeze-drying plant according to the invention has an ice chamber.
  • ice crystals are available and / or produced.
  • the preparation can be done in any way.
  • the ice crystals are generated from solvent which has previously been evaporated from the drying stock in the vials and which has passed into the ice chamber where the ice crystals are then formed.
  • the ice crystals are made from otherwise supplied liquid, in particular a liquid container arranged in the product chamber or the ice chamber, or via an external liquid connection.
  • the storage of the ice crystals can then take place in any desired manner, in particular in the form of an ice mist and / or in the form of deposits of the ice crystals on cooled surfaces or a cooling coil.
  • any gas can be used, in particular an inert gas such as, for example, nitrogen or argon.
  • the supply, the valve, the ice chamber and the product chamber are arranged one behind the other in this order.
  • the freeze-drying system has a control unit, by means of which a control signal can be generated, which opens the aforementioned valve.
  • the opening of the valve occurs in the cumulative presence of the following conditions: First, in the ice chamber ice crystals must be present. On the other hand, at the time of opening the valve, the ice chamber must be connected to the product chamber via an opening.
  • the opening between the ice chamber and the product chamber can permanently exist via a permanent crossover cross section.
  • the ice chamber and the product chamber may be formed as an integral chamber. It is quite possible, however, that at the time of opening of the valve by the control unit through the opening, the ice chamber and the product chamber are interconnected, while in another phase of the freeze-drying plant, especially in an operating phase, in which neither the generation of ice crystals in the ice chamber, the freezing of the material to be dried in the product chamber and / or the primary drying takes place, the opening is partially or completely closed by a valve device.
  • the opening of the valve by the control signal of the control unit in view of the pressure conditions mentioned has the consequence that gas flows from the supply through the valve and through the ice chamber in the product chamber.
  • the gas takes in the ice chamber with arranged ice crystals. This can be done for example by taking an ice mist. It is also possible that ice crystals or deposits of ice crystals are separated and / or broken up in the ice chamber by the flowing gas, which then the entrainment of ice crystals can be carried by the gas to the product chamber.
  • the present invention is based on the finding that in the use of ice crystals in the form of an ice mist or of deposited ice crystals in an ice chamber according to the patents US 8,839,528 B2 and US 8,875,413 B2 necessarily a pressure difference between the product chamber and the ice chamber must be brought about. This necessarily requires the arrangement of a valve between the ice chamber and the product chamber, which u. U. the equipment cost is increased. Furthermore, a control of this valve to generate the pressure difference on the one hand and to generate the pressure compensation for the supply of ice crystals to the product chamber on the other hand required, so special control measures are taken. Such a valve is dispensable for the inventive design or in the event that such a valve is available for other purposes, a control of the valve during the production of ice crystals and the implementation of the "Controlled Nucleation" is not required.
  • freeze-dryer comprising the product chamber on the one hand and an assembly forming the ice chamber are separately formed as singular components, which can then be connected to one another via fluidic and / or electrical lines.
  • a particularly compact embodiment of the freeze-drying plant according to the invention results when the ice chamber is structurally integrated into the freeze dryer.
  • the ice chamber in the freeze dryer is formed separately from an ice condenser chamber of the freeze dryer which serves to condense sublimed solvent produced during primary drying.
  • the design of the ice chamber and the control of the process conditions (such as pressure and temperature) in this regardless of the design of the ice condenser chamber and the process conditions in this can be done, resulting in an extended design margin.
  • the ice chamber is formed by the ice condenser chamber of the freeze dryer itself, so that there is a multifunctional ice condenser chamber:
  • This multifunctional Eiskondensatorhunt is thus initially used as an ice chamber for generating and / or storing the ice crystals, which are then used for the "Controlled Nucleation", and then at a later time for the resublimation of the solvent sublimated during the primary drying.
  • the ice chamber is formed separately from the freeze dryer.
  • the ice chamber is connected via a line to a connection of the freeze dryer.
  • This connection opens into the product chamber or ice condenser chamber.
  • the line and thus the connection between the ice chamber and the connection of the freeze dryer and the product chamber is permanently open (or this line is open at least for the time of generation of the ice crystals and the supply of ice crystals to the product chamber during the "Controlled Nucleation", if a switchable closure element is arranged here.)
  • a flow guide element is present in the ice chamber or ice condenser chamber. This flow guide element directs the flowing gas of the supply in the direction of deposition surfaces for the ice crystals in the ice chamber. Alternatively or additionally, a deflection of the gas can take place via the flow guide element.
  • the flow guide element is designed as a kind of lance, by means of which the flowing gas is supplied to a favorable location in the ice chamber or ice condenser chamber, from where then the gas is guided past the deposition surfaces and a particularly good entrainment of ice crystals can take place.
  • the use of a diffuser or a throttle for the flow guide element whereby influence on the flow velocity and the pressure of the flowing gas can be taken such that optimal entrainment of the ice crystals can be done by the gas.
  • the flow guide element is formed with a kind of "distribution head" with branches and multiple outlet openings, from where the gas can escape in the direction of different locations of the deposition surfaces for the ice crystals, so that the gas can take or tear ice crystals from different locations ,
  • the supply is formed with a reservoir in which directly the pressurized gas or the liquid (in particular liquid nitrogen) from which the pressurized gas is generated is arranged.
  • the storage container has a cooling and / or heating device, via which a cooling or heating of the fluid arranged in the reservoir is possible.
  • the flowing gas may have a cooled temperature with regard to the entrainment of the ice crystals, the maintenance of the ice crystals in the supply to the product chamber and / or the generation of nuclei for ice crystal formation and ice crystal growth in which the material to be dried is optimized.
  • boiling of a liquid (in particular liquid nitrogen) arranged in the reservoir is deliberately prevented by cooling or deliberately brought about and controlled by heating.
  • any gas can be used as the gas, as long as it meets the requirements for the purity of the lyophilizate.
  • the use of liquid nitrogen as a fluid in the supply has proven to be particularly advantageous, which on the one hand meets the requirements for product purity, can be provided in a cost-effective manner (for large and / or regular quantities), is suitable for providing a gas under pressure, and may also be used for cooling.
  • a freeze drier (as a singular unit) may have an ice condenser chamber and a product chamber, the integral configuration of the ice condenser chamber with the product chamber being the same, as is the case for so-called single-chamber freeze dryers.
  • the freeze dryer has a connection for a supply or for an ice chamber.
  • the freeze dryer has a control output.
  • the control output is intended for a control signal for a valve which is arranged between a supply (by means of which a pressurized gas is provided, the pressure of the supplied gas being greater than the pressure in the product chamber) and the ice chamber.
  • the freeze dryer has a control unit with control logic.
  • the control unit generates, with the control logic, the control signal supplied to the control output, which opens the valve.
  • This control signal is generated at a time when ice crystals are present or produced in the ice chamber and to which the ice chamber is connected via an opening to the product chamber (which is a permanently open or open only during this process Condition may be the case). With such opening of the valve gas can flow from the supply through the valve, through the ice chamber with the entrainment of ice crystals in the product chamber. Also possible is an embodiment in which a freeze dryer with an ice condenser chamber and a product chamber per se is not equipped with the possibilities of "controlled nucleation".
  • such a conventional freeze dryer can be additionally equipped with a control logic on an existing or supplemented control unit, which as explained above, generates a control signal, which is then supplied to the control output.
  • the "Controlled Nucleation" for a conventional freeze drier thus only by supplementing the control logic, so update of the control software, and connection of supply and / or ice chamber and valve to the said connection of the freeze dryer and its control output can be retrofitted so that the " Controlled Nucleation "is enabled.
  • a technical vacuum for example less than 100 mbar, less than 70 mbar, less than 50 mbar, less than 30 mbar or even less than 15 mbar
  • a technical vacuum for example less than 100 mbar, less than 70 mbar, less than 50 mbar, less than 30 mbar or even less than 15 mbar
  • a technical vacuum for example less than 100 mbar, less than 70 mbar, less than 50 mbar, less than 30 mbar or even less than 15 mbar
  • ice crystals are then produced from evaporated solvent of the material to be dried, wherein only ice crystals from the evaporated solvent of the material to be dried or other ice crystals can be produced.
  • the valve which is arranged between the supply and the ice chamber, opened. With the opening of this valve gas flows from the supply through the valve and through the ice chamber with the entrainment of ice crystals in the product chamber.
  • the fluid in the reservoir is cooled. Furthermore, the gas can be guided and / or deflected via a flow-guiding element in the region of the ice crystals.
  • the generation of the ice crystals in the ice chamber can take place with deposition of ice crystals on deposition surfaces of the ice chamber and / or by generating an ice mist in the ice chamber.
  • Fig. 1 shows a freeze dryer 1 with a freeze dryer 2.
  • the freeze dryer 2 has a product chamber 3.
  • a plurality of shelves 4a, 4b, 4c, ... are arranged one above the other.
  • On the shelves 4 each have a plurality of vials 5 each arranged therein Trocknungsgut 6 (wherein for simplicity in Fig. 1 only the vials 5 are shown on a footprint 4c).
  • an ice condenser chamber 7 is integrated in the freeze dryer 2.
  • the product chamber 3 and the ice condenser chamber 7 are arranged in a common housing 8 of the freeze dryer 2.
  • a cooling device 9 here a cooling coil 10 is arranged.
  • the ice condenser chamber 7 is used as the ice chamber 11.
  • the cooling device 9 or the cooling coil 10 forms deposition surfaces 20 for ice crystals.
  • the product chamber 3 on the one hand and the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11 are for the in Fig. 1 illustrated embodiment partially separated by an intermediate wall 12.
  • This intermediate wall has (at least) an opening 13 through which the product chamber 3 with the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11 is connected (and vice versa).
  • the intermediate wall 12 is completely eliminated, so that the product chamber 3 is formed integrally with the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11, without thereby leaving the scope of the invention.
  • a closure device 14 is shown, which is in its open position and which at least partially closes the opening 13 in the closed state.
  • the closure device 14 is located both during the production of ice crystals in the ice chamber 11 and during the loading of the vials 5 in the product chamber 3 with the ice crystals in the open position.
  • the freeze drier 2 has a connection 15 for a supply 16, which is formed here with a storage container 44 filled with the gas and under pressure.
  • the flow guide element 11 has at least one outlet opening 19 which is preferably arranged adjacent to the deposition surfaces 20 in such a way that the Outlet opening 19 escaping gas along the deposition surfaces 20 is guided.
  • the connection 15 of the freeze dryer 2 is connected to the supply 16 via a fluidic line 21 with a branch 22 and a valve 23.
  • In the stock 16 may optionally be arranged a cooling and / or heating device 24.
  • a port 25 of the reservoir 16 is connected via a valve 26 to a fluid or gas source, in particular for liquid nitrogen.
  • a further fluidic line 27, in which a further valve 28 is arranged branches off to a suction port 29 of a pump 30.
  • the supply 16 may be part of a retrofit unit or a retrofit kit in which it forms a nucleator additional container 45, with which a conventional freeze drier 2 can be retrofitted to enable a "Controlled Nucleation".
  • an electronic control unit 31 The control of the above-explained method steps is carried out by an electronic control unit 31.
  • the electronic control unit 31 is arranged externally of the freeze dryer 2. It is also quite possible that the electronic control unit 31 is attached to the freeze dryer 2 or is integrated in it.
  • the freeze dryer 2 is basically the same Fig. 1 and the associated description.
  • the ice condenser chamber 7 is not additionally used as an ice chamber 11.
  • the freeze drier 2 has a connection 38, which here opens into the product chamber 3, but can also open into the ice condenser chamber 7 in a divergent manner.
  • the connection 38 is connected via a fluidic line 39 to the ice chamber 11 arranged externally here.
  • the continuous line cross-section of the line 39 and the terminal 38 in this case forms an opening 40, which permanently connects the ice chamber 11 with the product chamber 3 at least during the relevant process steps with the production of ice crystals and the loading of the vials 5 with the ice crystals.
  • the ice chamber 11 has a venting port 41, which is connected via a valve 42 to the suction port 29 of the pump 30. Furthermore, a connection 43 of the ice chamber 11 via a valve 23 with a supply 16, not shown here, in particular a source of liquid nitrogen, connected.
  • the external ice chamber 11 may be part of a retrofit unit or a retrofit kit in which it forms a nucleator additional container 45 and with which a conventional freeze dryer 2 can be retrofitted to enable a "controlled nucleation".
  • control unit 31 controls the pump 30, while the control lines 33, 35 of the control of the valve 42 and 23 are used.
  • the volume of the reservoir 44 is about seven liters, while the volume of the product chamber 3 and the ice chamber 11 together is 125 liters.
  • temperatures in the range of -100 ° C to -50 ° C are preferably achieved.
  • the starting point here is a conventional freeze-drying plant, which does not allow "controlled nucleation" of the material to be dried by subjecting the products in a drying chamber to a flowing, ice-crystal-containing gas.
  • a retrofit kit comprising a nucleator supplemental vessel, which is an ice chamber or supply to convert the aforesaid conventional freeze dryer to a freeze dryer as previously discussed, and which provides controlled nucleation of the product to be dried by subjecting the products to a drying chamber, is then used with a flowing, ice crystals containing gas allows.
  • a nucleator supplemental vessel which is an ice chamber or supply to convert the aforesaid conventional freeze dryer to a freeze dryer as previously discussed, and which provides controlled nucleation of the product to be dried by subjecting the products to a drying chamber, is then used with a flowing, ice crystals containing gas allows.
  • the retrofit kit may include a software update, in particular a data carrier with control logic for a software update.
  • the software update modifies the control logic of a control unit already present in the conventional freeze dryer. The modification is made such that at a time when ice crystals are present or produced in an ice chamber, which may be formed by the condenser chamber or formed as a separate ice chamber, and to which the ice chamber is connected to the product chamber via an orifice is, a control signal is generated. This control signal opens a valve.
  • valve With the opening of the valve flows gas, which from the supply, which may be formed as a separate supply or may be formed integrally with the ice chamber is provided, flows through the valve and through the ice chamber with entrainment of ice crystals in the product chamber, whereby the " Controlled Nucleation "takes place.
  • the control unit of the conventional freeze dryer By means of the software update using the control unit of the conventional freeze dryer, the control of the "Controlled Nucleation" done.
  • the retrofit kit may have a valve. This valve is placed between the or a supply and one of the ice chamber. By controlling the valve via the control logic, possibly modified by the software update, the Controlled Nucleation can be controlled.
  • a retrofit kit or a retrofit unit in particular an ice chamber and / or a supply, is connected to a plurality of freeze dryers, so that this or this, for example, alternately or depending on which freeze dryer is currently being used, for the "Controlled Nucleation "can be used in the several freeze dryers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Gefriertrocknungsanlage. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Gefriertrocknungsanlage.The invention relates to a freeze-drying plant. Furthermore, the invention relates to a method for controlling a freeze-drying plant.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Gefriertrocknungsanlagen werden zur schonenden Trocknung eines hochwertigen Trocknungsguts, insbesondere eines pharmazeutischen oder biochemischen Trocknungsguts, verwendet. Das Trocknungsgut beinhaltet ein Lösungsmittel (oder eine beliebige Flüssigkeit), welche über die Gefriertrocknung beseitigt werden soll. Üblicherweise wird ein derartiges Trocknungsgut in Behältnissen gefriergetrocknet, welche im Rahmen der vorliegenden Anmeldung vorzugsweise als so genannte Vials ausgebildet sind. Vials sind gebildet mit einem Behälter und einem Deckel oder Stopfen (im Folgenden "Deckel"). Der Deckel ist während des Gefriertrocknungsprozesses teilweise geöffnet, so dass dieser den Behälter nicht fluiddicht (also nicht flüssigkeitsdicht oder nicht gasdicht) verschließt und während des Gefriertrocknungsprozesses sublimiertes Lösungsmittel aus dem Inneren des Vials austreten kann. Ist am Ende des Gefriertrocknungsprozesses das Lösungsmittel (weitestgehend) aus dem Trocknungsgut und den Vials beseitigt, wird der Deckel zur Herbeiführung einer fluiddichten Abdichtung vollständig geschlossen.Freeze drying systems are used for the gentle drying of a high-quality material to be dried, in particular a pharmaceutical or biochemical drying material. The material to be dried contains a solvent (or any liquid) which is to be removed by freeze-drying. Usually, such a drying material is freeze-dried in containers, which are preferably formed in the context of the present application as so-called vials. Vials are formed with a container and a lid or plug (hereinafter "lid"). The lid is partially open during the freeze-drying process so that it does not seal the container in a fluid-tight manner (ie, not liquid-tight or non-gastight) and sublimated solvent can escape from inside the vial during the freeze-drying process. If, at the end of the freeze-drying process, the solvent is removed (as far as possible) from the material to be dried and the vials, the lid is completely closed in order to produce a fluid-tight seal.

Für den Gefriertrocknungsprozess wird das Trocknungsgut in den Vials zunächst in einer Produktkammer des Gefriertrockners gefroren. Im folgenden Schritt erfolgt eine so genannte Primärtrocknung, indem in der Produktkammer bei niedrigem Druck oder technischem Vakuum und niedriger Temperatur das in dem Trocknungsgut enthaltene Lösungsmittel ohne zwischenzeitliches Auftreten einer flüssigen Phase direkt von dem gefrorenen Zustand in den gasförmigen Zustand sublimiert. In einer mit der Produktkammer verbundenen Eiskondensatorkammer, beispielsweise an einer gekühlten Kälteschlange der Eiskondensatorkammer, schlägt sich das zuvor sublimierte Lösungsmittel als Eis nieder. An die erläuterte Primärtrocknung kann sich eine Sekundärtrocknung anschließen, bei welcher durch Erwärmung des Trocknungsguts und Druckabsenkung stärker gebundenes Lösungsmittel entfernt wird. In den Vials in der Produktkammer verbleibt das Endprodukt der Gefriertrocknung, welches als Lyophilisat bezeichnet wird.For the freeze-drying process, the drying material in the vials is first frozen in a product chamber of the freeze-dryer. In the following step, a so-called primary drying is carried out by sublimated in the product chamber at low pressure or technical vacuum and low temperature, the solvent contained in the Trocknungsgut without intermediate occurrence of a liquid phase directly from the frozen state to the gaseous state. In an ice condenser chamber connected to the product chamber, for example, on a cooled-down refrigeration cycle of the ice condenser chamber, the previously sublimated solvent precipitates as ice. Secondary drying may be followed by the primary drying described, in which more strongly bound solvent is removed by heating the material to be dried and reducing the pressure. In the vials in the product chamber remains the final product of freeze-drying, which is referred to as lyophilisate.

Obwohl sämtliche Vials (im Wesentlichen) demselben Druck und derselben Temperatur ausgesetzt sind, gefriert das Trocknungsgut mit einem Unterschreiten der Gefriertemperatur nicht in allen Vials gleichzeitig, sondern vielmehr innerhalb einer Zeitspanne, welche im Bereich von Minuten oder Stunden liegen kann. Beispielsweise kann in den Vials die zeitlich versetzte Ausbildung von Keimen für die Bildung von Eiskristallen im Bereich aufgelösten Partikel, im Bereich von Rauigkeiten oder Defekten der Innenfläche des Vials u. ä. erfolgen.Although all vials are (substantially) exposed to the same pressure and temperature, the drying stock does not freeze with a drop below freezing temperature in all vials at the same time, but rather within a period of time that may be in the range of minutes or hours. For example, in the vials, the time-delayed formation of nuclei for the formation of ice crystals in the area of dissolved particles, in the range of roughness or defects of the inner surface of the vial u. Ä.

Als "Supercooling" wird ein weiteres Absenken der Temperatur unter die Gefriertemperatur (beispielsweise bis hin zu mehr als 30 K unter der Gefriertemperatur) verstanden, ohne dass es unmittelbar zur Ausbildung einer festen Phase kommt. Gebildete Eiskristalle sind lediglich ab einer minimalen Größe stabil, wobei die minimale Größe mit dem Ausmaß der Unterschreitung der Gefriertemperatur sinkt. Anschließend an eine Bildung von Eiskristall-Keimen ergibt sich ein Kristallwachstum, bis schließlich das gesamte Produkt gefroren ist. Letztendlich kann die Zeitspanne, innerhalb welcher sämtliche Vials gefroren sind, mit dem Ausmaß des Supercooling verringert werden. Je nach dem Ausmaß des Unterschreitens der Gefriertemperatur ergibt sich aber ein gefrorenes Trocknungsgut mit unterschiedlicher Geometrie der Eiskristalle. Auch je nach Zahl der gelösten Partikel kann sich unter Umständen ein zufällig verteiltes unterschiedliches Keimbildungs- und Eiskristall-Wachstumsverhalten in den Vials ergeben."Supercooling" is understood as meaning a further lowering of the temperature below the freezing temperature (for example, up to more than 30 K below the freezing temperature), without directly leading to the formation of a solid phase. Formed ice crystals are stable only from a minimum size, with the minimum size decreasing with the extent of underrun of the freezing temperature. Subsequent to formation of ice crystal seeds, crystal growth results until finally the entire product is frozen. Finally, the amount of time within which all vials are frozen can be reduced with the extent of supercooling. Depending on the extent of falling below the freezing temperature but results in a frozen Trocknungsgut with different geometry of the ice crystals. Depending on the number of dissolved particles, a randomly distributed different nucleation and ice crystal growth behavior may also result in the vials.

Bei der Gefriertrocknung ist aber eine möglichst homogene Prozessgestaltung für sämtliche Vials anzustreben, insbesondere mit einem Gefrieren des Trocknungsguts in sämtlichen Vials zum gleichen Zeitpunkt und mit einer Ausbildung von Eiskristallen vergleichbarer Form und Größe in sämtlichen Vials.In the case of freeze-drying, however, the aim is to achieve as homogeneous a process design as possible for all vials, in particular with a freezing of the drying material in all vials at the same time and with the formation of ice crystals of comparable shape and size in all vials.

Eine Vereinheitlichung des Eintritts des Gefrierens des Trocknungsguts in den Vials durch Additive ist unerwünscht, da diese die Reinheit des Lyophilisats beeinträchtigen können. Weitere bekannte Maßnahmen zur Vereinheitlichung des Eintritts des Gefrierens des Trocknungsguts in den Vials bestehen beispielsweise in einer Ultraschall-Anregung oder Erzeugung mechanischer Vibrationen oder akustischer Wellen, womit die Ausbildung von kristallischen Keimen vereinheitlicht werden soll. Schließlich wurden auch elektrische Felder zur Vereinheitlichung des Gefrierprozesses eingesetzt.A standardization of the entry of the freezing of the drying material in the vials by additives is undesirable because they can affect the purity of the lyophilisate. Other well-known measures to standardize the occurrence of freezing of the drying material In the vials, for example, there is an ultrasonic excitation or generation of mechanical vibrations or acoustic waves, with which the formation of crystal nuclei is to be standardized. Finally, electric fields have been used to standardize the freezing process.

Um ein möglichst gleichzeitiges Gefrieren des Trocknungsguts in sämtlichen Vials zu gewährleisten, werden die Vials auch gezielt mit einem Gasstrom beaufschlagt, welcher Eiskristalle mit sich führt. Es ist festgestellt worden, dass die Beaufschlagung der Vials mit den in dem Gasstrom geführten Eiskristallen zu einem sofortigen oder kurzfristigen Gefrieren des Trocknungsguts in sämtlichen Vials führen kann. Vermutet wird, dass das so bewirkte sofortige oder kurzfristig Gefrieren auf folgenden alternativen oder kumulativen Effekten beruht:

  • Das Auftreffen der Eiskristalle auf die Oberfläche des Trocknungsguts kann eine Erstarrung der Feuchtigkeit in den Vials zur Folge haben.
  • Treten die Eiskristalle in das Innere der Vials und in das Trocknungsgut ein, können diese Eiskristalle stabile Keime für eine fortschreitende Eiskristallbildung in dem des Trocknungsgut bilden.
  • Möglich ist auch, dass in den Vials oberhalb des Trocknungsguts angeordnetes, verdunstetes Lösungsmittel auf mit dem Gasstrom eintretende Eiskristalle trifft, womit eine Bildung von Eiskristallen aus dem verdunsteten Lösungsmittel erfolgt, so dass zu den Eiskristallen des Gasstromes weitere aus verdunstetem Lösungsmittel gebildete Eiskristalle hinzutreten, womit eine Art "selbstverstärkender Effekt" auftritt. Die sich derart vergrößernde Menge der Eiskristalle tritt dann in das Trocknungsgut ein, wo es dann zu einer vermehrten Ausbildung oder einem vermehrten Wachstum von Eiskristallen kommen kann.
  • Ein Druckimpuls, ein Druckstoß und/oder eine Druckerhöhung kann eine Eiskristallbildung durch einen Gasstrom initiieren.
In order to ensure the simultaneous freezing of the material to be dried in all vials, the vials are also specifically exposed to a gas stream, which carries ice crystals with it. It has been found that exposing the vials to the ice crystals carried in the gas stream can result in immediate or short term freezing of the drying stock in all vials. It is believed that the instantaneous or short-term freezing thus produced is based on the following alternative or cumulative effects:
  • The impact of the ice crystals on the surface of the drying material can result in a solidification of the moisture in the vials.
  • If the ice crystals penetrate into the interior of the vials and into the material to be dried, these ice crystals can form stable nuclei for a progressive formation of ice crystals in the drying material.
  • It is also possible that in the vials above the drying material arranged, evaporated solvent meets with the gas stream entering ice crystals, whereby a formation of ice crystals from the evaporated solvent, so that to the ice crystals of the gas stream further formed from evaporated solvent ice crystals, thus a kind of "self-reinforcing effect" occurs. The thus increasing amount of ice crystals then enters the Trocknungsgut, where it can then come to increased training or increased growth of ice crystals.
  • A pressure pulse, a pressure surge and / or a pressure increase may initiate ice crystal formation by a gas flow.

Aus dem Stand der Technik sind die folgenden Verfahren für eine so genannte "Controlled Nucleation" (welche auch als "Keimbildung bezeichnet wird und welche einen Prozess beschreibt, in welchem ein Phasenübergang erster Ordnung eingeleitet wird) bekannt:From the prior art, the following methods for a so-called "controlled nucleation" (which is also referred to as "nucleation and which describes a process in which a first-order phase transition is initiated) are known:

Gemäß der Druckschrift WO 2011/034980 A1 wird vorgeschlagen, Flüssigstickstoff über eine Venturi-Einspritzeinrichtung in die Produktkammer einzubringen. In der Venturi-Einspritzeinrichtung wird mittels des Flüssigstickstoffs feuchte Luft der Trocknungskammer in Eiskristall-Nebel umgewandelt, welcher dann die Vials beaufschlagt. Hierbei wirkt die Venturi-Einspritzeinrichtung als eine Art Pumpe für die feuchte Luft und den Eisnebel, wobei eine geschlossener Kreislauf von der Venturi-Einspritzeinrichtung über die Vials zu einer den einzelnen Stellflächen für die Vials zugeordneten verzweigten Rückführeinrichtung gebildet ist. Möglich ist eine simultane oder zeitlich anschließende Druckbeaufschlagung der Produktkammer. Mittels der Druckbeaufschlagung soll ergänzend bewirkt werden, dass Eiskristalle in die Vials eintreten. Eine Druckbeaufschlagung kann hierbei erfolgen durch Zuführung des Flüssigstickstoffs unter Druck mit gleichzeitiger Verschließung eines Austrittsanschlusses der Trocknungskammer. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Druckbeaufschlagung verstärkt wird durch Erzeugung eines Vakuums in der Produktkammer mittels einer Vakuumpumpe vor der Beaufschlagung der Vials mit dem Eiskristall-Nebel. Schließlich wird auch vorgeschlagen, nach der Einführung des Eiskristall-Nebels eine Druckabsenkung herbeizuführen, womit der Gefrierprozess weiter unterstützt werden soll.According to the document WO 2011/034980 A1 It is proposed to introduce liquid nitrogen via a Venturi injector in the product chamber. In the Venturi injector, moist air from the drying chamber is converted into ice crystal mist by means of the liquid nitrogen, which then acts on the vials. Here, the Venturi injector acts as a kind of pump for the moist air and the ice mist, wherein a closed circuit from the Venturi injector via the vials to a the individual shelves for the vials associated branched return device is formed. It is possible a simultaneous or temporal subsequent pressurization of the product chamber. By means of the pressurization is to be additionally caused that ice crystals enter the vials. A pressurization can take place here by supplying the liquid nitrogen under pressure with simultaneous closure of an outlet port of the drying chamber. Furthermore, it is suggested that the pressurization be enhanced by creating a vacuum in the product chamber by means of a vacuum pump prior to loading the vials with the ice crystal mist. Finally, it is also proposed to bring about a pressure reduction after the introduction of the ice-crystal mist, with which the freezing process should be further supported.

Die Nutzung von Fremdstoffen zur Anregung der Nucleation ist unter pharmazeutischen Bedingungen ungünstig und erfordert eine aufwendige Reinigung und Sterilisation.The use of foreign substances to stimulate nucleation is unfavorable under pharmaceutical conditions and requires extensive purification and sterilization.

Die Druckschrift WO 2010/117508 A2 offenbart einen Gefriertrockner, bei welchem eine Produktkammer über einen Druckbeaufschlagungskreis aus einem Gasvorrat, hier ein Druckbehälter, mitunter Gas stehendem Druck beaufschlagt werden kann. Die Steuerung der Beaufschlagung mit dem Gas erfolgt über ein Regelventil, welches von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert werden kann. Durch geeignete Kühl- oder Heizeinrichtungen kann optional das Gas vor Zuführung zu der Produktkammer abgekühlt oder erwärmt werden. Hier wird der Einsatz einer in den Gefriertrockner integrierten Eiskondensatorkammer oder einer externen Eiskondensatorkammer vorgeschlagen, wobei die Produktkammer und die Eiskondensatorkammer über ein Trennventil voneinander getrennt werden können. Nach Anordnung der Vials in der Produktkammer und Schließung und Abdichtung der Produktkammer wird die Produktkammer druckbeaufschlagt mit einem inerten Gas wie Argon, Stickstoff oder Luft. Durch Betätigung eines Druckbeaufschlagungskreises durch die elektronische Steuereinheit kann hierbei der Druck in der Produktkammer auf ca. 4,5 bar bei ca. -1°C bis - 10°C erhöht werden. Dieser Zustand wird ca. 15 Minuten aufrechterhalten, wobei sich das Trocknungsgut bei oder nahe der Keimbildungstemperatur für Eiskristalle befindet. Hieran anschließend wird durch Betrieb eines Entlüftungskreislaufs innerhalb von 0,5 bis 20 Sekunden ein Vakuum innerhalb der Produktkammer herbeigeführt, womit dann die verstärkte Keimbildung erfolgen soll. Hieran anschließend kann eine weitere Abkühlung der Produktkammer und der Vials auf ungefähr -40°C bis -45°C erfolgen. Mit Erreichen dieser Temperatur wird eine hinreichende Zeit abgewartet, bis ein vollständiges Gefrieren erfolgt ist. Hieran schließt sich dann die Primärtrocknung an. Letztendlich basiert hier der Gefrierprozess auf der sehr schnellen Druckreduzierung in der Produktkammer. Infolge der Beaufschlagung der Produktkammer mit hohen Drücken ist dieses Verfahren nicht für alle Typen von Gefriertrocknungsanlagen einsetzbar. Des Weiteren sind große Querschnitte für die Anschlüsse erforderlich, was die Kosten und den Bauraumbedarf erhöht. Austretende Gase dürfen bei bspw. toxischem Trocknungsgut nicht in die Atmosphäre gelangen, so dass ein u. U. auch groß zu dimensionierender Auffangtank erforderlich ist, was die Kosten und den Bauraum weiter erhöht.The publication WO 2010/117508 A2 discloses a freeze dryer in which a product chamber via a pressurizing circuit from a gas supply, here a pressure vessel, sometimes under gas pressure can be applied. The control of the application of the gas via a control valve, which can be controlled by an electronic control unit. By means of suitable cooling or heating devices, the gas can optionally be cooled or heated before being fed to the product chamber. Here, it is proposed to use an ice condenser chamber integrated in the freeze dryer or an external ice condenser chamber, whereby the product chamber and the ice condenser chamber can be separated from one another via an isolating valve. After placing the vials in the product chamber and closing and sealing the product chamber, the product chamber is pressurized with an inert gas such as argon, nitrogen or air. By actuating a pressurization circuit by the electronic control unit, the pressure in the product chamber can be increased to about 4.5 bar at about -1 ° C to -10 ° C. This condition is maintained for about 15 minutes, with the Drying material is at or near the nucleation temperature for ice crystals. Following this, a vacuum within the product chamber is brought about within 0.5 to 20 seconds by operation of a vent circuit, which then the increased nucleation is to take place. Following this, a further cooling of the product chamber and the vials to about -40 ° C to -45 ° C take place. When this temperature is reached, a sufficient time is allowed for complete freezing to take place. This is followed by primary drying. Ultimately, the freezing process is based on the very rapid pressure reduction in the product chamber. Due to the pressurization of the product chamber with high pressures, this method can not be used for all types of freeze-drying plants. Furthermore, large cross-sections are required for the connections, which increases the cost and space requirements. Escaping gases may not get into the atmosphere, for example, toxic drying material, so that a u. U. also large-sized collecting tank is required, which further increases the cost and space.

Die Druckschrift WO 2012/148372 A1 schlägt vor, in einer Eiskondensatorkammer einer Gefriertrocknungsanlage einen Eisnebel zu erzeugen, wobei der Druck des Eisnebels in der Eiskondensatorkammer größer ist als der Druck in der Produktkammer. Hierbei besitzt die Produktkammer eine Temperatur von ungefähr -5°C, während die Temperatur in der Eiskondensatorkammer im Bereich von -53°C bis -85°C liegt. Mit Öffnung eines Ventils zwischen der Eiskondensatorkammer und der Produktkammer tritt der Eisnebel infolge des Druckunterschieds schnell von der Eiskondensatorkammer in die Produktkammer über, wo der Eisnebel die Vials beaufschlagt. Während der Erzeugung des Eisnebels herrscht in der Eiskondensatorkammer der atmosphärische Druck, während in der Produktkammer ein Vakuum (beispielsweise 65 mbar) herrscht. Zur Erzeugung des Eisnebels wird der Eiskondensatorkammer gezielt ein mit Feuchtigkeit versehenes Füllgas zugeführt. Nachteilig kann die Notwendigkeit der Zuführung des Füllgases sein, welches ein Fremdmedium darstellt. Des Weiteren erhöht eine etwaige zusätzlich erforderliche Eiskondensatorkammer die Kosten und den Bauraumbedarf.The publication WO 2012/148372 A1 proposes to produce an ice mist in an ice condenser chamber of a freeze dryer, wherein the pressure of the ice mist in the ice condenser chamber is greater than the pressure in the product chamber. Here, the product chamber has a temperature of about -5 ° C, while the temperature in the ice condenser chamber in the range of -53 ° C to -85 ° C. With the opening of a valve between the ice condenser chamber and the product chamber, the ice mist quickly passes from the ice condenser chamber to the product chamber due to the pressure differential, where the ice mist acts on the vials. During the production of the ice mist, the atmospheric pressure prevails in the ice condenser chamber, while in the product chamber a vacuum (for example 65 mbar) prevails. To generate the ice mist, the ice condenser chamber is specifically supplied with a filling gas provided with moisture. A disadvantage may be the need to supply the filling gas, which is a foreign medium. Furthermore, any additional required ice condenser chamber increases the cost and space requirements.

Bei grundsätzlich der aus der Druckschrift WO 2012/148372 A1 bekannten Ausführungsform entsprechender Ausgestaltung schlägt WO 2014/028119 A1 vor, an einer inneren Fläche der Eiskondensatorkammer kondensierten Frost zu erzeugen. Auch hier ist der Druck in der Eiskondensatorkammer größer als der Druck in der Produktkammer. Durch Öffnung eines zwischen der Produktkammer und der Eiskondensatorkammer angeordneten Ventils soll in der Eiskondensatorkammer eine turbulente Gasströmung erzeugt werden, welche dazu führt, dass der kondensierte Frost in Eiskristalle aufgebrochen wird. Mit der sich ergebenden Strömung von der Eiskondensatorkammer in die Produktkammer treten die erzeugten Eiskristalle in die Produktkammer ein, wo diese die Vials beaufschlagen. Die Druckschrift WO 2014/028119 A1 offenbart alle Merkmale im einleitenden Teil des Anspruchs 1. Weiterer einen Gefriertrockner betreffender Stand der Technik ist aus US 2 994 132 A bekannt.In principle, from the publication WO 2012/148372 A1 known embodiment proposes corresponding embodiment WO 2014/028119 A1 to produce frost condensed on an inner surface of the ice condenser chamber. Again, the pressure in the ice condenser chamber is greater than the pressure in the product chamber. By opening a valve disposed between the product chamber and the ice condenser chamber valve in the Ice condenser chamber generated a turbulent gas flow, which causes the condensed frost is broken into ice crystals. With the resulting flow from the ice condenser chamber into the product chamber, the generated ice crystals enter the product chamber where they urge the vials. The publication WO 2014/028119 A1 discloses all the features in the introductory part of claim 1. Further related art to a freeze dryer is off US 2 994 132 A known.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gefriertrocknungsanlage und/oder einen Gefriertrockner vorzuschlagen, welche(r) ein homogenes Gefrieren des Trocknungsguts in der Vielzahl der Behälter oder Vials ermöglicht, wobei besonderes Augenmerk insbesondere

  • den Bauraumbedingungen,
  • dem Bauaufwand,
  • dem Steuerungsaufwand,
  • einer Nachrüstbarkeit bestehender Gefriertrockner mit Erweiterung der Funktionalitäten und/oder
  • der Anzahl der im Zuge des Gefriertrocknungsprozesses anzusteuernden Ventileinrichtungen
gewidmet ist. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer entsprechenden Gefriertrocknungsanlage vorzuschlagen.The invention has for its object to provide a freeze-drying plant and / or a freeze dryer, which (r) allows a homogeneous freezing of the drying material in the plurality of containers or vials, with particular attention in particular
  • the installation space conditions,
  • the construction costs,
  • the control effort,
  • a retrofittability of existing freeze dryer with extension of the functionalities and / or
  • the number of valve devices to be controlled in the course of the freeze-drying process
is dedicated. In addition, the invention has for its object to propose an improved method for controlling a corresponding freeze-drying plant.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.The object of the invention is achieved with the features of the independent claims. Further preferred embodiments according to the invention can be found in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Erfindungsgemäß wird eine Gefriertrocknungsanlage vorgeschlagen, welche über eine Produktkammer verfügt. In der Produktkammer durchlaufen Produkte den Gefriertrocknungsprozess. Beispielsweise handelt es sich bei den Produkten um Vials mit darin angeordnetem Trocknungsgut. Möglich ist, dass die Produktkammer mehrere übereinander angeordnete Stellflächen aufweist, auf welchen eine Vielzahl von Vials angeordnet werden kann.According to the invention, a freeze-drying plant is proposed, which has a product chamber. Products in the product chamber go through the freeze-drying process. For example, the products are vials with disposed therein Trocknungsgut. It is possible that the product chamber has a plurality of superposed shelves on which a plurality of vials can be arranged.

Des Weiteren hinaus besitzt die erfindungsgemäße Gefriertrocknungsanlage eine Eiskammer. In der Eiskammer sind Eiskristalle vorhanden und/oder herstellbar. Grundsätzlich kann die Herstellung auf beliebige Weise erfolgen. Für eine von der Erfindung umfasste Möglichkeit werden die Eiskristalle aus Lösungsmittel erzeugt, welches zuvor aus dem Trocknungsgut in den Vials verdampft worden ist und welches in die Eiskammer gelangt ist, wo dann die Eiskristalle gebildet werden. Ebenfalls möglich ist, dass die Eiskristalle aus anderweitig zugeführter Flüssigkeit, insbesondere einem in der Produktkammer oder der Eiskammer angeordneten Flüssigkeitsbehälter oder über einen externen Flüssigkeitsanschluss, hergestellt sind. In der Eiskammer kann dann auch die Bevorratung der Eiskristalle auf beliebige Weise erfolgen, insbesondere in Form eines Eisnebels und/oder in Form von Ablagerungen der Eiskristalle an gekühlten Flächen oder einer Kühlschlange.Furthermore, the freeze-drying plant according to the invention has an ice chamber. In the ice chamber ice crystals are available and / or produced. Basically, the preparation can be done in any way. For a possibility encompassed by the invention, the ice crystals are generated from solvent which has previously been evaporated from the drying stock in the vials and which has passed into the ice chamber where the ice crystals are then formed. It is also possible that the ice crystals are made from otherwise supplied liquid, in particular a liquid container arranged in the product chamber or the ice chamber, or via an external liquid connection. In the ice chamber, the storage of the ice crystals can then take place in any desired manner, in particular in the form of an ice mist and / or in the form of deposits of the ice crystals on cooled surfaces or a cooling coil.

Bei der erfindungsgemäßen Gefriertrocknungsanlage ist ein Ventil eingesetzt. Dieses Ventil ist zwischen einem Vorrat und der Eiskammer angeordnet. Hierbei stellt der Vorrat ein Gas unter einem Druck bereit, welcher größer ist als der Druck in der Produktkammer, was insbesondere für den Zeitpunkt der Erzeugung der Eiskristalle in der Eiskammer und unmittelbar vor der Öffnung des Ventils (wie im Folgenden noch beschrieben wird) gilt. Im Rahmen der Erfindung kann der Vorrat mit einer Art Vorratsbehälter ausgebildet sein, welcher zuvor mit dem Fluid gefüllt worden ist. Bei dem Fluid kann es sich unmittelbar um das unter Druck stehende Gas handeln. Ebenfalls möglich ist, dass in dem Vorrat eine Flüssigkeit, insbesondere Flüssigstickstoff, bevorratet ist, welche(r) durch Sieden in ein unter Druck stehendes Gas umgewandelt wird, welches dann genutzt wird. Hierbei kann ein beliebiges Gas Einsatz finden, insbesondere ein inertes Gas, bspw. Stickstoff oder Argon. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Vorrat um

  • eine Flüssigkeitsleitung für eine Flüssigkeit, die dann zu dem unter Druck stehenden Gas siedet (insbesondere Flüssigstickstoff),
  • eine unter Druck stehende Gasleitung oder eine Inertgasleitung,
  • eine Gasflasche wie eine Inertgasflasche,
  • einen Flüssigkeitsanschluss (insbesondere einen Anschluss für Flüssigstickstoff) oder
  • einen Gasanschluss mit Druckbegrenzung.
In the freeze-drying plant according to the invention, a valve is used. This valve is located between a supply and the ice chamber. Here, the supply provides a gas under a pressure which is greater than the pressure in the product chamber, which in particular for the time of generation of the ice crystals in the ice chamber and immediately before the opening of the valve (as will be described below) applies. In the context of the invention, the stock may be formed with a kind of storage container, which has been previously filled with the fluid. The fluid may be immediately the pressurized gas. It is also possible that in the stock a liquid, in particular liquid nitrogen, is stored, which is converted by boiling in a pressurized gas, which is then used. In this case, any gas can be used, in particular an inert gas, for example nitrogen or argon. In the simplest case, the stock is about
  • a liquid line for a liquid which then boils to the pressurized gas (especially liquid nitrogen),
  • a pressurized gas line or an inert gas line,
  • a gas bottle like an inert gas bottle,
  • a liquid connection (in particular a connection for liquid nitrogen) or
  • a gas connection with pressure limitation.

Hierbei kann ein beliebiges Gas Einsatz finden, insbesondere ein inertes Gas wie bspw. Stickstoff oder Argon.In this case, any gas can be used, in particular an inert gas such as, for example, nitrogen or argon.

Erfindungsgemäß sind der Vorrat, das Ventil, die Eiskammer und die Produktkammer in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet. Die Gefriertrocknungsanlage besitzt eine Steuereinheit, mittels welcher ein Steuersignal generiert werden kann, welches das vorgenannte Ventil öffnet. Das Öffnen des Ventils erfolgt bei kumulativem Vorliegen der folgenden Bedingungen: Zum einen müssen in der Eiskammer Eiskristalle vorhanden sein. Zum anderen muss zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils die Eiskammer über eine Öffnung mit der Produktkammer verbunden sein.According to the invention, the supply, the valve, the ice chamber and the product chamber are arranged one behind the other in this order. The freeze-drying system has a control unit, by means of which a control signal can be generated, which opens the aforementioned valve. The opening of the valve occurs in the cumulative presence of the following conditions: First, in the ice chamber ice crystals must be present. On the other hand, at the time of opening the valve, the ice chamber must be connected to the product chamber via an opening.

Die Öffnung zwischen Eiskammer und Produktkammer kann dabei permanent bestehen über einen permanenten Übertrittsquerschnitt. Im Extremfall können auch die Eiskammer und die Produktkammer als eine integrale Kammer ausgebildet sein. Durchaus möglich ist aber auch, dass zu dem Zeitpunkt der Öffnung des Ventils durch die Steuereinheit über die Öffnung die Eiskammer und die Produktkammer miteinander verbunden sind, während in einer anderen Betriebsphase der Gefriertrocknungsanlage, insbesondere in einer Betriebsphase, in welcher weder das Erzeugen von Eiskristallen in der Eiskammer, das Gefrieren des Trocknungsguts in der Produktkammer und/oder die Primärtrocknung erfolgt, die Öffnung über eine Ventileinrichtung teilweise oder vollständig geschlossen wird.The opening between the ice chamber and the product chamber can permanently exist via a permanent crossover cross section. In extreme cases, the ice chamber and the product chamber may be formed as an integral chamber. It is quite possible, however, that at the time of opening of the valve by the control unit through the opening, the ice chamber and the product chamber are interconnected, while in another phase of the freeze-drying plant, especially in an operating phase, in which neither the generation of ice crystals in the ice chamber, the freezing of the material to be dried in the product chamber and / or the primary drying takes place, the opening is partially or completely closed by a valve device.

Die Öffnung des Ventils durch das Steuersignal der Steuereinheit hat angesichts der genannten Druckverhältnisse zur Folge, dass Gas aus dem Vorrat durch das Ventil und durch die Eiskammer in die Produktkammer strömt. Hierbei nimmt das Gas in der Eiskammer angeordnete Eiskristalle mit. Dies kann beispielsweise durch Mitnahme eines Eisnebels erfolgen. Auch möglich ist, dass Eiskristalle oder Ablagerungen von Eiskristallen in der Eiskammer durch das strömende Gas abgetrennt und/oder aufgebrochen werden, womit dann die Mitnahme von Eiskristallen durch das Gas weiter zu der Produktkammer erfolgen kann.The opening of the valve by the control signal of the control unit in view of the pressure conditions mentioned has the consequence that gas flows from the supply through the valve and through the ice chamber in the product chamber. Here, the gas takes in the ice chamber with arranged ice crystals. This can be done for example by taking an ice mist. It is also possible that ice crystals or deposits of ice crystals are separated and / or broken up in the ice chamber by the flowing gas, which then the entrainment of ice crystals can be carried by the gas to the product chamber.

Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Nutzung von Eiskristallen in Form eines Eisnebels oder von abgelagerten Eiskristallen in einer Eiskammer gemäß den Patenten US 8,839,528 B2 und US 8,875,413 B2 zwingend ein Druckunterschied zwischen der Produktkammer und der Eiskammer herbeigeführt werden muss. Dies erfordert zwingend die Anordnung eines Ventils zwischen Eiskammer und Produktkammer, womit u. U. der apparative Aufwand erhöht wird. Des Weiteren ist eine Ansteuerung dieses Ventils zur Erzeugung des Druckunterschieds einerseits und zur Erzeugung des Druckausgleichs für die Zuführung der Eiskristalle zu der Produktkammer andererseits erforderlich, womit besondere Steuerungsmaßnahmen zu treffen sind. Ein derartiges Ventil ist für die erfindungsgemäße Ausgestaltung entbehrlich oder für den Fall, dass ein derartiges Ventil für andere Zwecke vorhanden ist, ist eine Ansteuerung des Ventils während der Erzeugung der Eiskristalle und der Durchführung der "Controlled Nucleation" nicht erforderlich.In particular, the present invention is based on the finding that in the use of ice crystals in the form of an ice mist or of deposited ice crystals in an ice chamber according to the patents US 8,839,528 B2 and US 8,875,413 B2 necessarily a pressure difference between the product chamber and the ice chamber must be brought about. This necessarily requires the arrangement of a valve between the ice chamber and the product chamber, which u. U. the equipment cost is increased. Furthermore, a control of this valve to generate the pressure difference on the one hand and to generate the pressure compensation for the supply of ice crystals to the product chamber on the other hand required, so special control measures are taken. Such a valve is dispensable for the inventive design or in the event that such a valve is available for other purposes, a control of the valve during the production of ice crystals and the implementation of the "Controlled Nucleation" is not required.

Andererseits sind gemäß den Patenten US 8,875,413 B2 und US 8,839,528 B2 unterschiedliche Prozessbedingungen (insbesondere Temperaturen und/oder Drücke) einerseits in der Produktkammer und andererseits in der Eiskammer herbeizuführen, während erfindungsgemäß, zumindest während der "Controlled Nucleation", voneinander abhängige Prozessbedingungen in der Produktkammer und der Eiskammer wirken, womit u. U. der Aufwand für die Durchführung der "Controlled Nucleation" reduziert ist und/oder auf einfachere Weise definierte Prozessbedingungen herbeigeführt werden können.On the other hand, according to the patents US 8,875,413 B2 and US 8,839,528 B2 bring about different process conditions (in particular temperatures and / or pressures) on the one hand in the product chamber and on the other hand in the ice chamber, while according to the invention, at least during the "Controlled Nucleation", interdependent process conditions in the product chamber and the ice chamber, thus u. U. the effort for the implementation of the "Controlled Nucleation" is reduced and / or defined process conditions can be brought about in a simpler manner.

Durchaus möglich ist, dass in der erfindungsgemäßen Gefriertrocknungsanlage ein die Produktkammer aufweisender Gefriertrockner einerseits und eine die Eiskammer ausbildende Baueinheit separat als singuläre Bauelemente ausgebildet sind, welche dann über fluidische und/oder elektrische Leitungen miteinander verbunden sein können. Eine besonders kompakte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gefriertrocknungsanlage ergibt sich, wenn die Eiskammer in den Gefriertrockner baulich integriert ist.It is entirely possible that in the freeze-drying plant according to the invention a freeze-dryer comprising the product chamber on the one hand and an assembly forming the ice chamber are separately formed as singular components, which can then be connected to one another via fluidic and / or electrical lines. A particularly compact embodiment of the freeze-drying plant according to the invention results when the ice chamber is structurally integrated into the freeze dryer.

Für eine derart integrierte Ausgestaltung ist durchaus möglich, dass die Eiskammer in dem Gefriertrockner separat von einer Eiskondensatorkammer des Gefriertrockners ausgebildet ist, welche dazu dient, während der Primärtrocknung erzeugtes sublimiertes Lösungsmittel zu kondensieren. Für diese Ausgestaltung kann die Gestaltung der Eiskammer und die Steuerung der Prozessbedingungen (wie Druck und Temperatur) in dieser unabhängig von der Gestaltung der Eiskondensatorkammer und den Prozessbedingungen in dieser erfolgen, wodurch sich ein erweiterter Gestaltungsspielraum ergibt. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist aber die Eiskammer von der Eiskondensatorkammer des Gefriertrockners selber ausgebildet, so dass sich eine multifunktionale Eiskondensatorkammer ergibt: Diese multifunktionale Eiskondensatorkammer wird somit zunächst als Eiskammer zur Erzeugung und/oder Bevorratung der Eiskristalle, welche dann für die "Controlled Nucleation" genutzt werden, und dann zu einem späteren Zeitpunkt für das Resublimieren des während der Primärtrocknung sublimierten Lösungsmittels genutzt.For such an integrated design, it is quite possible that the ice chamber in the freeze dryer is formed separately from an ice condenser chamber of the freeze dryer which serves to condense sublimed solvent produced during primary drying. For this embodiment, the design of the ice chamber and the control of the process conditions (such as pressure and temperature) in this regardless of the design of the ice condenser chamber and the process conditions in this can be done, resulting in an extended design margin. In a preferred embodiment of the invention, however, the ice chamber is formed by the ice condenser chamber of the freeze dryer itself, so that there is a multifunctional ice condenser chamber: This multifunctional Eiskondensatorkammer is thus initially used as an ice chamber for generating and / or storing the ice crystals, which are then used for the "Controlled Nucleation", and then at a later time for the resublimation of the solvent sublimated during the primary drying.

Durchaus möglich ist aber auch, dass die Eiskammer separat von dem Gefriertrockner ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Eiskammer über eine Leitung mit einem Anschluss des Gefriertrockners verbunden. Dieser Anschluss mündet in die Produktkammer oder Eiskondensatorkammer. Hierbei ist die Leitung und damit die Verbindung zwischen der Eiskammer und dem Anschluss des Gefriertrockners sowie der Produktkammer permanent offen (oder diese Leitung ist zumindest für den Zeitpunkt der Erzeugung der Eiskristalle und die Zuführung der Eiskristalle zu der Produktkammer während der "Controlled Nucleation" offen, sofern hier ein schaltbares Verschlusselement angeordnet ist.)Quite possible, however, is that the ice chamber is formed separately from the freeze dryer. In this case, the ice chamber is connected via a line to a connection of the freeze dryer. This connection opens into the product chamber or ice condenser chamber. Here, the line and thus the connection between the ice chamber and the connection of the freeze dryer and the product chamber is permanently open (or this line is open at least for the time of generation of the ice crystals and the supply of ice crystals to the product chamber during the "Controlled Nucleation", if a switchable closure element is arranged here.)

Ein weiterer Aspekt der Erfindung widmet sich dem Mitnahmeprozess der Eiskristalle durch das strömende Gas. Gemäß einem Vorschlag der Erfindung ist in der Eiskammer oder Eiskondensatorkammer ein Strömungsführungselement vorhanden. Dieses Strömungsführungselement richtet das strömende Gas des Vorrats in Richtung von Ablagerungsflächen für die Eiskristalle in der Eiskammer. Alternativ oder zusätzlich kann über das Strömungsführungselement eine Umlenkung des Gases erfolgen. Beispielsweise ist das Strömungsführungselement als eine Art Lanze ausgebildet, mittels welcher das strömende Gas einem vorteilhaften Ort in der Eiskammer oder Eiskondensatorkammer zugeführt wird, von wo dann das Gas an den Ablagerungsflächen vorbeigeführt ist und eine besonders gute Mitnahme von Eiskristallen erfolgen kann. Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines Diffusors oder einer Drossel für das Strömungsführungselement, womit Einfluss auf die Strömungsgeschwindigkeit und den Druck des strömenden Gases derart genommen werden kann, dass eine optimale Mitnahme der Eiskristalle durch das Gas erfolgen kann. Ebenfalls möglich ist, dass das Strömungsführungselement mit einer Art "Verteilkopf" ausgebildet ist mit Verzweigungen und vielfältigen Austrittsöffnungen, von wo das Gas in Richtung unterschiedlicher Stellen der Ablagerungsflächen für die Eiskristalle austreten kann, so dass das Gas Eiskristalle von unterschiedlichen Stellen mitnehmen oder -reißen kann.Another aspect of the invention is dedicated to the entrainment process of the ice crystals by the flowing gas. According to a proposal of the invention, a flow guide element is present in the ice chamber or ice condenser chamber. This flow guide element directs the flowing gas of the supply in the direction of deposition surfaces for the ice crystals in the ice chamber. Alternatively or additionally, a deflection of the gas can take place via the flow guide element. For example, the flow guide element is designed as a kind of lance, by means of which the flowing gas is supplied to a favorable location in the ice chamber or ice condenser chamber, from where then the gas is guided past the deposition surfaces and a particularly good entrainment of ice crystals can take place. Also possible is the use of a diffuser or a throttle for the flow guide element, whereby influence on the flow velocity and the pressure of the flowing gas can be taken such that optimal entrainment of the ice crystals can be done by the gas. It is also possible that the flow guide element is formed with a kind of "distribution head" with branches and multiple outlet openings, from where the gas can escape in the direction of different locations of the deposition surfaces for the ice crystals, so that the gas can take or tear ice crystals from different locations ,

Möglich ist, dass der Vorrat mit einem Vorratsbehälter gebildet ist, in dem unmittelbar das unter Druck stehende Gas oder die Flüssigkeit (insbesondere Flüssigstickstoff), aus welcher das unter Druck stehende Gas erzeugt wird, angeordnet ist. Für eine besondere erfindungsgemäße Ausgestaltung verfügt der Vorratsbehälter über eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung, über welche eine Kühlung oder Erwärmung des in dem Vorratsbehälter angeordneten Fluids möglich ist. Auf diese Weise kann bei der Durchführung der "Controlled Nucleation" das strömende Gas eine gekühlte Temperatur besitzen, welche hinsichtlich der Mitnahme der Eiskristalle, der Aufrechterhaltung der Eiskristalle bei der Zuführung zu der Produktkammer und/oder der Erzeugung der Keime für die Eiskristallbildung und das Eiskristallwachstum in dem Trocknungsgut optimiert ist. Möglich ist auch, dass über den Betrieb der Kühl- und/oder Heizeinrichtung gezielt ein Sieden einer in dem Vorratsbehälter angeordneten Flüssigkeit (insbesondere Flüssigstickstoff) durch Kühlen unterbunden wird oder durch Heizen gezielt herbeigeführt und gesteuert wird.It is possible that the supply is formed with a reservoir in which directly the pressurized gas or the liquid (in particular liquid nitrogen) from which the pressurized gas is generated is arranged. For a particular embodiment of the invention, the storage container has a cooling and / or heating device, via which a cooling or heating of the fluid arranged in the reservoir is possible. In this way, in carrying out the Controlled Nucleation, the flowing gas may have a cooled temperature with regard to the entrainment of the ice crystals, the maintenance of the ice crystals in the supply to the product chamber and / or the generation of nuclei for ice crystal formation and ice crystal growth in which the material to be dried is optimized. It is also possible that, via the operation of the cooling and / or heating device, boiling of a liquid (in particular liquid nitrogen) arranged in the reservoir is deliberately prevented by cooling or deliberately brought about and controlled by heating.

Grundsätzlich kann als Gas ein beliebiges Gas eingesetzt werden, sofern dies den Anforderungen hinsichtlich der Reinheit des Lyophilisats entspricht. Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von Flüssigstickstoff als Fluid in dem Vorrat herausgestellt, welches einerseits die Anforderungen hinsichtlich der Produktreinheit erfüllt, (bei großen und/oder regelmäßigen Abnahmemengen) auf kostengünstige Weise bereitgestellt werden kann, zur Bereitstellung eines Gases unter Druck geeignet ist und unter Umständen auch zur Kühlung eingesetzt werden kann.In principle, any gas can be used as the gas, as long as it meets the requirements for the purity of the lyophilizate. The use of liquid nitrogen as a fluid in the supply has proven to be particularly advantageous, which on the one hand meets the requirements for product purity, can be provided in a cost-effective manner (for large and / or regular quantities), is suitable for providing a gas under pressure, and may also be used for cooling.

Im Rahmen der Erfindung kann ein Gefriertrockner (als singuläre Baueinheit) eine Eiskondensatorkammer und eine Produktkammer besitzen, wobei hiervon auch umfasst sein soll die integrale Ausbildung der Eiskondensatorkammer mit der Produktkammer, wie dieses für sogenannte Einkammer-Gefriertrockner der Fall ist. Der Gefriertrockner besitzt einen Anschluss für einen Vorrat oder für eine Eiskammer. Des Weiteren verfügt der Gefriertrockner über einen Steuerausgang. Der Steuerausgang ist bestimmt für ein Steuersignal für ein Ventil, welches zwischen einem Vorrat (mittels dessen ein unter einem Druck stehendes Gas bereitgestellt wird, wobei der Druck des bereitgestellten Gases größer ist als der Druck in der Produktkammer) und der Eiskammer angeordnet ist. Schließlich verfügt der Gefriertrockner über eine Steuereinheit mit Steuerlogik. Die Steuereinheit erzeugt mit der Steuerlogik das dem Steuerausgang zugeführte Steuersignal, welches das Ventil öffnet. Dieses Steuersignal wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, zu welchem in der Eiskammer Eiskristalle vorhanden oder hergestellt sind und zu welchem die Eiskammer über eine Öffnung mit der Produktkammer verbunden ist (was mit einer permanent offenen Öffnung oder einer nur während dieses Vorgangs offenen Zustand der Fall sein kann). Mit derartiger Öffnung des Ventils kann Gas aus dem Vorrat durch das Ventil, durch die Eiskammer unter Mitnahme von Eiskristallen in die Produktkammer strömen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher ein Gefriertrockner mit einer Eiskondensatorkammer und einer Produktkammer an sich nicht mit den Möglichkeiten einer "Controlled Nucleation" ausgestattet ist. Sofern der genannte Anschluss für einen Vorrat oder eine Eiskammer einerseits und der Steuerausgang für ein Steuersignal für das Ventil andererseits an diesem Gefriertrockner vorhanden ist, kann ein derartiger herkömmlicher Gefriertrockner zusätzlich mit einer Steuerlogik auf einer vorhandenen oder ergänzten Steuereinheit ausgestattet werden, welche wie zuvor erläutert, ein Steuersignal erzeugt, welches dann dem Steuerausgang zugeführt wird. Unter Umständen kann die "Controlled Nucleation" für einen herkömmlichen Gefriertrockner somit alleinig durch Ergänzung der Steuerlogik, also Update der Steuersoftware, und Anbindung von Vorrat und/oder Eiskammer sowie Ventil an den genannten Anschluss des Gefriertrockners und dessen Steuerausgang so umgerüstet werden, dass die "Controlled Nucleation" ermöglicht wird.In the context of the invention, a freeze drier (as a singular unit) may have an ice condenser chamber and a product chamber, the integral configuration of the ice condenser chamber with the product chamber being the same, as is the case for so-called single-chamber freeze dryers. The freeze dryer has a connection for a supply or for an ice chamber. Furthermore, the freeze dryer has a control output. The control output is intended for a control signal for a valve which is arranged between a supply (by means of which a pressurized gas is provided, the pressure of the supplied gas being greater than the pressure in the product chamber) and the ice chamber. Finally, the freeze dryer has a control unit with control logic. The control unit generates, with the control logic, the control signal supplied to the control output, which opens the valve. This control signal is generated at a time when ice crystals are present or produced in the ice chamber and to which the ice chamber is connected via an opening to the product chamber (which is a permanently open or open only during this process Condition may be the case). With such opening of the valve gas can flow from the supply through the valve, through the ice chamber with the entrainment of ice crystals in the product chamber. Also possible is an embodiment in which a freeze dryer with an ice condenser chamber and a product chamber per se is not equipped with the possibilities of "controlled nucleation". If said connection for a supply or an ice chamber on the one hand and the control output for the valve on the other hand present at this freeze dryer, such a conventional freeze dryer can be additionally equipped with a control logic on an existing or supplemented control unit, which as explained above, generates a control signal, which is then supplied to the control output. Under certain circumstances, the "Controlled Nucleation" for a conventional freeze drier thus only by supplementing the control logic, so update of the control software, and connection of supply and / or ice chamber and valve to the said connection of the freeze dryer and its control output can be retrofitted so that the " Controlled Nucleation "is enabled.

Für die Verfahrensgestaltung und die Gestaltung der Prozessbedingungen in der Produktkammer und/oder der Eiskondensatorkammer gibt es vielfältige Möglichkeiten. Für ein besonderes erfindungsgemäßes Verfahren wird zunächst in der Produktkammer und der hiermit über die Öffnung verbundenen Eiskammer gemeinsam ein technisches Vakuum (beispielsweise weniger als 100 mbar, weniger als 70 mbar, weniger als 50 mbar, weniger als 30 mbar oder sogar weniger als 15 mbar) und eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts des Lösungsmittels des Trocknungsguts herbeigeführt. In der Eiskammer werden dann aus verdampftem Lösungsmittel des Trocknungsguts Eiskristalle erzeugt, wobei ausschließlich Eiskristalle aus dem verdampften Lösungsmittel des Trocknungsguts oder auch weitere Eiskristalle erzeugt werden können. Dann wird das Ventil, welches zwischen dem Vorrat und der Eiskammer angeordnet ist, geöffnet. Mit Öffnung dieses Ventils strömt Gas aus dem Vorrat durch das Ventil und durch die Eiskammer unter Mitnahme von Eiskristallen in die Produktkammer.There are many possibilities for the process design and the design of the process conditions in the product chamber and / or the ice condenser chamber. For a particular method according to the invention, a technical vacuum (for example less than 100 mbar, less than 70 mbar, less than 50 mbar, less than 30 mbar or even less than 15 mbar) is first jointly established in the product chamber and the ice chamber connected via the opening. and a temperature below the freezing point of the solvent of the drying material is brought about. In the ice chamber, ice crystals are then produced from evaporated solvent of the material to be dried, wherein only ice crystals from the evaporated solvent of the material to be dried or other ice crystals can be produced. Then, the valve, which is arranged between the supply and the ice chamber, opened. With the opening of this valve gas flows from the supply through the valve and through the ice chamber with the entrainment of ice crystals in the product chamber.

Möglich ist hierbei, dass, wie zuvor erwähnt, das Fluid in dem Vorrat gekühlt wird. Des Weiteren kann das Gas über ein Strömungsführungselement im Bereich der Eiskristalle geführt und/oder umgelenkt werden. Die Erzeugung der Eiskristalle in der Eiskammer kann unter Anlagerung von Eiskristallen an Ablagerungsflächen der Eiskammer und/oder durch Erzeugung eines Eisnebels in der Eiskammer erfolgen.It is possible here that, as mentioned above, the fluid in the reservoir is cooled. Furthermore, the gas can be guided and / or deflected via a flow-guiding element in the region of the ice crystals. The generation of the ice crystals in the ice chamber can take place with deposition of ice crystals on deposition surfaces of the ice chamber and / or by generating an ice mist in the ice chamber.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1
zeigt stark schematisiert eine erste Ausführungsform einer Gefriertrocknungsanlage.
Fig. 2
zeigt stark schematisiert eine zweite Ausführungsform einer Gefriertrocknungsanlage.
In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
Fig. 1
shows very schematically a first embodiment of a freeze-drying plant.
Fig. 2
shows very schematically a second embodiment of a freeze-drying plant.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Fig. 1 zeigt eine Gefriertrocknungsanlage 1 mit einem Gefriertrockner 2. Der Gefriertrockner 2 verfügt über eine Produktkammer 3. In der Produktkammer 3 sind übereinander mehrere Stellflächen 4a, 4b, 4c, ... angeordnet. Auf den Stellflächen 4 ist jeweils eine Vielzahl von Vials 5 mit jeweils darin angeordnetem Trocknungsgut 6 angeordnet (wobei zur Vereinfachung in Fig. 1 lediglich die Vials 5 auf einer Stellfläche 4c dargestellt sind). In den Gefriertrockner 2 ist des Weiteren eine Eiskondensatorkammer 7 integriert. Somit sind die Produktkammer 3 und die Eiskondensatorkammer 7 in einem gemeinsamen Gehäuse 8 des Gefriertrockners 2 angeordnet. In der Eiskondensatorkammer 7 ist eine Kühleinrichtung 9, hier eine Kühlschlange 10, angeordnet. In der Eiskondensatorkammer 7 kondensiert in der Primärtrocknung sublimiertes Lösungsmittel an der Kühleinrichtung 9. Fig. 1 shows a freeze dryer 1 with a freeze dryer 2. The freeze dryer 2 has a product chamber 3. In the product chamber 3 a plurality of shelves 4a, 4b, 4c, ... are arranged one above the other. On the shelves 4 each have a plurality of vials 5 each arranged therein Trocknungsgut 6 (wherein for simplicity in Fig. 1 only the vials 5 are shown on a footprint 4c). Furthermore, an ice condenser chamber 7 is integrated in the freeze dryer 2. Thus, the product chamber 3 and the ice condenser chamber 7 are arranged in a common housing 8 of the freeze dryer 2. In the ice condenser chamber 7, a cooling device 9, here a cooling coil 10, is arranged. In the ice condenser chamber 7, sublimed solvent condenses on the cooling device 9 in the primary drying.

Gleichzeitig findet die Eiskondensatorkammer 7 als Eiskammer 11 Verwendung. In dieser bildet die Kühleinrichtung 9 oder die Kühlschlange 10 Ablagerungsflächen 20 für Eiskristalle aus. Die Produktkammer 3 einerseits und die Eiskondensatorkammer 7 / Eiskammer 11 sind für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel teilweise voneinander getrennt durch eine Zwischenwandung 12. Diese Zwischenwandung verfügt über (mindestens) eine Öffnung 13, über welche die Produktkammer 3 mit der Eiskondensatorkammer 7 / Eiskammer 11 verbunden ist (und umgekehrt). Möglich ist aber auch, dass die Zwischenwandung 12 vollständig entfallen ist, so dass die Produktkammer 3 integral mit der Eiskondensatorkammer 7 /Eiskammer 11 ausgebildet ist, ohne dass hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. In Fig. 1 ist eine Verschlusseinrichtung 14 dargestellt, welche sich in ihrer Öffnungsstellung befindet und welche in geschlossenem Zustand die Öffnung 13 zumindest teilweise schließt. Für das erfindungsgemäß eingesetzte Verfahren befindet sich die Verschlusseinrichtung 14 sowohl während der Erzeugung von Eiskristallen in der Eiskammer 11 als auch während der Beaufschlagung der Vials 5 in der Produktkammer 3 mit den Eiskristallen in der Öffnungsstellung.At the same time, the ice condenser chamber 7 is used as the ice chamber 11. In this, the cooling device 9 or the cooling coil 10 forms deposition surfaces 20 for ice crystals. The product chamber 3 on the one hand and the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11 are for the in Fig. 1 illustrated embodiment partially separated by an intermediate wall 12. This intermediate wall has (at least) an opening 13 through which the product chamber 3 with the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11 is connected (and vice versa). But it is also possible that the intermediate wall 12 is completely eliminated, so that the product chamber 3 is formed integrally with the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11, without thereby leaving the scope of the invention. In Fig. 1 a closure device 14 is shown, which is in its open position and which at least partially closes the opening 13 in the closed state. For the method used according to the invention, the closure device 14 is located both during the production of ice crystals in the ice chamber 11 and during the loading of the vials 5 in the product chamber 3 with the ice crystals in the open position.

Der Gefriertrockner 2 verfügt über einen Anschluss 15 für einen Vorrat 16, der hier mit einem mit dem Gas gefüllten und unter Druck stehenden Vorratsbehälter 44 gebildet ist. Von dem Anschluss 15 erstreckt sich ein Strömungsführungselement 17, welches vorzugsweise als eine Art Lanze 18 ausgebildet ist, in das Innere der Eiskammer 11. Das Strömungsführungselement 11 verfügt über mindestens eine Austrittsöffnung 19, welche vorzugsweise benachbart den Ablagerungsflächen 20 derart angeordnet ist, dass aus der Austrittsöffnung 19 austretendes Gas entlang der Ablagerungsflächen 20 geführt wird. Der Anschluss 15 des Gefriertrockners 2 ist über eine fluidische Leitung 21 mit einer Verzweigung 22 und einem Ventil 23 mit dem Vorrat 16 verbunden. In dem Vorrat 16 kann optional eine Kühl- und/oder Heizeinrichtung 24 angeordnet sein. Ein Anschluss 25 des Vorrats 16 ist über ein Ventil 26 mit einer Fluid- oder Gasquelle, insbesondere für flüssigen Stickstoff, verbunden. Von der Verzweigung 22 zweigt eine weitere fluidische Leitung 27, in welcher ein weiteres Ventil 28 angeordnet ist, zu einem Sauganschluss 29 einer Pumpe 30 ab.The freeze drier 2 has a connection 15 for a supply 16, which is formed here with a storage container 44 filled with the gas and under pressure. The flow guide element 11 has at least one outlet opening 19 which is preferably arranged adjacent to the deposition surfaces 20 in such a way that the Outlet opening 19 escaping gas along the deposition surfaces 20 is guided. The connection 15 of the freeze dryer 2 is connected to the supply 16 via a fluidic line 21 with a branch 22 and a valve 23. In the stock 16 may optionally be arranged a cooling and / or heating device 24. A port 25 of the reservoir 16 is connected via a valve 26 to a fluid or gas source, in particular for liquid nitrogen. From the branch 22, a further fluidic line 27, in which a further valve 28 is arranged, branches off to a suction port 29 of a pump 30.

Der Vorrat 16 kann Bestandteil einer Nachrüsteinheit oder eines Nachrüstsatzes sein, in dem dieser einen Nukleator-Zusatzbehälter 45 bildet, mit dem ein herkömmlicher Gefriertrockner 2 zur Ermöglichung einer "Controlled Nucleation" nachgerüstet werden kann.The supply 16 may be part of a retrofit unit or a retrofit kit in which it forms a nucleator additional container 45, with which a conventional freeze drier 2 can be retrofitted to enable a "Controlled Nucleation".

Die Nutzung der Gefriertrocknungsanlage 1 für eine "Controlled Nucleation" erfolgt wie folgt:

  • Zunächst werden die Vials 5 auf den Stellflächen 4 in dem Gefriertrockner 2 in der Produktkammer 3 angeordnet.
  • Nach druckdichter Verschließung des Gefriertrockners 2 kann optional ein "Spülen" der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 mit einem inerten Gas, bspw. Stickstoff erfolgen.
  • Dann wird durch Betrieb der Kühleinrichtung 9 die Temperatur in der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 unter die Gefriertemperatur des Trocknungsguts 6 abgesenkt, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von -3°C bis -7°C. Hierbei kann auch eine niedrigere Temperatur (bspw. - 50°C bis -65°C) der Kühleinrichtung 9 und/oder der Ablagerungsfläche 20 erzeugt werden. Möglich ist, dass hierbei die Produktkammer 3 zumindest teilweise über die Kühleinrichtung 9 mit gekühlt wird. Des Weiteren wird sowohl in der Produktkammer 3 als auch in der Eiskammer 11 ein technisches Vakuum erzeugt, beispielsweise mit einem Druck von ca. 3 bis 20 mbar. Es kommt zur Verdampfung von Lösungsmittel aus dem Trocknungsgut 6 in den Vials 5. Das verdampfte Lösungsmittel gelangt durch die nicht fluiddicht geschlossenen Vials 5 durch die Öffnung 13 zu den Ablagerungsflächen 20 der Kühleinrichtung 9, wo Eiskristalle gebildet werden. Die Erzeugung des technischen Vakuums in der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 erfolgt durch Betätigung der Pumpe 30 mit geöffnetem Ventil 28 und geschlossenem Ventil 23.
  • Dem Vorrat 16 wird (gleichzeitig oder anschließend an die zuvor genannten Verfahrensschritte) über den Anschluss 25 bei geöffnetem Ventil 26, aber geschlossenem Ventil 23 unter Druck stehendes Gas oder die Flüssigkeit, insbesondere der Flüssigstickstoff, zugeführt. Eine zusätzliche Druckerhöhung in dem Vorrat 16 kann durch Betrieb einer Pumpe erfolge. Sofern dies gewünscht ist, kann eine Kühlung des Gases in den Vorrat 16 durch Betrieb der Kühleinrichtung 24 erfolgen. Möglich ist auch, dass in dem Vorrat 16 ausschließlich der Atmosphärendruck wirkt, womit dennoch gegenüber dem Druck in der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 ein Überdruck in dem Vorrat 16 vorhanden ist. Ist in dem Vorrat 16 eine Flüssigkeit, insbesondere Flüssigstickstoff, angeordnet, so kann diese durch Betrieb der Heizeinrichtung 24 gezielt zum Sieden gebracht werden, womit das unter Druck stehende Gas zur Verfügung gestellt wird.
  • Haben sich an den Ablagerungsflächen 20 hinreichende Eiskristalle abgelagert (oder befindet sich auf andersartig herbeigeführter Weise in der Eiskammer 11 eine hinreichende Zahl von Eiskristallen in einem Eisnebel) wird bei geschlossenem Ventil 28 das Ventil 23 geöffnet, wobei auch möglich ist, dass ausschließlich eine impulsartige Öffnung mit sukzessiver Schließung und eine Öffnungs-Zeitspanne von insbesondere lediglich 80 Millisekunden erfolgt, wird dann das Ventil 23 geöffnet. Infolge des Überdrucks in dem Vorrat 16 strömt das darin enthaltene Gas über das Ventil 23, die Verzweigung 22, die Leitung 21, den Anschluss 15 und das Strömungsführungselement 17 bzw. die Lanze 18 in die Eiskammer 11. Von der Austrittsöffnung 19 strömt das Gas entlang der Ablagerungsflächen 20, wo dieses die hieran abgelagerten Eiskristalle mitnimmt. Unter Umständen nimmt das Gas auf dem Strömungsweg auch Eiskristalle eines Eisnebels in der Eiskammer 11 mit. Das strömende Gas tritt mit den enthaltenen Eiskristallen durch die Öffnung 16 hindurch und verteilt sich in der Produktkammer 3 mit der Umströmung der auf den Stellflächen 4 angeordneten Vials 5. Es kommt infolge der impulsartigen Beaufschlagung der Vials 5 mit den Eiskristallen zu einer sofortigen oder kurzfristigen Ausbildung von Eiskristallen in dem Trocknungsgut. Hiermit ist die erfindungsgemäß angestrebte "Controlled Nucleation" mit einer möglichst schlagartigen Gefrierung des Trocknungsguts 6 abgeschlossen. Möglich ist, dass das Ventil 23 dauerhaft geöffnet bleibt oder nur kurz oder impulsartig geöffnet wird, bspw. mit einer Öffnungs-Zeitspanne von insbesondere weniger als 100 oder 80 Millisekunden.
  • Hieran kann optional eine weitere Kühlphase anschließen, in welcher die Produktkammer 3 und die Eiskammer 11 mit einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, belüftet werden und zumindest in der Produktkammer 3 eine niedrigere Temperatur, insbesondere im Bereich von -30°C bis -50°C, herbeigeführt wird.
  • Im Anschluss hieran können beliebige an sich bekannte Verfahrensschritte Anwendung finden. Insbesondere erfolgt dann die Primärtrocknung mit der Sublimation des Trocknungsguts, wobei die sublimierende Feuchtigkeit dann durch die Öffnung 13 zu der Kühleinrichtung 9 übertreten kann, womit dann die Eiskammer 11 als "klassische" Eiskondensatorkammer 7 genutzt ist. Es können sich dann weitere Verfahrensschritte, insbesondere eine Sekundärtrocknung anschließen.
The use of the freeze dryer 1 for a "controlled nucleation" is as follows:
  • First, the vials 5 are placed on the shelves 4 in the freeze dryer 2 in the product chamber 3.
  • After pressure-tight closure of the freeze-dryer 2, an optional "flushing" of the product chamber 3 and the ice chamber 11 with an inert gas, for example nitrogen, can take place.
  • Then, by operation of the cooling device 9, the temperature in the product chamber 3 and the ice chamber 11 is lowered below the freezing temperature of the product to be dried 6, for example to a temperature in the range of -3 ° C to -7 ° C. In this case, a lower temperature (for example. - 50 ° C to -65 ° C) of the cooling device 9 and / or the deposition surface 20 can be generated. It is possible that in this case the product chamber 3 is at least partially cooled by the cooling device 9 with. Furthermore, both in the product chamber 3 and in the ice chamber 11 a technical vacuum generated, for example, with a pressure of about 3 to 20 mbar. The evaporation of solvent from the drying material 6 in the vials 5 occurs. The vaporized solvent passes through the openings 12, which are not closed in a fluid-tight manner, to the deposition surfaces 20 of the cooling device 9, where ice crystals are formed. The generation of the technical vacuum in the product chamber 3 and the ice chamber 11 takes place by actuation of the pump 30 with the valve 28 open and the valve 23 closed.
  • The supply 16 is supplied (simultaneously or subsequently to the aforementioned method steps) via the connection 25 with the valve 26 open, but the valve 23 is pressurized gas or the liquid, in particular the liquid nitrogen. An additional pressure increase in the reservoir 16 may be achieved by operation of a pump. If desired, cooling of the gas in the reservoir 16 may be accomplished by operation of the cooling device 24. It is also possible that in the supply 16 only the atmospheric pressure acts, which nevertheless over the pressure in the product chamber 3 and the ice chamber 11, an overpressure in the stock 16 is present. If a liquid, in particular liquid nitrogen, is arranged in the supply 16, then this can be deliberately boiled by operation of the heating device 24, thus making available the pressurized gas.
  • If sufficient ice crystals have deposited on the deposition surfaces 20 (or if a sufficiently large number of ice crystals in an ice mist are present in an otherwise different manner in the ice chamber 11), the valve 23 is opened when the valve 28 is closed, whereby it is also possible to use only a pulse-like opening With successive closure and an opening period of in particular only 80 milliseconds, then the valve 23 is opened. Due to the overpressure in the reservoir 16, the gas contained therein flows via the valve 23, the branch 22, the conduit 21, the port 15 and the flow guide element 17 and the lance 18 into the ice chamber 11. From the outlet port 19, the gas flows along the deposition surfaces 20, where this entrains the deposited thereon ice crystals. Under certain circumstances, the gas also carries along the flow path ice crystals of an ice mist in the ice chamber 11. The flowing gas passes with the contained ice crystals through the opening 16 and distributed in the product chamber 3 with the flow around the arranged on the shelves 4 vials 5. It comes as a result of impulsive loading of the vials 5 with the ice crystals for an immediate or short-term formation of ice crystals in the Trocknungsgut. This concludes the "Controlled Nucleation" aimed at according to the invention with a possible sudden freezing of the dried material 6. It is possible for the valve 23 to remain permanently open or to be opened only briefly or in pulses, for example with an opening period of, in particular, less than 100 or 80 milliseconds.
  • This can optionally be followed by another cooling phase in which the product chamber 3 and the ice chamber 11 are ventilated with an inert gas, in particular nitrogen, and at least in the product chamber 3 a lower temperature, in particular in the range of -30 ° C to -50 ° C, is brought about.
  • Following this, any known process steps can be used. In particular, the primary drying then takes place with the sublimation of the material to be dried, wherein the subliming moisture can then pass through the opening 13 to the cooling device 9, whereby the ice chamber 11 is then used as a "classic" ice condenser chamber 7. It may then be followed by further process steps, in particular a secondary drying.

Die Steuerung der zuvor erläuterten Verfahrensschritte erfolgt durch eine elektronische Steuereinheit 31. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die elektronische Steuereinheit 31 extern von dem Gefriertrockner 2 angeordnet. Durchaus möglich ist aber auch, dass die elektronische Steuereinheit 31 an den Gefriertrockner 2 angesetzt ist oder in diesen integriert ist.The control of the above-explained method steps is carried out by an electronic control unit 31. For the illustrated embodiment, the electronic control unit 31 is arranged externally of the freeze dryer 2. It is also quite possible that the electronic control unit 31 is attached to the freeze dryer 2 or is integrated in it.

Die Steuereinheit 31 steuert über die in Fig. 1 gestrichelt dargestellten elektrischen Steuerleitungen 32-37 die Bauelemente der Gefriertrocknungsanlage 1 zur Durchführung des Verfahrens wie zuvor erläutert an:

  • Mittels der Steuerleitung 32 steuert die Steuereinheit 31 die Pumpe 30 an, um in der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 ein technisches Vakuum zu erzeugen. Über die Steuerleitung 33 steuert die Steuereinheit 31 das Ventil 28 in seine Öffnungsstellung, um die gemeinsame Erzeugung des technischen Vakuums in der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 durch Betrieb der Pumpe 30 zu ermöglichen, und am Ende des Betriebs der Pumpe 30 und vor der Öffnung des Ventils 23 in seine Schließstellung, um die Verbindung mit der Pumpe 30 zu schließen. Über die Steuerleitung 34 schließt die Steuereinheit 31 das Ventil 23 während der Befüllung des Vorrats 16 und öffnet dieses, wenn die Zuführung des Gases 16 zu der Eiskammer 11 erforderlich ist. Mittels der Steuerleitung 35 steuert die Steuereinheit 31 das Ventil 26 in eine Öffnungsstellung, wenn Gas dem Vorrat 16 zugeführt werden soll, und in eine Schließstellung, wenn der Vorrat 16 hinreichend gefüllt ist. Mittels der Steuerleitung 36 steuert die Steuereinheit 31 die Kühleinrichtung 9 entsprechend der erforderlichen Kühlleistung an. Schließlich steuert die Steuereinheit 31 über die Steuerleitung 37 die Verschlusseinrichtung 14 derart an, dass während der erläuterten Verfahrensschritte die Verschlusseinrichtung 14 ihre Öffnungsstellung einnimmt mit freigegebener Öffnung 13 und Verbindung der Produktkammer 3 mit der Eiskondensatorkammer 7 / Eiskammer 11. Über eine weitere (hier nicht dargestellte) Steuerleitung kann die Steuereinheit 31 auch die Heiz- und/oder Kühleinrichtung 24 ansteuern.
The control unit 31 controls via the in Fig. 1 Dashed lines shown electrical control lines 32-37, the components of the freeze-drying plant 1 for performing the method as previously explained to:
  • By means of the control line 32, the control unit 31 controls the pump 30 to generate a technical vacuum in the product chamber 3 and the ice chamber 11. Via the control line 33, the control unit 31 controls the valve 28 in its open position to allow the common generation of the technical vacuum in the product chamber 3 and the ice chamber 11 by operation of the pump 30, and at the end of the operation of the pump 30 and before Opening the valve 23 in its closed position to close the connection with the pump 30. Via the control line 34, the control unit 31 closes the valve 23 during the filling of the supply 16 and opens it when the supply of the gas 16 to the ice chamber 11 is required. By means of the control line 35, the control unit 31 controls the valve 26 in an open position when gas is to be supplied to the stock 16, and in a closed position when the stock 16 is sufficiently filled. By means of the control line 36, the control unit 31 controls the cooling device 9 according to the required cooling capacity. Finally, the control unit 31 controls the closure device 14 via the control line 37 in such a way that the closure device 14 assumes its open position with the opening 13 released and the product chamber 3 is connected to the ice condenser chamber 7 / ice chamber 11 via a further (not shown here) ) Control line 31, the control unit 31 and the heating and / or cooling device 24 to control.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Gefriertrocknungsanlage 1 ist der Gefriertrockner 2 grundsätzlich entsprechend Fig. 1 und der zugeordneten Beschreibung ausgebildet. Allerdings ist hier die Eiskondensatorkammer 7 nicht zusätzlich als Eiskammer 11 genutzt. Des Weiteren verfügt der Gefriertrockner 2 über einen Anschluss 38, welcher hier in die Produktkammer 3 mündet, aber auch abweichend in die Eiskondensatorkammer 7 münden kann. Der Anschluss 38 ist über eine fluidische Leitung 39 mit der hier extern angeordneten Eiskammer 11 verbunden. Der durchgängige Leitungsquerschnitt der Leitung 39 und des Anschlusses 38 bildet hierbei eine Öffnung 40, welche die Eiskammer 11 mit der Produktkammer 3 zumindest während der hier einschlägigen Verfahrensschritte mit der Erzeugung der Eiskristalle und der Beaufschlagung der Vials 5 mit den Eiskristallen permanent verbindet. Die Eiskammer 11 verfügt über einen Entlüftungsanschluss 41, welcher über ein Ventil 42 mit dem Sauganschluss 29 der Pumpe 30 verbunden ist. Des Weiteren ist ein Anschluss 43 der Eiskammer 11 über ein Ventil 23 mit einem hier nicht näher dargestellten Vorrat 16, insbesondere einer Quelle für Flüssigstickstoff, verbunden.At the in Fig. 2 illustrated embodiment of the freeze dryer 1, the freeze dryer 2 is basically the same Fig. 1 and the associated description. However, here the ice condenser chamber 7 is not additionally used as an ice chamber 11. Furthermore, the freeze drier 2 has a connection 38, which here opens into the product chamber 3, but can also open into the ice condenser chamber 7 in a divergent manner. The connection 38 is connected via a fluidic line 39 to the ice chamber 11 arranged externally here. The continuous line cross-section of the line 39 and the terminal 38 in this case forms an opening 40, which permanently connects the ice chamber 11 with the product chamber 3 at least during the relevant process steps with the production of ice crystals and the loading of the vials 5 with the ice crystals. The ice chamber 11 has a venting port 41, which is connected via a valve 42 to the suction port 29 of the pump 30. Furthermore, a connection 43 of the ice chamber 11 via a valve 23 with a supply 16, not shown here, in particular a source of liquid nitrogen, connected.

Die externe Eiskammer 11 kann Bestandteil einer Nachrüsteinheit oder eines Nachrüstsatzes sein, in dem diese einen Nukleator-Zusatzbehälter 45 bildet und mit dem ein herkömmlicher Gefriertrockner 2 zur Ermöglichung einer "Controlled Nucleation" nachgerüstet werden kann.The external ice chamber 11 may be part of a retrofit unit or a retrofit kit in which it forms a nucleator additional container 45 and with which a conventional freeze dryer 2 can be retrofitted to enable a "controlled nucleation".

Das Gefrieren des Trocknungsguts 6 erfolgt für die Gefriertrocknungsanlage 1 gemäß Fig. 2 wie folgt:

  • Nach Einbringung der Vials 5 mit dem Trocknungsgut in die Produktkammer 3 und dichter Verschließung des Gefriertrockners 2 erfolgt (ggf. nach einer Spülung der Produktkammer 3, der Eiskondensatorkammer 7 und/oder der Eiskammer 11 mit einem inerten Gas wie Stickstoff) die gemeinsame Erzeugung eines technischen Vakuums (bspw. im Bereich von 5 bis 20 mbar) sowohl in der Produktkammer 3 als auch in der Eiskammer 11. Hierzu ist das Ventil 23 geschlossen, während bei geöffnetem Ventil 42 der Betrieb der Pumpe 30 erfolgt. Das in der Produktkammer 3, der Leitung 39 und der Eiskammer 11 angeordnete Gas wird somit über die Pumpe 30 evakuiert.
  • Infolge des technischen Vakuums in der Produktkammer 3 und einer Temperatur unterhalb der Gefriertemperatur in der Produktkammer 3 (bspw. -5°C) kommt es zu einer Verdunstung des Lösungsmittels in dem Trocknungsgut 6. Dieses verdunstete Lösungsmittel gelangt über den Anschluss 38 und die Leitung 39 in die Eiskammer 11, wo sich das verdunstete Lösungsmittel als Eiskristalle an Ablagerungsflächen 20 einer in der Eiskammer 11 angeordneten Kühleinrichtung 9 ablagert. Hierbei kann die Temperatur der Kühleinrichtung 9 oder der Ablagerungsfläche 20 im Bereich von -30 bis -40°C liegen.
  • Nach Schließung des Ventils 42 wird dann das Ventil 23 geöffnet. Gas des Vorrats 16 mit Atmosphärendruck oder einem anderen Druck oberhalb des technischen Vakuums in der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 gelangt über den Anschluss 43 in die Eiskammer 11. Das Gas strömt entlang der Ablagerungsflächen 20 und nimmt von dieser Eiskristalle mit. Das Gas gelangt dann durch die Leitung 39 in die Produktkammer 3, wo das Gas mit darin mitgeführten Eiskristallen die Vials 5 beaufschlagt und es zu der "Controlled Nucleation" kommt.
  • Hieran anschließend können an sich bekannte Verfahrensschritte für die Gefriertrocknung, insbesondere ein weiteres Gefrieren wie für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschrieben, eine Primärtrocknung mit dem sublimierenden Lösungsmittel und eine Sekundärtrocknung, durchgeführt werden.
The freezing of the drying material 6 is carried out for the freeze-drying plant 1 according to Fig. 2 as follows:
  • After introduction of the vials 5 with the material to be dried in the product chamber 3 and tight closure of the freeze dryer 2 takes place (possibly after flushing the product chamber 3, the ice condenser chamber 7 and / or the ice chamber 11 with an inert gas such as nitrogen) the joint production of a technical Vacuum (eg. In the range of 5 to 20 mbar) both in the product chamber 3 and in the ice chamber 11. For this purpose, the valve 23 is closed, while the valve 42 is open, the operation of the pump 30. The gas arranged in the product chamber 3, the line 39 and the ice chamber 11 is thus evacuated via the pump 30.
  • As a result of the technical vacuum in the product chamber 3 and a temperature below the freezing temperature in the product chamber 3 (for example. -5 ° C) there is an evaporation of the solvent in the Trocknungsgut 6. This evaporated solvent passes through the terminal 38 and the line 39th into the ice chamber 11, where the evaporated solvent deposits as ice crystals on deposition surfaces 20 of a cooling device 9 arranged in the ice chamber 11. Here, the temperature of the cooling device 9 or the deposition surface 20 may be in the range of -30 to -40 ° C.
  • After closing the valve 42, the valve 23 is then opened. Gas of the reservoir 16 at atmospheric pressure or other pressure above the technical vacuum in the product chamber 3 and the ice chamber 11 passes through the port 43 into the ice chamber 11. The gas flows along the deposition surfaces 20 and carries with them ice crystals. The gas then passes through the line 39 into the product chamber 3, where the gas with ice crystals entrained therein, the vials 5 is applied and it comes to the "Controlled Nucleation".
  • Thereafter, known per se for process steps for freeze-drying, in particular a further freezing as for the embodiment according to Fig. 1 described a primary drying with the subliming solvent and a secondary drying can be performed.

Auch hier erfolgt die Steuerung des Verfahrens durch eine Steuereinheit 31. Über die Steuerleitung 32 steuert die Steuereinheit 31 die Pumpe 30 an, während die Steuerleitungen 33, 35 der Ansteuerung des Ventils 42 und 23 dienen.Again, the control of the process by a control unit 31 via the control line 32, the control unit 31 controls the pump 30, while the control lines 33, 35 of the control of the valve 42 and 23 are used.

Um lediglich ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, beträgt das Volumen des Vorratsbehälter 44 ungefähr sieben Liter, während das Volumen der Produktkammer 3 und der Eiskammer 11 gemeinsam 125 Liter beträgt.To give only an example, the volume of the reservoir 44 is about seven liters, while the volume of the product chamber 3 and the ice chamber 11 together is 125 liters.

In der Eiskondensatorkammer 7 werden vorzugsweise Temperaturen im Bereich von -100°C bis -50°C erreicht.In the ice condenser chamber 7, temperatures in the range of -100 ° C to -50 ° C are preferably achieved.

Von Interesse kann unter Umständen sein, eine herkömmliche Gefriertrocknungsanlage umzurüsten und hinsichtlich der Funktionsweise zu verbessern oder zu erweitern, was nachträglich nach Auslieferung der herkömmlichen Gefriertrocknungsanlage an den Kunden, unter Umständen auch erst nach vielen Jahren, oder auch werkseitig erfolgen kann, so dass dann wahlweise der Vertrieb der herkömmlichen Gefriertrocknungsanlage oder der nachgerüsteten Gefriertrocknungsanlage erfolgen kann. Ausgangspunkt ist hierbei eine herkömmliche Gefriertrocknungsanlage, welche keine "Controlled Nucleation" des Trocknungsguts durch Beaufschlagung der Produkte in einer Trocknungskammer mit einem strömenden, Eiskristalle beinhaltenden Gas ermöglicht. Verwendet wird dann ein Nachrüstsatz mit einem Nukleator-Zusatzbehälter, der eine Eiskammer oder ein Vorrat ist, um die vorgenannte herkömmliche Gefriertrocknungsanlage umzubauen zu einer Gefriertrocknungsanlage, wie diese zuvor erläutert ist und welche eine "Controlled Nucleation" des Trocknungsguts durch Beaufschlagung der Produkte in einer Trocknungskammer mit einem strömenden, Eiskristalle beinhaltenden Gas ermöglicht.Of interest may be under circumstances to retrofit a conventional freeze-drying plant and to improve or expand the operation, which can be done later after delivery of the conventional freeze-drying plant to the customer, sometimes only after many years, or at the factory, so that optional the distribution of the conventional freeze-drying plant or the retrofitted freeze-drying plant can be done. The starting point here is a conventional freeze-drying plant, which does not allow "controlled nucleation" of the material to be dried by subjecting the products in a drying chamber to a flowing, ice-crystal-containing gas. A retrofit kit comprising a nucleator supplemental vessel, which is an ice chamber or supply to convert the aforesaid conventional freeze dryer to a freeze dryer as previously discussed, and which provides controlled nucleation of the product to be dried by subjecting the products to a drying chamber, is then used with a flowing, ice crystals containing gas allows.

Hierbei gibt es zwei unterschiedliche Ausgestaltungen, wenn eine Nachrüstung eines herkömmlichen Gefriertrockners erfolgen soll, welcher bereits über eine Produktkammer und eine Kondensatorkammer verfügt:

  1. a) Möglich ist, dass über die Nachrüsteinheit oder den Nachrüstsatz mit dem Nukleator-Zusatzbehälter sowohl das über Druck stehende Gas als auch die mit dem strömenden Gas mitgeführten Eiskristalle bereitgestellt wird. In diesem Fall bildet der Nukleator-Zusatzbehälter eine Eiskammer, in welcher die Eiskristalle (außerhalb des herkömmlichen Gefriertrockners) gebildet werden. Vorzugsweise dient dann die Eiskammer auch der Aufnahme des unter Druck stehenden Gases. Zur Herbeiführung der "Controlled Nucleation" wird in diesem Fall der Nukleator-Zusatzbehälter mit dem herkömmlichen Gefriertrockner verbunden und das unter Druck stehende Gas mit den mitgeführten Eiskristallen wird durch die Produktkammer unter Beaufschlagung der Produkte geleitet, was auch mit einer Durchleitung durch die Kondensatorkammer erfolgen kann.
  2. b) Für eine alternative Ausgestaltung wird ausgenutzt, dass in der Kondensatorkammer eines herkömmlichen Gefriertrockners unter Umständen bereits eine Kühleinrichtung vorhanden ist. Diese kann multifunktional genutzt werden, in dem die Kondensatorkammer gleichzeitig als Eiskammer genutzt wird, so dass hierin die von dem Gas mitgeführten Eiskristalle gebildet werden, die für die "Controlled Nucleation" genutzt werden. In diesem Fall bildet der Nukleator-Zusatzbehälter einen Vorrat, über welchen das unter Druck stehende Gas bereitgestellt wird. Sind in der dann als Eiskammer genutzten Kondensatorkammer die Eiskristalle gebildet, wird das Gas von dem Vorrat der Kondensatorkammer/Eiskammer zugeführt und unter Mitnahme der Eiskristalle gelangt das Gas in die Produktkammer, wo dieses mit den Eiskristallen die Produkte beaufschlagt.
There are two different embodiments, if a retrofit of a conventional freeze dryer is to take place, which already has a product chamber and a condenser chamber:
  1. a) It is possible that both the pressurized gas and the entrained with the flowing gas ice crystals is provided on the retrofit unit or the retrofit kit with the nucleator auxiliary tank. In this case, the nucleator auxiliary container forms an ice chamber in which the ice crystals (outside the conventional freeze dryer) are formed. Preferably, then the ice chamber also serves to receive the pressurized gas. In this case, to effect the controlled nucleation, the nucleator auxiliary tank is connected to the conventional freeze dryer and the gas under pressure is connected to the conventional freeze dryer entrained ice crystals is passed through the product chamber under exposure to the products, which can also be done with a passage through the condenser chamber.
  2. b) For an alternative embodiment, use is made of the fact that a cooling device may already be present in the condenser chamber of a conventional freeze-dryer. This can be used multifunctional, in which the condenser chamber is used at the same time as an ice chamber, so that herein formed by the gas ice crystals are formed, which are used for the "Controlled Nucleation". In this case, the nucleator supplemental container forms a reservoir over which the pressurized gas is provided. If the ice crystals are formed in the condenser chamber then used as the ice chamber, the gas is supplied from the supply to the condenser chamber / ice chamber and, taking along the ice crystals, the gas passes into the product chamber, where it applies the ice crystals to the products.

Der Nachrüstsatz kann ein Software-Update beinhalten, insbesondere einen Datenträger mit Steuerlogik für ein Software-Update. Das Software-Update modifiziert die Steuerlogik einer ohnehin in dem herkömmlichen Gefriertrockner vorhandenen Steuereinheit. Die Modifikation erfolgt derart, dass zu einem Zeitpunkt, zu welchem in einer Eiskammer, welche von der Kondensatorkammer ausgebildet sein kann oder als separate Eiskammer ausgebildet sein kann, Eiskristalle vorhanden sind oder hergestellt sind, und zu welchem die Eiskammer über eine Öffnung mit der Produktkammer verbunden ist, ein Steuersignal erzeugt wird. Dieses Steuersignal öffnet ein Ventil. Mit Öffnung des Ventils strömt Gas, welches von dem Vorrat, welcher als separater Vorrat ausgebildet sein kann oder integral mit der Eiskammer ausgebildet sein kann, bereitgestellt wird, durch das Ventil und durch die Eiskammer unter Mitnahme von Eiskristallen in die Produktkammer strömt, womit die "Controlled Nucleation" erfolgt. Somit kann mittels des Software-Updates unter Nutzung der Steuereinheit des herkömmlichen Gefriertrockners die Steuerung der "Controlled Nucleation" erfolgen.The retrofit kit may include a software update, in particular a data carrier with control logic for a software update. The software update modifies the control logic of a control unit already present in the conventional freeze dryer. The modification is made such that at a time when ice crystals are present or produced in an ice chamber, which may be formed by the condenser chamber or formed as a separate ice chamber, and to which the ice chamber is connected to the product chamber via an orifice is, a control signal is generated. This control signal opens a valve. With the opening of the valve flows gas, which from the supply, which may be formed as a separate supply or may be formed integrally with the ice chamber is provided, flows through the valve and through the ice chamber with entrainment of ice crystals in the product chamber, whereby the " Controlled Nucleation "takes place. Thus, by means of the software update using the control unit of the conventional freeze dryer, the control of the "Controlled Nucleation" done.

Der Nachrüstsatz kann ein Ventil aufweisen. Dieses Ventil wird zwischen dem oder einem Vorrat und einer der Eiskammer angeordnet ist. Durch geeignete Ansteuerung des Ventils über die unter Umständen durch das Software-Update modifizierte Steuerlogik, kann die "Controlled Nucleation" gesteuert werden.The retrofit kit may have a valve. This valve is placed between the or a supply and one of the ice chamber. By controlling the valve via the control logic, possibly modified by the software update, the Controlled Nucleation can be controlled.

Möglich ist auch, dass ein Nachrüstsatz oder eine Nachrüsteinheit, insbesondere eine Eiskammer und/oder ein Vorrat, mit mehreren Gefriertrocknern verbunden ist, so dass dieser oder diese, beispielsweise alternierend oder je nachdem, welcher Gefriertrockner gerade genutzt werden soll, für die "Controlled Nucleation" in den mehreren Gefriertrocknern genutzt werden kann. In diesem Fall kann auch über eine oder die Steuereinheit eine Umschaltung mindestens eines Ventils erfolgen, über welches die Gefriertrockner mit der gemeinsamen Eiskammer und/oder dem gemeinsamen Vorrat verbunden sind.It is also possible that a retrofit kit or a retrofit unit, in particular an ice chamber and / or a supply, is connected to a plurality of freeze dryers, so that this or this, for example, alternately or depending on which freeze dryer is currently being used, for the "Controlled Nucleation "can be used in the several freeze dryers. In this case, it is also possible via one or the control unit to switch over at least one valve via which the freeze dryers are connected to the common ice chamber and / or the common supply.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

11
GefriertrocknungsanlageFreeze drying plant
22
Gefriertrocknerfreeze dryer
33
Produktkammerproduct chamber
44
Stellflächefootprint
55
VialVial
66
Trocknungsgutbe dried
77
Eiskondensatorkammerice condenser
88th
Gehäusecasing
99
Kühleinrichtungcooling device
1010
Kühlschlangecooling coil
1111
Eiskammerice chamber
1212
Zwischenwandungintermediate wall
1313
Öffnungopening
1414
Verschlusseinrichtungclosure device
1515
Anschlussconnection
1616
Vorratstock
1717
StrömungsführungselementFlow guide element
1818
Lanzelance
1919
Austrittsöffnungoutlet opening
2020
Ablagerungsflächedeposition surface
2121
fluidische Leitungfluidic line
2222
Verzweigungbranch
2323
VentilValve
2424
Heiz- und/oder KühleinrichtungHeating and / or cooling device
2525
Anschlussconnection
2626
VentilValve
2727
Leitungmanagement
2828
VentilValve
2929
Sauganschlusssuction
3030
Pumpepump
3131
Steuereinheitcontrol unit
3232
Steuerleitungcontrol line
3333
Steuerleitungcontrol line
3434
Steuerleitungcontrol line
3535
Steuerleitungcontrol line
3636
Steuerleitungcontrol line
3737
Steuerleitungcontrol line
3838
Anschlussconnection
3939
fluidische Leitungfluidic line
4040
Öffnungopening
4141
Anschlussconnection
4242
VentilValve
4343
Anschlussconnection
4444
Vorratsbehälterreservoir
4545
Nukleator-ZusatzbehälterNucleator additional storage tank

Claims (13)

  1. Freeze drying system (1) with
    a) a product chamber (3) wherein products run through a freeze drying process and
    b) an ice chamber (11) used for producing ice crystals,
    c) a valve (23) which is arranged between
    ca) a supply (16) which is able to provide a gas under a pressure which is higher than the pressure in the product chamber (3) and
    cb) the ice chamber (11),
    d) the supply (16), the valve (23), the ice chamber (11) and the product chamber (3) being arranged one behind the other in this sequence,
    e) and a control unit (31),
    characterised in that
    f) the control unit (31) comprises control logic which at a point in time at which
    fa) ice crystals are present in the ice chamber (11) and
    fb) the ice chamber (11) is connected via an opening (13) to the product chamber (3) produces a control signal which opens the valve (23) so that gas streams from the supply (16) through the valve (23) and through the ice chamber (11) taking along ice crystals into the product chamber (3).
  2. Freeze drying system (1) of claim 1, characterised in that the ice chamber (11) is constructionally integrated into a freeze dryer (2).
  3. Freeze drying system (1) of claim 2, characterised in that the ice chamber (11) is formed by an ice condenser chamber (7) of the freeze dryer (2).
  4. Freeze drying system (1) of claim 1, characterised in that
    a) the ice chamber (11) is formed separately from the freeze dryer (2) and
    b) the ice chamber (11) is connected via a line (39) to a port (38) of the freeze dryer (2) to the freeze dryer (2), the port (38) opening into the product chamber (3) or ice condenser chamber (7).
  5. Freeze drying system (1) of one of the preceding claims, characterised in that a guiding element (17) for the stream of gas is provided in the ice chamber (11) or in the ice condenser chamber (7), the guiding element (17) guiding and/or redirecting gas which is provided by the supply (16) towards deposition surfaces (20) for ice crystals.
  6. Freeze drying system (1) of one of the preceding claims, characterised in that the supply (16) comprises a supply reservoir (44).
  7. Freeze drying system (1) of claim 6, characterised in that the supply reservoir (44) comprises a heating and/or cooling device (24) for heating and/or cooling the pressurized fluid in the supply reservoir (44).
  8. Freeze drying system (1) of one of the preceding claims, characterised in that the supply (16) comprises liquid nitrogen.
  9. Method for controlling a freeze drying system (1) of one of claims 1 to 8, wherein
    a) in the product chamber (3) and in the ice chamber (11) connected to the product chamber (3) by the opening (13) at the same time a technical vacuum and a temperature below the freezing temperature of the product (6) which is to be dried is induced,
    characterised in that
    b) in the ice chamber (11) ice crystals are produced from evaporated solvent of the product (6) which is to be dried and
    c) a valve (23) arranged between a supply (16) which provides a pressurised gas, the pressure of the provided gas being higher than the pressure in the product chamber (3) and in the ice chamber (11), and the ice chamber (11) is opened so that gas streams from the supply (16) through the valve (23) and through the ice chamber (11) taking along ice crystals into the product chamber (3).
  10. Method of claim 9, characterised in that the fluid in the supply (16) is cooled and/or heated by a heating and/or cooling device (24).
  11. Method of one of claims 9 and 10, characterised in that in the region of the ice crystals the gas is guided and/or redirected by a guiding element (17) for the stream of the gas.
  12. Method of one of claims 9 to 11, characterised in that ice crystals are deposited in the ice chamber (11) at deposit surfaces (20).
  13. Method of one of claims 9 to 12, characterised in that an ice fog comprising ice crystals is produced in the ice chamber (11).
EP15167172.4A 2015-05-11 2015-05-11 Freeze drying plant Active EP3093597B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15167172.4A EP3093597B1 (en) 2015-05-11 2015-05-11 Freeze drying plant
PCT/EP2016/055439 WO2016180558A1 (en) 2015-05-11 2016-03-14 Freeze drying system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15167172.4A EP3093597B1 (en) 2015-05-11 2015-05-11 Freeze drying plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3093597A1 EP3093597A1 (en) 2016-11-16
EP3093597B1 true EP3093597B1 (en) 2017-12-27

Family

ID=53174875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15167172.4A Active EP3093597B1 (en) 2015-05-11 2015-05-11 Freeze drying plant

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3093597B1 (en)
WO (1) WO2016180558A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SI3392584T1 (en) 2017-04-21 2020-09-30 Gea Lyophil Gmbh A freeze dryer and a method for inducing nucleation in products
CN107166947A (en) * 2017-05-23 2017-09-15 上海工程技术大学 A kind of freeze dryer energy-saving defrosting device based on film resistor
ES2779023T3 (en) 2017-10-20 2020-08-13 Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen Gmbh Procedure for pressure-based determination of a product parameter in a lyophilizer, lyophilizer, and software product
WO2019192747A1 (en) * 2018-04-05 2019-10-10 Paechnatz Torsten Freeze-drying system and method therefor
CN108371210B (en) * 2018-04-19 2023-08-29 天津商业大学 Vacuum precooling and ice crystal preparation combined system
DE202021101537U1 (en) * 2021-03-24 2021-05-18 Torsten Pächnatz Freeze dryer
CN113357879B (en) * 2021-04-30 2023-10-10 杭州富睿捷科技有限公司 Freeze-drying equipment

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2994132A (en) * 1956-08-22 1961-08-01 Neumann Karlheinz Freeze drying apparatus
US8240065B2 (en) 2007-02-05 2012-08-14 Praxair Technology, Inc. Freeze-dryer and method of controlling the same
US20110179667A1 (en) 2009-09-17 2011-07-28 Lee Ron C Freeze drying system
US8839528B2 (en) 2011-04-29 2014-09-23 Millrock Technology, Inc. Controlled nucleation during freezing step of freeze drying cycle using pressure differential ice fog distribution
US8875413B2 (en) 2012-08-13 2014-11-04 Millrock Technology, Inc. Controlled nucleation during freezing step of freeze drying cycle using pressure differential ice crystals distribution from condensed frost

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3093597A1 (en) 2016-11-16
WO2016180558A1 (en) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3093597B1 (en) Freeze drying plant
DE2403913C2 (en) Method and device for the rapid cooling of containers in a boiler room
DE3836875A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MOLDINGS FROM EXPANDABLE PLASTIC PARTICLES
EP1439218B1 (en) Solvent-free microwave extraction of volatile natural compounds
EP3775739B1 (en) Freeze-dryer and freeze-drying method
DE102008020586A1 (en) Apparatus and method for disinfecting, sterilizing and / or maintaining medical, in particular dental, instruments
DE102007014775B4 (en) Method and device for pressing
DE1442514A1 (en) Method and device for separating the solvent from a solution
DE102016215844B4 (en) Method and apparatus for freeze drying
DE4113512C2 (en) Method and device for freeze drying and pulverizing food
DE102014214656A1 (en) Compression refrigeration system and method for operating a compression refrigeration system
DE112015000704T5 (en) Apparatus for desublimating or condensing a condensable fluid in a closed space
DE102010030195B4 (en) Cooling device for food and nozzle devices therefor
Teichmann et al. Statik der Baukonstruktionen
DE102012006145A1 (en) Extracting flavors from biomaterial comprises e.g. providing biomaterial in extractor and passing gas stream through the biomaterial, and directing gas stream in collection chamber by absorbent and/or introducing water vapor into extractor
EP1433508A1 (en) Extraction system for the extraction with co2 of substances from vegetative raw material
DE102004018788B3 (en) The system to chill and/or freeze moist products, and especially foodstuffs, reduces the pressure within a chamber to lower the temperature for evaporation together with vibration
EP0755625A1 (en) Preservation of tissues or organs by pressurized oxygen
EP2921550B1 (en) Method for reducing the alcohol content of alcoholic beverages, in particular of beer
EP3315669A1 (en) Combination freezing head for nitrogen brine icing
DE69208062T2 (en) Freeze drying container
DE19605945B4 (en) Device for pressure maintenance in a hydraulic accumulator acting as a pulsation damper with flow characteristic
DE102010046221A1 (en) Geothermal probe for use in borehole of surface of Earth, has evaporation chamber at region of lower area, where mist nozzle is arranged in fluid line, and mist nozzle is provided with fluid outlet opening which forms nozzle opening
DE4434580A1 (en) Recovering extracts using liq. carbon di:oxide as solvent
CH696868A5 (en) Apparatus for sterilizing objects.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20151222

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20170720

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 958651

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20180115

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502015002668

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180327

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180328

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180327

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180427

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502015002668

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

26N No opposition filed

Effective date: 20180928

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20180531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180531

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180511

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180511

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180531

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20190511

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190511

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20171227

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20150511

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 958651

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20200511

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200511

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230529

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20230223

Year of fee payment: 9