一种瞬时降压装置及具有该装置的冻干设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及压力控制技术领域，特别涉及一种瞬时降压装置及具有该瞬时降压装 置的冷冻干燥设备。
【背景技术】
[0002] 现有的工业化冷冻干燥装置通常利用制冷和循环系统驱动冷冻硅油对板层上装 置在西林瓶中的药物溶液进行冷冻，由于西林瓶在板层和冻干箱中的二维和三维位置不 同，其传热影响不同，导致不同瓶中药物溶液的温度不同，发生过冷现象的时间和程度不 同，影响后续冷冻干燥的结晶和干燥过程，增加干燥时间，降低成品的均一性和质量。
[0003] 低于热力学凝固点的溶液处于亚稳态，在受到一定的外界刺激时瞬间结晶，采用 瞬时降压的方法可以控制冻干前箱中不同位置的亚稳态药物溶液同时结晶，且晶体形状和 尺寸一致，可以达到控制整箱药物溶液同时结晶的目的，保证成品的均一性和质量。
[0004] 中国专利CN200780004913. 9提供了用于冷冻干燥或冻干的系统和方法，其中的 方法包括如下步骤：
[0005] 以规定的冷却速率将加压的冷冻干燥室中的所述材料冷却到亚稳态，其中所述室 被加压到环境压力和高于环境压力25psi之间；
[0006] 降低所述室中的压力以在所述材料中诱导冷冻形核，其中所述冷冻干燥室中的压 力在降压之后保持在环境压力或高于环境压力；
[0007] 进一步冷却所述形核的材料到最终温度或低于最终温度以冷冻所述材料；
[0008] 干燥所述冷冻的材料以制备具有降低的水分或溶剂的干燥制品。
[0009] 其中的冷冻干燥系统，包括：
[0010] 室，具有受控的气氛和一个或多个用于夹持一个或多个材料容器或小瓶的架子； 用于控制所述室内的所述架子的温度以便控制所述材料温度的机构；
[0011] 冷凝器，连接到所述室并用于从所述室去除任何溶剂或水分；
[0012] 和用于控制所述室的压力以使所述室快速降压从而使所述材料在冷冻过程中形 核并在干燥过程中保持低压的机构。
[0013] 上述专利所发明的装置是重新构建冻干系统，且其中于控制所述室的压力以使所 述室快速降压从而使所述材料在冷冻过程中形核并在干燥过程中保持低压的机构并没有 具体揭露该机构结构和具体技术方案。没有针对性地指出适用于成品冻干装置的方案，对 于工业化冻干机来说不现实。
[0014] 因此，需要一种瞬时降压装置，用以瞬时减低冻干产品所在空间的压力，使得亚稳 态药物溶液同时结晶，克服原有设备和工艺所得产品晶体形状和尺寸一致的缺陷，保证成 品的均一性和质量。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于提供一种瞬时降压装置，可以瞬时改变冻干产品所在空间的压 力，克服原有设备和工艺所得产品晶体形状和尺寸一致的缺陷，保证成品的均一性和质量。 所述瞬时降压装置可用于冻干设备。
[0016] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种瞬时降压装置，包括用于对接 预降压空间的安装接口，设置于所述安装接口处的第一阀门，与所述安装接口连通的抽真 空室，与抽真空室连接的第二阀门，与所述第二阀门连接的泄压室，与所述泄压室连接的第 三阀门。
[0017] 操作过程为，安装接口安装在冻干设备的冻干前箱上，冻干前箱进行预冻同时或 者在预冻前向冻干前箱通入洁净气体使得冻干前箱形成相对高压差，当预冻达到设定温度 后，打开第一阀门，和第三阀门，再打开第二阀门，使得冻干前箱的压力瞬时降低，使得亚稳 态药物溶液同时结晶，关闭第一阀门，关闭第二阀门，关闭第三阀门，完成整个冻干过程，得 到均一性好、复溶性好的高质量成品。
[0018] 优选地本发明所述的抽真空室上设有抽真空接口。该接口可以连接抽真空设备， 这样抽真空室形成一定的负压，进一步扩大与冻干前箱压力差，可以达到更好的瞬时降压 效果。
[0019] 优选地本发明所述的抽真空室上设有清洗灭菌介质进入接口，所述的泄压室设有 清洗灭菌介质排出接口；所述的抽真空室上设有干燥气体进入接口。在完成对冻干前箱的 瞬时降压后，关闭第一阀门，关闭第三阀门，往清洗灭菌介质进入接口通入清洗灭菌介质比 如说蒸馏热水、热水蒸汽对瞬时降压装置进行在线清洗、在线灭菌，清洗灭菌介质从泄压室 设有的清洗灭菌介质排出接口排出；往干燥气体进入接口通入洁净的干燥热气体可以对瞬 时降压装置进行在线干燥。这样减短了冻干生产的循环周期，提高整个冻干生产的效率。
[0020] 优选地本发明所述的泄压室上设有气源进入接口。气源进入接口通入洁净气体， 洁净气体在降压过程中从泄压室的第三阀门处排出，可以防止外部空气倒灌，最大程度的 减低环境空气对瞬时降压装置的污染。
[0021] 优选地本发明所述的第一阀门为蘑菇阀，与第一气缸连接。第一气缸控制第一阀 门的开合，第一气缸连接气动控制器，可以实现自动化控制。
[0022] 优选地本发明所述的第二阀门为蝶阀，与气动控制器连接。第二阀门为蝶阀其可 以快速开合得到瞬时降压的效果，与气动控制器连接可以实现自动化控制。
[0023] 优选地本发明所述的第三阀门为蘑菇阀，与第三气缸连接。第三气缸控制第三阀 门的开合，气缸连接气动控制器，可以实现自动化控制。
[0024] 优选地本发明所述的抽真空室上设有验证口、压力变送器接口。验证口可以检验 瞬时降压装置在线灭菌、在线清洗、是否达到要求；压力变送器接口可以采集数据至控制中 心，控制中心连接气动控制器控制各个阀门的开合实现自动化控制。
[0025] 优选地本发明所述的泄压室上设有清洗口。泄压室在阀门三打开时与外界连通， 增设清洗口对泄压室进行清洗可以保证泄压室的无菌要求符合相关标准。
[0026] 本发明的另外一个目的是提供一种具有瞬时降压装置的冻干设备，该冻干设备为 包含上述的瞬时降压装置，优选地，具体的该冻干设备的冻干前箱上设置有上述的瞬时降 压装置，即安装接口安装在冻干前箱上，与冻干前箱连通或关闭第一阀门的开合状态；冻干 前箱上还设有由于通入洁净气体的增压气体接口，还可以有冻干前箱验证口。所述冻干前 箱可以是专门生产的为了与本发明的瞬时降压装置连接的，为了节约成本、有效利用已有 设备，也可以在现有的冻干前箱的合适位置特别开口，形成安装接口，用于连接所述瞬时降 压装置。所述所述瞬时降压装置可根据需要安装在所述冻干前箱的前方、侧面、顶面或者底 面，只要所述冻干前箱相应位置有合适的安装接口，或者相应位置能够有合适的空间用于 开口从而形成安装接口即可。
[0027] 本发明技术方案通过安装接口的第一阀门，抽真空室的第二阀门，泄压室的第三 阀门的打开可以瞬时减低冻干设备前箱中的压力，使得亚稳态药物溶液同时结晶，得到均 一性好、复溶性好的高质量成品；可以在线清洗、在线灭菌、在线干燥缩短工艺周期提高生 产效率；可以自动化控制减低人工成品；该瞬时降压装置可以对现有设备进行改造升级降 低企业的投资成本。本发明技术方案所述的一种具有瞬时降压装置的冻干设备克服原有设 备和工艺所得产品晶体形状和尺寸一致的缺陷，得到均一性好、复溶性好的高质量成品。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明技术方案中瞬时降压装置的结构示意图
[0029] 图2为本发明技术方案中具有瞬时降压装置的冻干设备的结构示意图 [0030]图3为瞬时降压操作过程样品成核温度和时间的关系图
[0031] 图4为样品瞬时降压成核瞬间图
[0032]图5为瞬时降压成核样品的扫描电镜显微图
[0033] 图6为自然结晶过程中样品成核温度和时间关系图
[0034] 图7为自然结晶过程样品图
[0035] 图8为自然结晶样品扫描电镜显微图
【具体实施方式】
[0036] 以下结合说明书附图对本发明做出具体的阐述：
[0037] 如图1所示：一种瞬时降压装置，包括用于对预降压空间的安装接口 1，设置于所 述安装接口 1处的第一阀门2,与所述安装接口 1连通的抽真空室3,与抽真空室3连接的 第二阀门4,与所述第二阀门4连接的泄压室5,与所述泄压室5连接的第三阀门6。
[0038] 操作过程为，安装接口1安装在冻干设备的冻干前箱上，冻干前箱进行预冻同时 或者在预冻前向冻干前箱通入洁净气体