ES2607108T3 - Tambor giratorio con dispositivo de calefacción para liofilizador - Google Patents

Tambor giratorio con dispositivo de calefacción para liofilizador Download PDF

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ES2607108T3 ES12769023.8T ES12769023T ES2607108T3 ES 2607108 T3 ES2607108 T3 ES 2607108T3 ES 12769023 T ES12769023 T ES 12769023T ES 2607108 T3 ES2607108 T3 ES 2607108T3
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Thomas Gebhard
Roland Kaiser
Matthias Plitzko
Manfred Struschka
Bernhard Luy
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Abstract

Un tambor giratorio (102) con un dispositivo de calefacción (624) para calentar partículas para que sean secadas por congelación en un liofilizador (100), comprendiendo el dispositivo de calefacción (624) al menos un emisor (702) de radiación para aplicar calor por radiación a las partículas; y un separador (704) en forma de tubo 5 para separar las partículas de al menos el emisor, estando el separador (704) íntegramente cerrado en una extremidad (704a) y separando un volumen (706) del emisor que incluye al menos el emisor (702) de un volumen (126) de proceso del tambor dentro del tambor (102), en donde el dispositivo de calefacción (624) está adaptado para sobresalir al volumen (126) de proceso del tambor de tal modo que dicha extremidad (704a) integralmente cerrada del separador (704) está dispuesta dentro del tambor (102) como una extremidad libre, y en donde la otra extremidad (704b) del separador (704) está cerrada por una brida (770) que cierra herméticamente el volumen (706) del emisor definido dentro del tubo contra el volumen (126) de proceso del tambor.

Description

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DESCRIPCION
Tambor giratorio con dispositivo de calefaccion para liofilizador CAMPO TECNICO
La invencion se refiere a un tambor giratorio con un dispositivo de calefaccion para calentar partfculas que han de ser secadas por congelacion en un liofilizador o lmea de proceso de secado por congelacion, y a un liofilizador que comprende tal tambor giratorio.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El secado por congelacion, tambien conocido como liofilizacion, es un proceso para secar productos de alta calidad tales como, por ejemplo, productos farmaceuticos, materiales biologicos tales como protemas, enzimas, microorganismos, y en general cualesquiera materiales sensibles termicamente y/o sensibles a la hidrolisis. El secado por congelacion proporciona el secado de un producto objetivo mediante sublimacion de cristales de hielo a vapor de agua, es decir, mediante la transicion directa de al menos una parte del contenido de agua del producto desde la fase solida a la fase gaseosa.
Los procesos de secado por congelacion en el area farmaceutica pueden ser empleados, por ejemplo, para el secado de farmacos, formulaciones de farmacos, Ingredientes Farmaceuticos Activos ("API"), hormonas, hormonas a base de peptidos, carbohidratos, anticuerpos monoclonales, productos de plasma sangmneo o derivados de los mismos, composiciones inmunologicas incluyendo vacunas, sustancias terapeuticas, otras inyectables y sustancias en general que de otro modo no serfan estables a lo largo de un perfodo de tiempo deseado. Con el fin de que un producto pueda ser almacenado y transportado, el agua (o disolvente) ha de ser eliminada antes de sellar el producto en viales o contenedores para la preservacion de esterilidad y/o contencion. En el caso de productos farmaceuticos y biologicos, el producto liofilizado puede ser reconstituido posteriormente disolviendo el producto en un medio reconstituyente adecuado (por ejemplo, un diluyente de grado farmaceutico) antes, por ejemplo, de su inyeccion.
Un liofilizador es generalmente entendido como un dispositivo de proceso que puede, por ejemplo, ser empleado en una lmea de proceso para la produccion de partfculas liofilizadas con tamanos, por ejemplo, que oscilan desde micrones (pm) a milfmetros (mm). El secado por congelacion puede ser realizado bajo condiciones de presion arbitrarias, por ejemplo, condiciones de presion atmosferica, pero tambien puede ser realizado eficientemente (en terminos de, por ejemplo, escalas de tiempo de secado) bajo condiciones de vado, es decir, condiciones de baja presion definidas, con las que el experto esta familiarizado.
Las partfculas pueden ser secadas despues de llenar viales o recipientes. Generalmente, sin embargo, la mayor eficiencia de secado se consigue cuando las partfculas son secadas como a granel, es decir antes de cualquier operacion de llenado. Un enfoque para un liofilizador a granel comprende emplear un tambor giratorio para recibir las partfculas y mantenerlas bajo rotacion durante al menos parte del proceso de secado por congelacion. El tambor giratorio mezcla el producto a granel lo que aumenta el area efectiva disponible para la transferencia de calor y de masa en comparacion con un secado de las partfculas despues de que ellas han sido llenadas en viales o recipientes o como un producto a granel en bandejas estacionarias. Generalmente, el secado a granel basado en un tambor puede conducir eficientemente a condiciones de secado homogeneas para el lote completo.
El documento WO 2009/109 550 A1 describe un proceso para estabilizar una composicion de vacuna que contiene un adyuvante. El proceso comprende el encapsulado y congelacion de una formulacion, y el subsiguiente secado por congelacion a granel y el llenado en seco del producto en recipientes finales. El liofilizador puede comprender bandejas previamente enfriadas que recogen las partfculas congeladas, y que a continuacion son cargadas sobre estantes enfriados previamente del liofilizador. Una vez que el liofilizador es enfriado, es extrafdo un vado en la camara de secado por congelacion para iniciar la sublimacion del agua a partir de los pellets. El secado por tambor giratorio al vado es propuesto como una alternativa al secado por congelacion basado en bandejas.
La sublimacion del vapor puede ademas ser promovida por distintas medidas destinadas a establecer o a mantener condiciones optimas del proceso tales como las que se refieren a la presion, temperatura, humedad, etc. del proceso, en el volumen del proceso. La temperatura optima del proceso puede ser alcanzada enfriando el volumen del proceso a aproximadamente -40° C a -60° C, por ejemplo. Sin embargo, la sublimacion en curso del volumen del proceso tiende a disminuir la temperatura adicionalmente, lo que conduce a una disminucion en la eficiencia del secado. Por ello la temperatura ha de ser mantenida dentro de un intervalo optimo durante el secado por congelacion y se requiere un mecanismo de calefaccion correspondiente.
El documento DE 196 54 134 C2 describe un dispositivo para secar por congelacion productos en un tambor giratorio. El tambor es llenado con el producto a granel. Durante el secado por congelacion, se establece un vado dentro del tambor haciendo girar lentamente el tambor. El vapor liberado por sublimacion a partir del producto es extrafdo del tambor. El tambor puede ser calentado, espedficamente, la pared interior del tambor puede ser calentada mediante un medio de calefaccion previsto fuera del tambor en un espacio anular entre el tambor y una camara que aloja el tambor. El enfriamiento es conseguido insertando un medio criogenico en el espacio anular.
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Generalmente, la transferencia de calor por intermedio de la pared del tambor tiene varias desventajas. Por ejemplo, hay una tendencia a que las partreulas se adhieran (se peguen) a la superfine interior del tambor, por ejemplo, debido al elevado contenido de agua congelada al menos al comienzo del proceso de secado y/o a causa de interacciones electrostaticas de partfculas entre sf y/o con el tambor. Las partreulas que se pegan a la pared del tambor hacen subir la temperature de la pared interior. Como resultado, la temperature maxima de la pared calentada esta limitada a un valor donde la calidad del producto no es afectada negativamente, por ejemplo, debido a una fusion parcial o total de las partfculas pegadas a ella. Por ello, la pegajosidad del producto ha de ser tenida en cuenta cuando se disena una lrnea de proceso. Esto limita generalmente la proposicion de transferencia de calor a traves de la superficie de la pared interior de un tambor giratorio y consecuentemente alarga el proceso de secado por congelacion ya que es diffcil mantener la temperatura de secado optima en ausencia de otros mecanismos de calentamiento.
Se han hecho intentos para evitar el efecto de partfculas pegajosas antes mencionado. Se han propuesto disenos que pretenden proporcionar una fuente de calentamiento dentro de un dispositivo de tambor giratorio. En tal diseno, en los documentos US 2 388 917 A o DE 20 2005 021 235 U1, un emisor de radiacion infrarroja (IR) esta dispuesto dentro del volumen del tambor usualmente rodeado o al menos parcialmente cubierto por un medio de apantallamiento protector o similar. Sin embargo, tal fuente de calentamiento puede afectar negativamente a la calidad del producto. Por ejemplo, las partfculas pueden caer fuera de la pared del tambor giratorio atravesar el volumen del tambor y por suerte hacer contacto con el emisor de calor operativo, a pesar de distintos intentos de proporcionar un apantallamiento protector del emisor. Adicional, o alternativamente, el vapor de sublimacion extrafdo fuera del tambor puede transportar partfculas a traves del volumen del proceso dentro del tambor. Varias de estas partfculas una vez en vuelo pueden llegar de manera similar lo bastante cerca o hacer contacto realmente con el emisor de calor operativo. Esto puede conducir a que una fraccion del producto se funda parcial o totalmente. Como consecuencia adicional, las partfculas fundidas pueden pegarse entre sf (aglomerarse). Aun como otra consecuencia, las partfculas fundidas pueden pegarse a las paredes del tambor y/o a la superficie o superficies emisoras, etc. Como resultado, la calidad del producto puede ser afectada negativamente, y pueden ocurrir problemas con el funcionamiento del emisor, y/o pueden ocurrir problemas con los subsiguientes procesos de limpieza y/o esterilizacion. Ademas, debido a los diferentes coeficientes de expansion termica inherentes en los diferentes materiales de construccion tfpicamente utilizados en los tambores y dispositivos emisores pueden desarrollarse espacios entre componentes. Esto es particularmente un problema cuando los emisores tfpicos de infrarrojos son utilizados bajo condiciones del proceso al vado dentro del tambor. Como ejemplos de emisores de infrarrojos conocidos, los documentos US 7 067 770 B1, WO 2010/069438 A1 y US 2 535 268 A proporcionan cada uno un ejemplo de un radiador de infrarrojos en forma de tubo. Tambien, las fuentes de calefaccion por infrarrojos son particularmente diffciles de limpiar o esterilizar debido a la mezcla de materiales y al uso de juntas o empaquetaduras entre componentes tales como bridas y tubos de vidrio.
RESUMEN DEL INVENTO
En vista de lo anterior, un objeto que subyace en la presente invencion es proporcionar un tambor giratorio perfeccionado con un dispositivo de calefaccion para un liofilizador basado en un tambor giratorio; en particular, se proporciona un tambor giratorio con un dispositivo de calefaccion para un liofilizador basado en un tambor giratorio que permite una limpieza y/o esterilizacion eficientes, por ejemplo, permite la implementacion eficiente de conceptos de Limpieza in Situ ("CiP") y/o Esterilizacion in Situ ("SiP"), y que impide cualquier clase de fuga del dispositivo de calefaccion. Por ello, resulta posible establecer y/o mantener una temperatura de proceso optima durante el secado por congelacion de manera mas eficiente de lo que es posible con los enfoques convencionales. Ademas, con un dispositivo de calefaccion como se ha descrito, puede conseguirse una mayor entrada de energfa durante el secado por congelacion que con los enfoques convencionales, asf como tiempos de secado mas cortos de los que son actualmente obtenibles. Por tanto, puede asegurarse una elevada calidad del producto sin ocurrencia de producto parcial o totalmente fundido (fundido), y puede aumentarse la aplicabilidad del secado por congelacion basado en un tambor giratorio.
Tambien se ha descrito un dispositivo de calefaccion para calentar partfculas que han de ser secadas por congelacion en un tambor giratorio de un liofilizador. El dispositivo de calefaccion comprende al menos un emisor de radiacion para aplicar calor por radiacion a las partfculas; y un separador en forma de tubo para separar las partfculas de al menos el emisor, en que el separador esta cerrado integralmente en una extremidad y separa un volumen de emisor que abarca al menos un emisor de un volumen de proceso del tambor dentro del tambor. Aqrn, el dispositivo de calefaccion esta adaptado para sobresalir en el volumen del proceso del tambor de tal modo que la extremidad integralmente cerrada del separador esta dispuesta dentro del tambor como una extremidad libre.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, el objeto de la invencion es conseguido previendo un tambor giratorio con un dispositivo de calefaccion para calentar partfculas que han de ser secadas por congelacion en un liofilizador. El dispositivo de calefaccion de acuerdo con la invencion comprende al menos un emisor de radiacion para aplicar calor por radiacion a las partfculas; y un separador en forma de tubo para separar las partfculas de al menos el emisor, en el que separador esta cerrado integralmente en una extremidad y separa un volumen emisor que abarca al menos el emisor de un volumen de proceso del tambor dentro del tambor. Aqrn, el dispositivo de calefaccion esta adaptado para sobresalir en el volumen de proceso del tambor de tal modo que la extremidad integralmente cerrada del separador esta dispuesta dentro del tambor como una extremidad libre, en donde la otra extremidad del separador esta cerrada por una brida que cierra hermeticamente el volumen del emisor definido dentro del tubo contra el volumen de proceso del tambor.
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Las partfculas pueden comprender granulos o pellets, en los que el termino "pellets" puede referirse predominantemente a partfculas esferoidales o redondas, mientras el termino "granulos" puede referirse a partfculas formadas irregularmente de manera dominante. En realizaciones particulares, las partfculas que han de ser secadas por congelacion comprenden micro-partfculas, tales como micro-pellets o micro-granulos, es decir, partfculas con tamanos del orden del micron. De acuerdo con un ejemplo espedfico, las partfculas que han de ser secadas por congelacion comprenden esencialmente micro-pellets redondos con un valor medio para los diametros de los mismos seleccionado desde dentro del intervalo de aproximadamente 200 a 800 pm, preferiblemente a 1500 pm, por ejemplo con una distribucion de tamano de partfculas estrecha de aproximadamente ±50 pm alrededor del valor seleccionado.
Como se ha utilizado generalmente aqm, el termino "a granel" se refiere a un sistema o agregacion de partfculas que hacen contacto entre sf, es decir, el sistema comprende multiples partfculas, micro-partfculas, pellets y/o micro-pellets. Por ejemplo, el termino "a granel" puede referirse a una cantidad suelta de pellets que constituyen al menos una parte de un flujo del producto, por ejemplo, un lote de un producto que ha de ser secado por congelacion en un liofilizador, en el que el a granel es perdido en el sentido de que no es llenado en viales, contenedores u otros recipientes para transportar las partfculas/pellets dentro del liofilizador. Una definicion similar sigue siendo cierta para el uso del "a granel" sustantivo o adjetivo. Consecuentemente, un material a granel como es denominado en este documento se referira normalmente a una cantidad de partfculas que exceden de una sola dosis destinada a un solo paciente. De acuerdo con una realizacion ejemplar, una ejecucion de produccion puede comprender una produccion de material a granel suficiente para llenar uno o mas Contenedores Intermedios a Granel ("IBC").
Generalmente, un liofilizador se entiende como un dispositivo de proceso que proporciona un volumen de proceso, dentro del cual las condiciones del proceso tales como presion, temperatura, humedad (por ejemplo, contenido de vapor, a menudo vapor de agua, mas generalmente vapor de cualquier disolvente sublimador), etc., pueden ser controladas para conseguir valores deseados para un proceso de secado por congelacion a lo largo de un periodo de tiempo prescrito, por ejemplo, una ejecucion de produccion en una lmea de proceso. El termino "condiciones de proceso" esta destinado a referirse a temperatura, presion, humedad, rotacion del tambor, etc., en el volumen de proceso (preferiblemente cerca de/en contacto con el producto), en el que un control de proceso puede comprender controlar o impulsar tales condiciones de proceso dentro del volumen de proceso de acuerdo con un regimen de proceso deseado, por ejemplo, de acuerdo con una secuencia de tiempo de un perfil de temperatura y/o un perfil de presion deseado. "Condiciones cerradas", ha de entenderse como que comprenden condiciones esteriles y/o condiciones de contencion, estan tambien sujetas a control de proceso, sin embargo, estas condiciones ocasionalmente son descritas de manera explfcita y separada de las otras condiciones de proceso indicadas anteriormente en este documento.
El liofilizador puede estar adaptado para proporcionar una operacion en condiciones cerradas, es decir, esterilidad y/o contencion. Los terminos "esterilidad" (“condiciones esteriles") y "contencion" ("condiciones contenidas") han de ser entendidos como requeridos por las exigencias normativas aplicables para cualquier caso especfico. Por ejemplo, "esterilidad" y/o "contencion" pueden entenderse como definidos de acuerdo con las exigencias de una Buena Practica de Fabricacion ("GMP"). Generalmente, una produccion en condiciones esteriles puede significar que no hay contaminacion (en particular preferiblemente no hay contaminacion microbiana) procedente de un entorno que puede alcanzar al producto. Una produccion bajo contencion puede significar que ni el producto, ni sus elementos, excipientes, etc., pueden dejar el volumen de proceso y alcanzar el medio ambiente.
Un tambor giratorio de acuerdo con la invencion puede tener cualquier forma adecuada para secar por congelacion material a granel. Como ejemplo pero solo como ejemplo, el tambor giratorio comprende una seccion principal para llevar las partfculas que esta terminada en ambas extremidades por secciones de terminacion tales como placas o bridas frontal y posterior, por ejemplo. La seccion principal puede, por ejemplo, ser de forma cilmdrica, pero puede tambien tener la forma de un cono, multiples conos, etc. Realizaciones de tambores giratorios pueden ser simetricas axialmente con referencia a un eje de rotacion y/o de simetna. Sin embargo, tambien pueden contemplarse desviaciones de la simetna pura y pueden tambien comprender, por ejemplo, una seccion transversal del tambor corrugada y/o rasgada. Realizaciones particulares del tambor giratorio pueden comprender aberturas en la placa frontal y/o posterior para extraer el vapor de sublimacion, comunicar condiciones del proceso tales como presion y temperatura entre un volumen de proceso interior y exterior, etc.
Realizaciones de liofilizadores para soportar un secado por congelacion del producto a granel en un tambor pueden comprender: 1) una camara de alojamiento para alojar el tambor; 2) un soporte para soportar una rotacion del tambor, por ejemplo, que incluye un accionamiento; y/o 3) equipo para establecer condiciones del proceso al menos dentro del tambor tales como el equipo de refrigeracion y calefaccion. El equipo de calefaccion comprende una o mas realizaciones de dispositivos de calefaccion como se ha descrito en este documento y/o como es generalmente conocido.
En algunas realizaciones, el tambor giratorio puede ser adaptado para utilizar dentro de una camara de alojamiento implementada como una camara de vado del liofilizador. La camara de vado puede comprender una pared de confinamiento que proporcionan un cierre hermetico, es decir, separacion o aislamiento hermetico del volumen de proceso confinado de un entorno, definiendo por ello el volumen de proceso. El tambor puede estar dispuesto totalmente dentro del volumen de proceso.
De acuerdo con distintas realizaciones, el tambor esta generalmente abierto, es decir una parte del volumen de proceso
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interno al tambor puede estar en comunicacion abierta con una parte del volumen de proceso externo al tambor. Condiciones del proceso tales como presion, temperatura, y/o humedad tenderan a igualarse entre las partes del volumen de proceso interior y exterior. Por ello, el tambor no necesita estar limitado a formas particulares conocidas por ejemplo para recipientes de presion (exceso). Por ejemplo, la placa frontal y/o la placa posterior pueden ser de forma generalmente a modo de cono o de cupula, por ejemplo, puede estar formada como una cupula o cono en forma de plato, o puede ser de cualquier otra forma apropiada para una aplicacion particular.
De acuerdo con distintas realizaciones, por ejemplo, la placa frontal comprende una abertura de carga para cargar y descargar opcionalmente las partfculas. Adicional, o alternativamente, la placa posterior puede estar implicada en la carga y/o descarga. En un ejemplo, la carga puede ser conseguida mediante una o mas aberturas en la placa frontal, y la descarga puede ser conseguida mediante una o mas aberturas en la placa posterior.
De acuerdo con distintas realizaciones, el emisor de radiacion comprende una o mas helices o serpentines helicoidales radiantes (serpentines de calefaccion, helices de calefaccion) protegidos dentro de tubos tales como tubos individuales, tubos dobles, etc. El emisor puede estar adaptado para emitir radiacion en un rango infrarrojo. Por ejemplo, la longitud de onda de la radiacion emitida puede tener un maximo en un rango del micron, tal como seleccionado de un rango de aproximadamente 0,5 pm a 3,0 pm, de modo preferible aproximadamente de 0,7 pm a 2,7 pm, mas preferiblemente desde aproximadamente 1,0 pm a 2,0 pm. Un tubo emisor puede estar cubierto parcialmente con un medio reflectante tal como un revestimiento de oro aplicado a una seccion o parte del tubo. Tal medio reflectante puede estar adaptado para dirigir la radiacion emitida principalmente en un intervalo angular particular. Por ejemplo, un emisor puede estar dispuesto para emitir preferiblemente radiacion hacia el producto, de tal modo que pueda ser irradiada menos energfa hacia partes de la superficie interior del tambor no cubiertas por el producto.
El emisor de radiacion puede ser controlado mediante circuitos de control externo del proceso para controlar, por ejemplo, una operacion del liofilizador. Por ejemplo, los circuitos de control del proceso para accionar un proceso pueden estar adaptados para controlar uno o mas medios de calefaccion incluyendo una o mas realizaciones de un dispositivo de calefaccion como se ha descrito en este documento. El control del proceso puede comprender en particular controlar de manera permanente una alimentacion de corriente del emisor de radiacion en respuesta a la deteccion de condiciones del proceso tales como una temperatura dentro del volumen de proceso y/o del producto, para optimizar una temperatura dentro del volumen del proceso/de las partfculas. El emisor puede ser hecho funcionar bajo demanda, por ejemplo, si se detecta que una temperatura en el volumen de proceso y/o del producto del proceso disminuye por debajo de un valor de umbral, y/o si se detecta que una presion en el volumen de proceso aumenta por encima de un valor de umbral. Esto puede dar como resultado que el emisor sea hecho funcionar, por ejemplo, a intervalos irregulares. Realizaciones de emisores de radiacion que estan adaptadas para emision variable (regulable) pueden ser hechas funcionar permanentemente durante partes del proceso de secado por congelacion, con una intensidad de emision variable.
De acuerdo con un ejemplo, un emisor regulable sera activado a una baja intensidad poco tiempo despues de un comienzo de un proceso de secado por congelacion, a continuacion la intensidad (potencia) aumentara en respuesta a la sublimacion que se produce, y alcanzara una estabilidad o valor maximo que ha de ser continuado durante escalas de tiempo mayores hasta que el proceso de secado haya terminado. Dependiendo de la configuracion del liofilizador y del emisor, la potencia de emision maxima puede venir dada por la potencia maxima del emisor (es decir las escalas de tiempo del secado estanan limitadas por la energfa termica que puede ser proporcionada por el emisor) o puede ser determinada por otros parametros del proceso, tales como la capacidad de eliminar el vapor de sublimacion del volumen de proceso.
De acuerdo con distintas realizaciones, un dispositivo de calefaccion comprende uno o mas emisores de radiacion, en los que al menos uno de los uno o mas emisores tienen un modo de operacion unica ("encendido"), o su potencia de emision puede ser ajustable de manera continua, con una potencia maxima de aproximadamente 100 vatios (W), o 300 W, o 500 W, o 1000 W, o 1500 W, o 3000 W o mas. De acuerdo con una realizacion espedfica, el dispositivo de calefaccion comprende un unico emisor con una potencia maxima de 1500 W. Para un liofilizador dado que emplea el dispositivo de calefaccion como la unica fuente de calefaccion durante la liofilizacion, un lote de producto a granel pueden necesitar un tiempo de secado de unas seis horas. En otras realizaciones, son tambien contemplados espedficamente otros penodos de tiempo de secado mas largos y cortos. Tfpicamente, el emisor sera activado por los circuitos de control del proceso aproximadamente 5 minutos despues del comienzo de la liofilizacion con una pequena potencia de emision de 150 W. La potencia de emision aumentara de manera continua entonces hasta, aproximadamente 1 hora despues del comienzo del proceso, cuando se ha alcanzado una potencia maxima de aproximadamente 1500 W. El emisor puede continuar emitiendo con potencia total (y/o potencia intermitente) durante las (5) horas restantes hasta el final del proceso.
De acuerdo con distintas realizaciones del dispositivo de calefaccion de acuerdo con la invencion, el separador puede ser al menos en parte transmisor para que la radiacion del emisor entre en el volumen de proceso del tambor. Por ejemplo, el separador puede comprender materiales transmisores tales como vidrio, vidrio de cuarzo, vidrio de sflice, vidrios ceramicos y similares. Aunque tambien pueden ser utilizados otros materiales transparentes, el vidrio puede ser preferido por ejemplo debido a que puede contribuir a la estabilidad mecanica del dispositivo de calefaccion y/o puede ser resistente a elevadas temperaturas que ocurren con un funcionamiento del emisor de radiacion. Adicional, o alternativamente, un vidrio o material del tipo de vidrio puede ofrecer beneficios sobre, por ejemplo, materiales a modo de
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malla o de tipo tejido con respecto a la limpieza y/o esterilizacion.
De acuerdo con realizaciones particulares de la invencion, el separador separa el volumen del emisor del volumen de proceso dentro del tambor. "Separar" es entendido en este documento como aislar, excluir, o segregar el volumen del emisor del volumen de proceso o fuera del volumen del proceso. De acuerdo con una realizacion ejemplar espedfica, el separador comprende un tubo que esta destinado a aceptar o recibir el emisor y afsla, excluye o segrega el emisor en el volumen del emisor formado por el tubo del volumen de proceso dentro del tubo.
De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, el volumen del emisor puede ser alargado, por ejemplo, segun se requiere con el fin de recibir uno o mas emisores alargados, por ejemplo, en forma de tubo. El volumen del emisor alargado puede estar cerrado en al menos una extremidad. Por ejemplo el separador puede comprender un tubo que sobresale desde una placa frontal o posterior del tambor al volumen de proceso del tambor. Tal tubo puede estar totalmente cerrado en el interior del tambor, es decir, el volumen de proceso del tambor puede o no abrirse a un exterior del tambor. Se han contemplado distintas realizaciones de la invencion en las que el volumen del emisor esta cerrado con respecto al volumen de proceso del tambor, pero esta abierto hacia un exterior del tambor. Por ejemplo, un volumen de emisor alargado, por ejemplo, formado por un separador a modo de tubo como un ejemplo explicativo, puede conectarse tanto a las placas o bridas frontal y posterior de un tambor y puede abrirse a su traves a un exterior del tambor en ambos lados del mismo.
De acuerdo con otras realizaciones, el volumen del emisor puede estar cerrado con respecto a un interior del tambor y/o un exterior del tambor. De acuerdo con realizaciones particulares, el volumen del emisor puede estar separado hermeticamente del volumen de proceso del tambor, de tal modo que ni las partfculas, ni otras sustancias solidas, lfquidas, o gaseosas pueden entrar en el volumen de proceso del tambor desde el volumen del emisor y/o entrar en el volumen del emisor desde el volumen de proceso del tambor. Ha de observarse que "separar" el volumen del emisor y el volumen de proceso del tambor entre si no implica necesariamente "separar hermeticamente". Por ejemplo, el volumen del emisor puede estar separado del volumen de proceso por una malla, un tejido, o estructura similar que puede separar de manera fiable las partfculas del emisor, pero permitir el paso de otras sustancias.
Ha de observarse, sin embargo, que estructuras a modo de malla o de tejido, tales como estructuras tejidas, incluso si pueden resistir las temperaturas elevadas del emisor, pueden plantear problemas con respecto a una limpieza del separador y/o del emisor de radiacion. Un medio de limpieza, cualesquiera contaminantes, asf como condensados de esterilizacion del vapor, y similares han de pasar de manera fiable a traves de las aberturas de la malla/tejido (en una o ambas direcciones), lo que puede ser diffcil cuando estas aberturas han de ser lo bastante pequenas para mantener las partfculas (del tamano del micron) en el volumen de proceso del tambor.
Realizaciones de componentes del separador simplemente cerradas, es decir, sin una estructura o textura a modo de malla, tales como componentes hechos de vidrio, por ejemplo, pueden separar o excluir no solamente las partfculas, sino tambien otras sustancias solidas, lfquidas y/o gaseosas del emisor, tal como, por ejemplo, un medio de limpieza, un medio de esterilizacion, etc. En caso de que el volumen del emisor este separado hermeticamente del volumen de proceso del tambor, esta implicado adicionalmente que pueden establecerse y mantenerse condiciones cerradas (condiciones de esterilidad y/o condiciones de contencion) en el volumen de proceso del tambor, mientras que el volumen del emisor puede ser desacoplado totalmente de tales condiciones. Por ejemplo, mientras en el volumen de proceso del tambor pueden aplicarse condiciones de vado durante el secado por congelacion y/o pueden aplicarse condiciones de presion en exceso durante la limpieza/esterilizacion, pueden aplicarse condiciones atmosfericas en el volumen del emisor. Consecuentemente, de acuerdo con realizaciones espedficas, la separacion hermetica puede contribuir a preservar la esterilidad en el volumen de proceso, en las que el volumen de proceso comprende el volumen de proceso del tambor y puede comprender otras partes del volumen de proceso exteriores al tambor.
La separacion hermetica puede ser proporcionada por al menos una de las condiciones de presion de vado y de las condiciones de presion en exceso en el volumen de proceso del tambor. En particular a este respecto, el separador ha de estar disenado consecuentemente con suficiente estabilidad mecanica. Esto puede referirse a grosores de pared de componentes del separador tales como tubos, paneles, rebanadas, por secciones transmisoras similares y/o a la seleccion de materiales de construccion. En casos en que el volumen del emisor se ha dicho que esta "cerrado", esto pretende significar que el separador encierra el emisor por todos lados. En casos en los que el volumen del emisor esta totalmente desacoplado por separacion hermetica del volumen de proceso (tambor), no solamente condiciones de presion, sino tambien condiciones de temperatura (y condiciones de humedad, etc.) pueden ser controladas independientemente para el volumen del emisor y para el volumen de proceso. Por ejemplo, el control independiente del volumen del emisor puede comprender el enfriamiento de una atmosfera en el volumen del emisor con el fin de minimizar el transporte de calor resultante del funcionamiento del emisor en el volumen de proceso.
El dispositivo de calefaccion puede estar conectado al tambor, y puede por ejemplo estar montado en una o en ambas de las placas o bridas frontal y posterior del tambor, por ejemplo, de una manera concentrica, preferiblemente a igual distancia del producto, y/o multiples dispositivos de calefaccion/separadores pueden estar montados de una manera simetrica alrededor de un eje de simetna/rotacion del tambor. De acuerdo con otras realizaciones, el dispositivo de calefaccion esta soportado de manera independiente del tambor, por ejemplo de tal modo que esta previsto un soporte para soportar un posicionamiento fijo o variable del dispositivo de calefaccion dentro del volumen de proceso del tambor.
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Esto puede incluir un soporte previsto en combinacion con un soporte giratorio del tambor, en el que el dispositivo de calefaccion esta adaptado para ser mantenido giratorio dentro del volumen de proceso del tambor. De acuerdo con una realizacion, un soporte esta montado, por ejemplo, en una camara de alojamiento que aloja el tambor. Un posicionamiento variable del dispositivo de calefaccion permite posicionar el dispositivo selectivamente para irradiar el producto, lo que puede incluir que el dispositivo ha de ser posicionado de nuevo de acuerdo con un sentido de rotacion del tambor, una velocidad de rotacion, un nivel de llenado del producto, y similares.
De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, el separador comprende un tubo, en particular un tubo de vidrio. El vidrio, por ejemplo, vidrio de cuarzo, vidrio de sflice y similares, tiene una elevada transmisibilidad, es decir tiene una tasa de transmision elevada de la radiacion del emisor al volumen de proceso, que puede ser del orden de mas del 80%, preferiblemente mas del 90%, de modo particular preferiblemente mas del 95%. Al mismo tiempo, el vidrio puede contribuir a la estabilidad mecanica del dispositivo de calefaccion, de tal modo que otros componentes estructurales, tales como, por ejemplo, estructuras de soporte, montajes, portadores o zocalos o bases para el tubo, puede ser ahorrados y/o reducidos.
Ha de observarse que los materiales de los que esta hecho el dispositivo de calefaccion al menos con respecto a las partes que miran al volumen de proceso (por ejemplo, el separador o componentes del mismo) han de resistir los diferentes regfmenes del proceso que puede ser ejecutado en el volumen del proceso. Por ejemplo, en caso de que el dispositivo de calefaccion este situado permanentemente dentro del tambor, por ejemplo, materiales del separador han de resistir temperaturas que oscilan desde, por ejemplo, -60° C durante un secado por congelacion a +125° C durante, por ejemplo, esterilizacion al vapor. El vidrio o materiales tipo vidrio son preferidos a este respecto, por ejemplo, tipos de vidrio con coeficientes de expansion termica pequenos o incluso despreciables estan disponibles como componentes para que el separador resista la diferencia de temperatura del orden de aproximadamente 2O0 Kelvin.
Con respecto a las exigencias relacionadas con la presion, los componentes del dispositivo de calefaccion tales como, por ejemplo, un separador que forma un volumen de emisor hermeticamente cerrada, pueden tener que resistir las condiciones de vado del lado del volumen de proceso durante el secado por congelacion, lo que puede implicar presiones tan bajas como de aproximadamente 10 milibares (mbar), o 1 mbar, o 500 microbar (pbar), o 1 pbar, y tambien pueden tener que resistir presiones en exceso durante, por ejemplo, la esterilizacion por vapor, lo que puede implicar presiones tan altas como de aproximadamente 2 bar, 3 bar, o 5 bar. No puede ser requerida una presion en exceso si, por ejemplo, la esterilizacion es realizada basandose en peroxido de hidrogeno en lugar de basarse en vapor.
De acuerdo con realizaciones particulares, el tubo puede estar hecho completamente de un solo material tal como vidrio, lo que minimiza las exigencias de sellado para sellar el volumen del emisor y el volumen de proceso entre si. En otras realizaciones, un tubo u otro componente separador pueden estar hechos a partir de multiples materiales. Por ejemplo, un tubo metalico puede comprender una o mas ventanas hechas de un material de vidrio. Entonces puede requerirse sellar con material de sellado apropiado en areas en las que los materiales diferentes estan en contacto, por ejemplo, con el fin de preservar condiciones cerradas dentro del volumen de proceso del tambor.
De acuerdo con distintas realizaciones, una o mas secciones del tubo separador pueden tener una seccion transversal o forma circular u ovalada. Otras realizaciones y/o secciones pueden tener una forma diferente, tal como, por ejemplo, una forma triangular, cuadrada, rectangular, etc. La forma puede adicional, o alternativamente, comprender un penmetro curvado por segmentos. Se ha observado, sin embargo, que una forma de tubo (ligeramente) ovalada o circular proporciona una estabilidad optimizada del tubo. Formas que difieren sustancialmente de un penmetro circular pueden requerir un grosor de pared incrementado para una estabilidad similar. En el caso de un tubo o tubos de vidrio, un grosor de pared incrementado puede influir negativamente sobre las capacidades de transmision (transmisibilidad) del tubo y aumentar el peso total del dispositivo de calefaccion.
Una seccion transversal del tubo puede mostrar una variacion circunferencial en el grosor de pared. De acuerdo con una realizacion ejemplar, un tubo de vidrio tiene un grosor mayor en una parte superior del tubo y un grosor menor en una parte inferior del tubo. Esta realizacion puede proporcionar estabilidad mecanica y al mismo tiempo capacidades de transmision optimizadas para radiacion emitida hacia abajo en el volumen de proceso, es decir, incidente sobre el producto.
En otras realizaciones, el dispositivo de calefaccion comprende ademas un mecanismo de refrigeracion para enfriar al menos partes o componentes del dispositivo de calefaccion y en particular para enfriar una superficie del dispositivo de calefaccion que mira al volumen de proceso del tambor. Por ejemplo, un mecanismo de refrigeracion puede tener el proposito de enfriar un tubo de vidrio del dispositivo de calefaccion de tal modo que durante una operacion del emisor una superficie del tubo que mira al tambor es mantenida a temperaturas inferiores, por ejemplo, una temperatura de fusion de las partfculas que han de ser secadas por calor o es mantenida a una temperatura actual media del producto en el tambor, o es mantenida a una temperatura optima para el proceso de secado por congelacion. De acuerdo con realizaciones espedficas, una temperatura de una superficie del dispositivo de calefaccion que mira al volumen de proceso es controlada, basandose en el mecanismo de refrigeracion para que este a +30 °C, o +10 °C, o -10 °C, o -40 °C, o -60 °C. La superficie que mira el volumen de proceso puede ser enfriada a temperaturas segun sea requerido para el producto (composicion, temperatura de fusion, etc.).
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El mecanismo de refrigeracion puede comprender un volumen de refrigeracion para transportar a su traves un medio de refrigeracion. El volumen de refrigeracion puede comprender una parte en forma de tubo o de tubena del dispositivo de calefaccion, mas espedficamente del separador. Por ejemplo, el volumen de refrigeracion puede comprender uno o mas tubos de refrigeracion que se extienden a traves del volumen del emisor. En una realizacion, un primer tubo esta previsto para transportar un medio de refrigeracion en direccion hacia adelante, y un segundo tubo esta previsto para transportar el medio de refrigeracion en direccion hacia atras. Adicional, o alternativamente, un tubo en forma de U puede estar previsto en el volumen de emisor con propositos de refrigeracion.
En realizaciones particulares, el volumen de refrigeracion puede comprender el volumen del emisor. Por ejemplo, en caso de que el separador comprenda un tubo para recibir o envolver el emisor, el interior del tubo puede al mismo tiempo ser utilizado para eliminar el calor operativo del emisor y enfriar por ello el emisor y el tubo.
De acuerdo con distintas realizaciones, el separador puede comprender ademas del volumen del emisor un volumen de aislamiento para aislar el volumen del emisor y el volumen de proceso del tambor entre si. De acuerdo con distintas realizaciones, un volumen de aislamiento puede proporcionar un aislamiento pasivo. En una realizacion espedfica, un volumen de aislamiento pasivo comprende un volumen cerrado que es evacuado con el fin de proporcionar las propiedades de aislamiento requeridas. De acuerdo con otra realizaciones, un volumen de aislamiento puede proporcionar un aislamiento activo. Realizaciones ejemplares a este respecto comprenden volumenes vados de cualquier emisor, y sometidos a una refrigeracion activa por medio de un medio de refrigeracion, es decir, un volumen de aislamiento activo puede ser considerado un volumen de refrigeracion que no incluye un emisor.
De acuerdo con distintas realizaciones, el dispositivo de calefaccion comprende un medio de desviacion previsto dentro del separador para dirigir el calor de radiacion generado por el emisor. Los medios de desviacion pueden estar previstos, por ejemplo, en forma de una estructura a modo de tejado con propiedades resistentes al calor, reflejando por ello el calor generado por el emisor, preferiblemente en una direccion hacia el material que ha de ser secado por congelacion. En este documento, los medios de desviacion estan cubriendo al menos parcialmente el emisor o los multiples emisores. Por ejemplo, dos emisores pueden estar previstos dentro del separador, como mucho en una disposicion adyacente, proporcionando por tanto una fuente generadora de calor mas unificada. Preferiblemente, los dos emisores estan previstos en forma de una disposicion simetrica especular, es decir una disposicion en la que cada emisor es una imagen especular del otro emisor. Con el fin de desviar el calor de una manera suficiente en el caso de tal disposicion de dos emisores, es preferible que cada flanco de los medios de desviacion a modo de tejado este dispuesto paralelo a su emisor opuesto, formando sustancialmente por ello los dos flancos de los medios de desviacion y los dos emisores una disposicion rectangular.
De acuerdo con realizaciones particulares, el separador comprende un tubo que incluye dos (o mas) sub-tubos que se extienden al menos a modo de seccion en paralelo a lo largo de la longitud del tubo. En una realizacion espedfica, un tubo esta separado a lo largo de su longitud por una pared interior sub-divisora en un sub-volumen o sub-tubo superior y en un sub-volumen o sub-tubo inferior, en donde el emisor puede ser aceptado, por ejemplo, en el sub-volumen inferior. Un medio de refrigeracion puede ser transportado, por ejemplo, en una direccion hacia delante en el sub-volumen inferior y en una direccion hacia atras en el sub-volumen superior (es decir, ambos volumenes son "volumenes de refrigeracion"). En otra realizacion, o en un modo operativo diferente, un medio de refrigeracion es transportado solamente mediante el sub-volumen inferior, mientras no fluye medio de refrigeracion a traves del sub-volumen superior y no se aplica ningun otro mecanismo de refrigeracion activo al sub-volumen superior. El sub-volumen superior puede estar a presion atmosferica, o puede ser evacuado o en condiciones de baja presion para conseguir mejores capacidades de aislamiento (es decir, el sub-volumen inferior funciona como un "volumen de refrigeracion" y el sub- volumen superior funciona como un "volumen de aislamiento").
Aun en otra realizaciones, un tubo interior puede ser envuelto, al menos parcialmente, por un tubo exterior. Por ejemplo, el volumen del emisor puede ser definido por el tubo interior, es decir, el emisor de radiacion es recibido en el tubo interior, mientras que el volumen de aislamiento es definido como el espacio entre el tubo interior y el exterior. Por ejemplo, el volumen de aislamiento puede comprender un espacio anular en caso de tubos interior y exterior concentricos. El volumen de aislamiento puede ser evacuado para aislar el volumen de proceso del tambor contra las temperaturas operativas altas del emisor de radiacion. En una realizacion, un medio de refrigeracion es transportado a traves del volumen de aislamiento.
Se han contemplado combinaciones de realizaciones. Por ejemplo, un espacio anular entre un tubo interior y exterior para que funcione como un volumen de aislamiento puede estar subdividido en una mitad superior y una mitad inferior, por ejemplo, en donde un medio de refrigeracion puede ser transportado a traves de la mitad inferior en una direccion hacia delante y a traves de la mitad superior en una direccion hacia atras. De acuerdo con otra realizaciones, un tubo, por ejemplo, un tubo de vidrio, puede tener una pluralidad de tubos (capilares) integrados dentro de una pared del tubo, en donde un medio de refrigeracion es transportado a lo largo de uno o mas de los tubos capilares en direccion hacia adelante y/o hacia atras para enfriar la superfine del tubo que mira al volumen de proceso. El volumen del emisor en el interior del tubo de vidrio puede o no estar sujeto a un mecanismo de refrigeracion adicional. En realizaciones particulares, el mecanismo de refrigeracion adicional puede ser activado o desactivado de manera preferible automaticamente en respuesta a la deteccion de las exigencias de refrigeracion correspondientes.
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De acuerdo con distintas realizaciones en medio de refrigeracion puede comprender aire, nitrogeno, y/o en general cualesquiera medios, que sea/sean preferiblemente no inflamables en vista de las temperatures potencialmente elevadas del emisor en funcionamiento. En caso de que un medio de refrigeracion no este en contacto directo con el emisor, por ejemplo, sea transportado mediante una parte del volumen de refrigeracion distinto del volumen del emisor, la exigencia de un medio de refrigeracion no inflamable puede ser menos estricta. Adicional, o alternativamente, un medio de refrigeracion ffquido podrfa ser considerado, que puede ser transportado mediante, por ejemplo, tubos capilares formados por el volumen de refrigeracion, o en asociacion con el mismo.
De acuerdo con distintas realizaciones, el dispositivo de calefaccion puede tambien comprender un mecanismo de refrigeracion para enfriar los medios de cobertura, por ejemplo, para enfriar en particular una superficie superior del tejado propenso a hacer contacto con parffculas. Por ejemplo, un sistema de tubeffa o tubos capilares puede estar previsto dentro de estructuras en forma de tejado de los medios de cobertura para cubrir un medio de refrigeracion a su traves (para eliminar el calor operativo del emisor situado por debajo).
En realizaciones particulares, el dispositivo de calefaccion comprende al menos un medio de deteccion para detectar el volumen de proceso del tambor, por ejemplo, durante el secado por congelacion, limpieza, etc. Los medios de deteccion pueden comprender una o mas sensores de temperatura, sensores de presion, sensores de humedad, etc. Pueden tambien preverse sensores libres de contacto. Los medios sensores puede tambien incluir una o mas camaras para conseguir impresiones de video/visuales del tambor inferior y/o del producto. Sensores activos y/o pasivos que funcionan basados, por ejemplo en radiacion optica, infrarroja, y/o ultravioleta, y/o en radiacion laser, pueden tambien estar previstos dentro del volumen del emisor siempre que el separador sea transmisor para la radiacion correspondiente.
De acuerdo con distintas realizaciones, el dispositivo de calefaccion comprende un equipo de limpieza/esterilizacion para una limpieza/esterilizacion del tambor interior. El equipo de limpieza/esterilizacion puede comprender puntos de acceso de un medio de limpieza/esterilizacion tales como boquillas, por ejemplo. Los puntos de acceso pueden estar previstos para suministrar vapor (esterilizacion por vapor) y/o peroxido de hidrogeno (preferiblemente gaseoso) con propositos de esterilizacion. Los puntos de acceso pueden estar previstos para limpiar/esterilizar el propio dispositivo de calefaccion, por ejemplo, cualquier superficie del separador que mira al volumen de proceso del tambor, y/o pueden estar previstos para limpieza/esterilizacion del tambor interior (superficie). Los medios de deteccion y/o el equipo de limpieza/esterilizacion pueden estar previstos al menos en parte en asociacion con el dispositivo de calefaccion, por ejemplo un medio de cobertura del mismo.
De acuerdo con algunas realizaciones, el dispositivo de calefaccion puede estar adaptado para CiP y/o SiP. Por ejemplo, una superficie del dispositivo de calefaccion que mira al volumen de proceso del tambor puede ser adaptada consecuentemente. Esto puede comprender minimizar bordes, desgarros, estructuras inclinadas, y en general estructuras que pueden ser diffciles de alcanzar para medios de limpieza/esterilizacion y/o que dificultan el drenaje o derrame del medio de limpieza o de condensados resultantes de la esterilizacion por vapor, por ejemplo.
De acuerdo con realizaciones particulares, el medio de cobertura esta preferiblemente adaptado para una limpieza/esterilizacion facil, lo que puede incluir evitar estructuras en las que las parffculas se pegaffan o agrupaffan o serfan capturadas de otro modo por los medios de cobertura, y/o puede incluir evitar estructuras diffciles de alcanzar por un medio de limpieza y/o esterilizacion. Generalmente, un medio de cobertura puede ser preferible si puede ser facilmente lavado por medios de limpieza/esterilizacion; por ejemplo, puede preferirse un tejado de un solo agua sobre un tejado a dos aguas dependiendo del numero y de la ubicacion de los puntos de acceso del medio de limpieza/esterilizacion.
Tambien se ha descrito un separador para separar parffculas que han de ser secadas por congelacion en un tambor giratorio de un liofilizador desde al menos un emisor de radiacion para aplicar calor de radiacion a las parffculas. El separador esta cerrado integralmente en una extremidad y forma un volumen del emisor para abarcar el emisor. El separador esta adaptado para ser separar el volumen del emisor de un volumen de proceso del tambor dentro del tambor, en el que el separador esta adaptado para sobresalir al volumen de proceso del tambor de tal modo que dicha extremidad cerrada integralmente del separador dispuesta dentro del tambor es una extremidad libre.
Ademas, el separador comprende un tubo de vidrio con una seccion transversal circular. Cada extremidad del tubo de vidrio puede estar cerrada por una brida. Las bridas pueden ser fijadas en el tubo con el fin de proporcionar un sellado hermetico del volumen de proceso del tambor y del volumen del emisor dentro del tubo entre sf Una brida puede estar conectada al tubo por medio de un arrollamiento o rosca en uno o ambos del tubo de vidrio y de la pestana. Adicional, o alternativamente, puede conseguirse una conexion pegando la brida al tubo. De acuerdo con un ejemplo, que no excluye otros medios de fijar las bridas con el tubo, el separador comprende una o mas varillas que se extienden dentro del tubo para estirar de ambas bridas sobre las extremidades del tubo.
Se ha descrito ademas que el separador comprende al menos una barra, por ejemplo una barra metalica plana (por ejemplo, de acero, acero inoxidable, aluminio, etc.), que se extiende dentro del tubo para soportar el emisor. Pueden preverse uno o mas medios para desacoplar termicamente el emisor y la barra de soporte. Al menos una de las bridas puede comprender una entrada y/o una salida para un medio de refrigeracion que ha de ser transportado dentro del tubo. Con el fin de proporcionar al emisor con potencia, hay prevista una fuente de alimentacion electrica. En particular, al
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menos una de las bridas puede estar adaptada para recorrido a traves de la fuente de alimentacion al volumen del emisor.
Tambien se ha descrito una seccion de pared de un liofilizador para la produccion de material a granel de partfculas secadas por congelacion. El liofilizador puede ser un liofilizador basado en un tambor giratorio.
La seccion de pared puede, por ejemplo, comprender una brida frontal o una placa frontal de una camara de alojamiento del liofilizador para alojar el tambor giratorio. La camara de alojamiento puede ser, por ejemplo, una camara de vado, en la que el tambor esta abierto a la camara de vado. La seccion de pared puede soportar un dispositivo de calefaccion para calentar las partfculas que han de ser secadas por congelacion en el tambor giratorio del liofilizador, en donde el dispositivo de calefaccion puede ser cualquiera de las realizaciones correspondientes descritas en este documento.
Un liofilizador de la invencion puede comprender una seccion de pared como se ha descrito en este documento. El secado por congelacion comprende un tambor giratorio como se ha descrito anteriormente, en el que una superficie de pared interior del tambor giratorio puede estar adaptada para calentar las partfculas que han de ser secadas por congelacion. De acuerdo con estas realizaciones, hay previstos al menos dos mecanismos de calentamiento durante el secado por congelacion, en particular un calentamiento por el dispositivo de calefaccion soportado por la seccion de pared descrita aqu y/o un calentamiento a traves de la superficie de pared interior del tambor giratorio. A este respecto, al menos una parte del tambor puede comprender dobles paredes.
Realizaciones del liofilizador contemplan el empleo de medios adicionales o alternativos para proporcionar calor a las partfculas durante un proceso de liofilizacion. De acuerdo con realizaciones particulares, ademas de o como una opcion alternativa, ademas del calentamiento por radiacion y/o calentamiento de la pared, puede emplearse calefaccion por microondas. Pueden preverse uno o mas magnetrones para generar microondas que son acopladas al tambor preferiblemente por medio de grnas de onda tales como, por ejemplo, uno o mas tubos metalicos. De acuerdo con una realizacion particular, hay previsto un magnetron en asociacion con una camara de alojamiento del liofilizador adaptada para alojar el tambor giratorio (la camara de alojamiento puede, por ejemplo, ser una camara de vado). Puede haber prevista una unica grna de ondas para guiar las microondas al tambor.
La grna de ondas puede comprender un tubo metalico estacionario con un diametro del orden de, por ejemplo, aproximadamente 10 cm a 15 cm. Preferiblemente, la grna de ondas entra en el tambor a traves de una abertura en la placa frontal (o placa posterior) del mismo, por ejemplo a traves de una abertura de carga. La grna de ondas puede estar posicionada o poderse posicionar en la camara de vado o camara de alojamiento con o sin aplicacion con el tambor.
De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, un liofilizador puede estar adaptado para proporcionar multiples mecanismos de calefaccion y puede, por ejemplo, comprender al menos dos de los siguientes mecanismos de calefaccion: 1) un dispositivo de calefaccion que incluye uno o mas emisores de radiacion como se ha descrito en este documento; 2) una o mas paredes interiores del tambor y/o de la camara de alojamiento para el tambor que se pueden calentar; y 3) uno o mas de los dispositivos de calefaccion por microondas antes mencionados. Uno o mas de los multiples mecanismos de calefaccion pueden ser empleados por proceso cuando sea apropiado de acuerdo con un regimen de proceso espedficamente deseado.
Ventajas de la invencion
Distintas realizaciones de la presente invencion proporcionan una o mas de las ventajas que han de ser descritas en este documento. Por ejemplo, de acuerdo con realizaciones de la presente invencion, un tambor giratorio con un dispositivo de calefaccion esta previsto para calentar partfculas que han de ser secadas por congelacion en un liofilizador, en el que el dispositivo de calefaccion comprende un emisor de radiacion que aplica calor por radiacion a las partfculas. El dispositivo de calefaccion permite la transferencia de energfa mas eficientemente a las partfculas en comparacion con los metodos convencionales tales como el calentamiento de una superficie interior del tambor (cuyo mecanismo sin embargo puede ser empleado adicionalmente o puede estar disponible como otra opcion de calentamiento para regfmenes de proceso particulares).
Espedficamente, cuando se calienta una pared interior del tambor de acuerdo con las tecnicas convencionales, una transferencia de energfa desde la pared a las partfculas esta limitada debido a la pegajosidad de las partfculas. Como las partfculas pegajosas pueden conseguir la temperatura de la pared, la temperatura maxima de la pared esta limitada a la temperatura maxima permisible para las partfculas al tiempo que se evita, por ejemplo, la fusion. Como la transferencia de energfa que se puede conseguir de este modo es menor que la deseable para muchos regfmenes de proceso (es decir, sena deseable una transferencia de energfa mayor), los tiempos de secado son alargados de manera correspondiente con una aplicabilidad limitada correspondientemente del proceso de secado por congelacion.
El calentamiento de la pared interior puede tambien ser ineficiente por otra razon siguiente. En cualquier momento solamente una pequena parte de la superficie interior de la pared del tambor esta en contacto con el producto. Asf, dependiendo del nivel de llenado, es decir, del tamano del lote, la parte puede ascender a un 25% de la superficie de la seccion principal del tambor, o puede ser mucho menor, por ejemplo, solamente del 10%. En otras palabras, aunque cada area de la superficie de pared del tambor es calentada (no siendo practicamente factibles otras opciones), la transferencia de energfa sustancial ocurre solamente durante cortos penodos de tiempo cuando la superficie esta en
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contacto con el producto. La situacion es incluso peor para un sistema que comprende partfculas (pellets) predominantemente esfericas o esfenoidales, cuyo sistema comprende un menor numero de puntos de contacto con la pared en comparacion con un sistema que comprende en su mayor parte granulos, copos, u otras partfculas con superficies planas. Como resultado, el coeficiente de transferencia de calor para un sistema de partfculas que comprende pellets en su mayor parte es particularmente bajo. Generalmente, el calentamiento que es aplicado a las partes en contacto de la superficie del tambor puede no ser transferido directamente a las partfculas, es decir, la transferencia de calor no puede ser focalizada hacia el producto, lo que ademas contribuye a la ineficiencia de este enfoque.
Emplear un emisor de radiacion de acuerdo con la invencion puede ayudar a eliminar al menos el problema de la pegajosidad. Incluso en casos en los que el emisor esta permanentemente en funcionamiento, las partfculas no son irradiadas normalmente durante perfodos largos debido a la rotacion del tambor y al movimiento correspondiente y mezclado continuo de las partfculas. De acuerdo con realizaciones particulares, el emisor puede ser adaptado por medios reflectantes y similares para irradiar preferiblemente en una o mas areas distintas del tambor y puede (por ejemplo, de manera controlable) estar configurado para irradiar selectivamente aquellas partes del tambor donde la mayona de las partfculas (el lote) esta ubicada.
El calor es transferido principalmente a aquellas partfculas que forman momentaneamente la capa superior del lote con referencia al emisor, en donde la capa superior es reconstituida continuamente debido a la rotacion del tambor. Las partfculas que se pegan a la pared puede moverse hacia dentro y hacia fuera de un area de radiacion y por ello estan tambien sometidas a un calentamiento limitado solamente. Por tanto con este metodo de calentamiento no hay partfculas sometidas a un sobrecalentamiento excesivo (el problema de las partfculas que hacen contacto con el dispositivo de calefaccion es descrito a continuacion), es decir, la transferencia de energfa esta distribuida mas uniformemente sobre el sistema de partfculas. Como resultado, puede transferirse mas energfa al producto, lo que puede acortar los tiempos de secado de manera considerable. Como uno de tales ejemplos, para una configuracion convencional que utiliza el calentamiento de pared interior del tambor como el unico mecanismo de calentamiento durante la liofilizacion, se requirieron 12 horas de tiempo de secado. Proporcionando un dispositivo de calefaccion con un emisor de radiacion de acuerdo con la invencion dio como resultado un tiempo de secado de solamente 6 horas, es decir una reduccion del 50%.
Sin desear estar limitado a ninguna teona o metodo de accion particular, se ha observado que un emisor de radiacion puede ser hecho funcionar a una temperatura mucho mayor de lo que es posible cuando se aplica el calentamiento de la pared interior del tambor, es decir, el emisor de radiacion proporciona un potencial de transferencia de energfa mucho mayor.
Emplear un emisor de radiacion de acuerdo con la invencion puede adicional, o alternativamente, ayudar a eliminar el problema de la transferencia de energfa sin focalizar. La radiacion del emisor puede ser dirigida hacia el producto por un simple medio reflectante tal como un revestimiento reflectante y similar, lo que conduce a una transferencia de calor focalizada con una mayor eficiencia de transferencia de energfa correspondientemente. Ademas, la transferencia de calor es contemplada para que no sea dependiente de las formas de las partfculas; por ello el calor puede ser transferido de manera eficiente a cualquier sistema de partfculas, incluyendo sistemas de partfculas que comprenden, por ejemplo, partfculas de forma redondeada predominantemente (por ejemplo, pellets).
Aunque puede utilizarse uno o mas emisores de radiacion para proporcionar un control optimizado de la temperatura del proceso durante el secado por congelacion, existe el problema de las temperaturas de funcionamiento elevadas del emisor o emisores. Por ejemplo, las temperaturas de funcionamiento del propio emisor (condiciones atmosfericas) pueden ser del orden de aproximadamente entre +250 °C a +400 °C o mayores. Normalmente, las temperaturas de funcionamiento son mucho mas elevadas que cualesquiera umbrales de temperatura aceptables desde el punto de vista de la calidad del producto. Limitar una operacion de un emisor de radiacion con el fin de limitar la temperatura maxima de operacion no es una solucion preferida, ya que entonces las capacidades de transferencia de calor senan limitadas de manera correspondiente.
De acuerdo con la realizaciones de la invencion, un dispositivo de calefaccion con un emisor de radiacion comprende ademas un separador para separar las partfculas dentro del tambor del emisor. El separador forma un volumen del emisor para envolver el emisor. Es separador esta adaptado para separar el volumen del emisor del (resto del) volumen de proceso de tambor. "Separacion" ha de entenderse como que se refiere al menos a la capacidad de mantener las partfculas que han de ser secadas por congelacion lejos del emisor (al menos durante una operacion del mismo). De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, el separador esta adaptado para impedir que las partfculas experimenten adversamente o sean afectadas excesivamente por la temperatura de funcionamiento del emisor de radiacion, al menos en tanto que la temperatura de funcionamiento sea demasiado elevada desde el punto de vista de la calidad del producto.
El separador puede asf proporcionar una separacion, aislamiento, exclusion y/o segregacion de las partfculas desde el emisor (volumen) proporcionando una barrera correspondiente alrededor del emisor, formando por ello el volumen del emisor. En realizaciones preferidas, la temperatura del emisor puede ser mantenida fuera del volumen de proceso y/o es ocultada en relacion a las partfculas. De acuerdo con distintas realizaciones, el separador puede ser adaptado para impedir cualquier transferencia sustancial de calor/energfa desde el emisor (volumen de emisor) hacia el volumen de
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proceso, con la excepcion de la radiacion emitida por el emisor. Impedir cualquier transferencia de ene^a "sustancial" en este aspecto significa que la transferencia de energfa se entiende que significa que la calidad del producto no es deteriorada y/o las especificaciones del producto no son desviadas o comprometidas.
De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, el separador proporciona una barrera para impedir que trayectorias de partfculas (o al menos una fraccion o porcion deseada de las mismas) se acerquen o incluso hagan contacto con el emisor. Por ejemplo, tales trayectorias pueden ser desviadas por un tubo de vidrio, y/o un medio de cobertura tal como un tejado, etc. Como las partfculas pueden atravesar el volumen del tambor durante el proceso de secado por congelacion virtualmente en todas las direcciones y con trayectorias complejas, generalmente no bastara una simple pantalla o cubierta o proteccion. De acuerdo con la realizaciones preferidas de la invencion, el separador forma una barrera de partfculas que se extiende sobre al menos una fraccion sustancial de una superficie imaginaria que envuelve completamente al emisor, en donde la fraccion comprende al menos desde aproximadamente 50%, o 60%, o 75%, o mas, de la superficie envolvente, y comprende preferiblemente desde aproximadamente 80%, o 90%, y mas preferiblemente comprende desde aproximadamente 95%, o 97%, o 99% o 100% (es decir el separador encierra totalmente el emisor de radiacion sin ninguna abertura hacia el volumen de proceso del tambor).
Se han contemplado realizaciones de la invencion que comprenden un separador o un componente del mismo hecho, por ejemplo, de una malla o tejido (por ejemplo, un material metalico o textil, en tanto en cuanto el material resista condiciones tales como la temperatura de funcionamiento del emisor asf como las condiciones del proceso durante el proceso de secado por congelacion, proceso de limpieza/esterilizacion, etc.). De acuerdo con distintas realizaciones, las aberturas en la malla o el tejido son lo bastante pequenas para impedir que al menos partfculas por encima de un tamano predefinido (deseado) alcancen el volumen del emisor. Por ejemplo, un tamano mmimo de partfculas puede ser establecido de acuerdo con un rango de tamanos de partfculas deseado en el producto final y/o de acuerdo con una fraccion tolerable de masa del producto perdida al volumen del emisor, que puede ser calculada basandose, por ejemplo, en tamanos de partfculas y rangos de tamanos conocidos en el lote que ha de ser secado por congelacion.
En otro realizaciones, el separador no comprende componentes de malla o de tejido o similares con aberturas "microscopicas" comparables a tamanos de partfculas (por ejemplo aberturas del orden del milfmetro o del micron), sino que comprende solo componentes con una superficie sustancialmente impermeable para partfculas de cualquier tamano, hecha de un material tal como vidrio u otros materiales transparentes. Aunque tales componentes estan vados de aberturas microscopicas en el sentido anterior, puede comprender aberturas "macroscopicas" mayores que los tamanos de partfculas (por ejemplo aberturas del orden del centimetro), en donde estas aberturas pueden abrirse hacia el interior del tambor, o al exterior del tambor. Por ejemplo, un simple separador en forma de tubo puede abrirse con una o ambas de sus extremidades hacia el volumen de proceso del tambor o a un exterior del tambor.
Realizaciones preferidas de la invencion con componentes de separador que comprenden una o mas aberturas macroscopicas estan, sin embargo, cerradas totalmente con referencia al volumen de proceso del tambor y solamente pueden abrirse a un volumen externo al tambor. Por ejemplo, un separador en forma de tubo (o en forma de cono, etc.) puede tener una extremidad de su tubo, cono, etc., sobresaliendo al tambor, estando esta extremidad cerrada, aunque la otra extremidad este ensamblada, fijada o montada en la pared del tambor y se abra hacia un exterior del tambor. Dependiendo de los escenarios de empleo pretendidos para el tambor, un volumen exterior puede comprender un volumen de proceso en conexion con el interior del tambor.
Por ejemplo, en una realizacion, el tambor esta alojado dentro de una camara de vado adaptada para proporcionar o confinar un volumen de proceso para el proceso de secado por congelacion, proceso de limpieza/esterilizacion, etc. En esta realizacion, no pueden entrar partfculas en el volumen del emisor directamente desde el interior del tambor. Las partfculas sin embargo pueden dejar el tambor y pueden atravesar el exterior de la parte del volumen del proceso al tambor para alcanzar el volumen del emisor. Dependiendo de los regnmenes de proceso deseados, el grado resultante de perdida de partfculas, contaminacion potencial del emisor, deterioro potencial de la calidad del producto debido a partfculas (parcialmente) fundidas puede ser tolerado con vistas a otras ventajas tales como la estabilidad incrementada del separador, la simplicidad del diseno, y similares.
De acuerdo con realizaciones preferidas de la invencion, el volumen del emisor esta totalmente cerrado (al menos en el sentido macroscopico definido anteriormente, preferiblemente tambien en el sentido microscopico) con respecto al volumen del proceso, independientemente de si el volumen del proceso esta restringido al interior del tambor o no. En otras palabras, el volumen del emisor esta totalmente cerrado al volumen de proceso del tambor y a cualquier otra parte del volumen de proceso que pueda estar situada fuera del tambor. Por ejemplo, un volumen de emisor en forma de tubo o alargado de otro modo puede sobresalir con una extremidad libre al volumen de proceso del tambor, mientras otra extremidad esta fijada, ensamblada o montada en el tambor o en una estructura de soporte externa al tambor. En aun otras realizaciones, un volumen de emisor cerrado completamente no esta en ningun sentido conectado (montado, ensamblado o fijado) con ninguna parte del tambor tal como la pared del tambor, brida o seccion de placa del mismo, sino que esta soportado desde un exterior del tambor, por ejemplo esta soportado por un brazo de soporte que se extiende desde una seccion de pared de camara de alojamiento al tambor.
En tales configuraciones, el dispositivo de calefaccion puede estar situado permanente o temporalmente de modo virtual en cualquier lugar dentro del volumen del proceso del tambor. En casos en los que el dispositivo de calefaccion puede
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moverse montado con respecto al interior del tambor, realizaciones de la invencion contemplan un control de proceso que incluye un posicionamiento y direccionamiento del dispositivo de calefaccion para conseguir la irradiacion selectiva sobre la ubicacion o ubicaciones del producto espedfico dentro del tambor durante el proceso de secado por congelacion. Esto contribuye a optimizar adicionalmente la transferencia de energfa, minimizando el consumo de energfa y acortando los tiempos de secado.
Un volumen de emisor "cerrado" es considerado cerrado con respecto al recorrido a traves de partfculas entre el volumen del emisor y el volumen del proceso (tambor). Para un volumen de emisor "hermeticamente cerrado", no solamente es impedido el recorrido a traves de partfculas, sino que ninguna sustancia solida o gaseosa o lfquida puede ser intercambiada entre el volumen del emisor y el volumen de proceso (tambor). Sin embargo, con respecto al volumen del emisor, los terminos "cerrado" y "hermeticamente cerrado" no excluyen el suministro de alimentacion para el emisor de radiacion, suministro y/o retirada de un medio de refrigeracion, medios de limpieza/esterilizacion, etc.
Realizaciones de la invencion que proporcionan una separacion hermetica entre el volumen de proceso del tambor y el volumen del emisor permiten el control separado de, por ejemplo, condiciones hemodinamicas tales como presion y temperatura en el volumen de proceso del tambor por un lado y en el volumen del emisor (y/o un volumen de aislamiento) por otro lado. Las condiciones hemodinamicas en el volumen de proceso son a menudo denominadas como "condiciones del proceso" en este documento. Por ejemplo, un control de condiciones dentro del volumen de proceso del tambor puede referirse al control de condiciones del proceso segun se requieran para un proceso de secado por congelacion.
De acuerdo con algunas realizaciones, las condiciones dentro del volumen del emisor pueden comprender la presion atmosferica en oposicion por ejemplo, a condiciones de vado en el volumen de proceso del tambor durante el secado por congelacion. Las condiciones en el volumen del emisor pueden comprender ademas valores de temperatura, intervalos o perfiles definidos, que son conseguidos enfriando el volumen del emisor. El mecanismo de refrigeracion para el volumen del emisor puede ser es acoplado completamente desde cualquier mecanismo de refrigeracion o calefaccion para el volumen de proceso (tambor). Como resultado, por ejemplo, un medio de refrigeracion no esteril puede ser utilizado para enfriar el volumen del emisor (y/o el volumen de aislamiento). La refrigeracion puede impedir que los efectos de cualesquiera temperaturas en exceso resultantes del funcionamiento del emisor alcancen el volumen de proceso del tambor o las partfculas en el. De este modo, para una superfine del separador u otros componentes del dispositivo de calefaccion que miran al volumen de proceso del tambor y que son potencialmente propensos a que las partfculas se acerquen o hagan contacto con la superficie, puede controlarse una temperatura superficial cuando se requiera para cualquier regimen individual del proceso, composiciones de partfcula, etc.
Consecuentemente, distintas realizaciones de la invencion permiten la minimizacion de impactos potencialmente negativos que pueden resultar de las elevadas temperaturas de funcionamiento de los emisores y por ello permitir la utilizacion de la entrada de energfa potencialmente elevada de emisores de radiacion, cuando se requiera para procesos de secado por congelacion con tiempos de secado mas cortos que los actualmente disponibles. En otras palabras, de acuerdo con las realizaciones de la invencion, se proporcionan realizaciones/conceptos de secado por congelacion que minimizan los impactos potencialmente negativos de las elevadas temperaturas de funcionamiento de los emisores de radiacion, ampliando sustancialmente por ello la aplicabilidad de emisores de radiacion en el campo del secado por congelacion, en particular, secado por congelacion basado en un tambor giratorio.
Realizaciones de la invencion proporcionan una considerable reduccion de los tiempos de secado en comparacion con disenos convencionales, por ejemplo, por un factor de aproximadamente 10%, o 20%, o 25% o mas, preferido por aproximadamente 33% o mas, particularmente preferido por aproximadamente 50% (la mitad del tiempo de secado convencional), o mas. Como consecuencia, las realizaciones de la invencion permiten una reduccion en el consumo de energfa para el proceso de secado por congelacion. Los tiempos de secado mas cortos, por ejemplo, conducen a un menor consumo de energfa para mantener, por ejemplo, condiciones de vado en el volumen de proceso, o condiciones de temperatura en el condensador, etc., durante el tiempo de proceso.
De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, para liofilizadores basados en tambor giratorio que incluyen dispositivos de calefaccion basados en uno o mas emisores de radiacion, pueden preverse conceptos de diseno integrado que incluyen previsiones para CiP/SiP. Por ejemplo, separadores que proporcionan una separacion hermetica entre volumen de proceso del tambor y el volumen del emisor pueden ser disenados para asegurar una proteccion fiable de las partfculas que son influenciadas negativamente por el emisor (por ejemplo, el separador puede impedir una fusion parcial o total debido a una excesiva transferencia de calor desde el emisor). Esto contribuye a asegurar una elevada calidad del producto, y ademas, puede tambien minimizarse la contaminacion/polucion del volumen de proceso del tambor, que de otra manera resultana a partir de, por ejemplo, partfculas parcial o totalmente fundidas que se pegan a una superficie de la pared interior del tambor y/u otro equipamiento dispuesto en el volumen de proceso del tambor (por ejemplo, equipo de deteccion, camaras, boquillas para limpieza/esterilizacion, etc.). A este respecto, puede evitarse tambien una contaminacion del propio emisor de radiacion con partfculas parcial o totalmente fundidas. Por consiguiente, en algunas realizaciones no hay necesidad de un equipo o procedimientos de limpieza/esterilizacion potencialmente complejos (por ejemplo limpieza manual) para eliminar tal contaminacion del interior del tambor y/o del emisor de radiacion.
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Con vistas a CiP/SiP, de acuerdo con las realizaciones de la invencion pueden proporcionarse conceptos optimizados que comprendan disenos apropiados para el dispositivo de calefaccion, en particular las superficies del dispositivo de calefaccion que miran al volumen de proceso. Por ejemplo, estructuras a modo de tubo para el separador u otros componentes del dispositivo de calefaccion pueden tener un perfil sustancialmente "redondo", mientras el propio tubo puede ser un tubo recto, pero puede tambien ser de una forma de tipo en U o de cualesquiera otras formas con superficies minimizadas potencialmente propensas para la acumulacion de contaminacion, pegado de partfculas, etc. Generalmente, de acuerdo con realizaciones de la invencion, los componentes del dispositivo de calefaccion tales como separadores pueden ser previstos con areas de borde minimizadas, aristas o areas de borde, y similares. De acuerdo con una realizacion ejemplar, el separador puede comprender sustancialmente una unica estructura tal como un tubo de vidrio recto (con uno o dos componentes de terminacion tales como bridas) sin entradas, inserciones, rebajes, bordes, etc.
De acuerdo con distintas realizaciones de la invencion, los dispositivos de calefaccion adaptados, por ejemplo para CiP/SiP pueden estar permanentemente en su sitio dentro del tambor, es decir, pueden estar en su sitio no solamente durante el secado por congelacion, sino tambien durante los procesos de limpieza/esterilizacion, etc. Esto puede contribuir a simplificar un diseno de liofilizador. De acuerdo con otra realizaciones, el dispositivo de calefaccion esta previsto para poder ser retirado del interior del tambor, por ejemplo, por medio de un brazo de pivote de soporte, un brazo giratorio, y similares. De acuerdo con realizaciones particulares, por ejemplo el separador puede tener formas optimizadas para CiP/SiP y para la estabilidad mecanica. Por ejemplo un separador que comprende un tubo de vidrio con una seccion transversal sustancialmente circular, o secciones transversales casi circulares tales como una seccion transversal ovalada (preferiblemente de forma ligera), pueden proporcionar una estabilidad mecanica optimizada, mientras ademas minimizan los grosores de pared requeridos para el tubo, optimizando por ello ademas al mismo tiempo la transmisibilidad (para la radiacion del emisor incidente sobre el producto) y el peso (del dispositivo de calefaccion, que requiere soporte).
Realizaciones de acuerdo con el invento, que proporcionan un cierre hermetico entre el volumen del proceso (tambor) y el volumen del emisor, pueden tambien evitar validaciones costosas del volumen del emisor de acuerdo con las exigencias normativas tales como la GMP ("Buena Practica de Fabricacion"). El propio emisor, asf como cualquier otro equipo incluido dentro del volumen del emisor (o volumen del aislador) del separador estan excluidos del volumen de proceso del tambor y por ello no estan sometidos a ninguna exigencia de validacion. Esto puede referirse al equipo de refrigeracion, cualquier equipo para soportar el radiador, asf como equipo de deteccion libre de contacto tales como sensores de temperatura, sensores de humedad, sensores opticos tales como camaras, sensores a base de laser y cualquier equipo sensor activo o pasivo, en tanto en cuanto los sensores puedan operar a traves del separador, por ejemplo, partes de transmision del mismo. El funcionamiento del sensor puede requerir transmisibilidad del separador en areas de longitudes de onda diferentes, por ejemplo, en las areas opticas, de infrarrojos, de ultravioletas, etc., vidrio de cuarzo como material para el separador puede proporcionar una transmisibilidad apropiada en las longitudes de onda requeridas.
Cuando no hay exigencias, tales como exigencias de esterilidad, exigencias de limpieza/esterilizacion correspondientes, y similares, para un volumen del emisor separado hermeticamente (volumen de aislamiento), la prevision del equipo antes descrito en este documento puede simplificar el diseno de reducir los costes. De acuerdo con realizaciones ejemplares, la disposicion del equipo sensor dentro del volumen del emisor (o volumen de aislamiento) puede reducir los costes para un equipo sensor libre de contacto. De acuerdo con realizaciones particulares, un mecanismo de refrigeracion para el volumen del emisor puede utilizar un medio de refrigeracion no esteril tal como nitrogeno no esteril o aire no esteril, lo que reduce considerablemente los costos en comparacion con utilizar un medio de refrigeracion esteril tal como nitrogeno esteril o aire esterilizado. Una refrigeracion por aire de acuerdo con algunas realizaciones puede ser implementada como un sistema de refrigeracion abierto, reduciendo adicionalmente los costes.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Otros aspectos y ventajas de la invencion resultaran evidentes a partir de la siguiente descripcion de realizaciones explicativas ejemplares y preferidas como se ha ilustrado en las figuras, en las que:
La fig. 1 es una ilustracion en seccion transversal de un ejemplo explicativo de un liofilizador basado en tambor giratorio que incluye un dispositivo de calefaccion;
La fig. 2 es una ilustracion en perspectiva del dispositivo de calefaccion del liofilizador de la fig. 1;
La fig. 3 es una vista en planta sobre componentes del dispositivo de calefaccion de la fig. 2;
La fig. 4 es una vista en seccion transversal del separador del dispositivo de calefaccion de las figuras precedentes;
Las figs. 5A-D son vistas en seccion transversal de distintas realizaciones de componentes del separador;
La fig. 6 es una ilustracion en seccion transversal de una realizacion preferida de un liofilizador basado en tambor giratorio de acuerdo con la invencion;
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La fig. 7A es una ilustracion ampliada del area en la fig. 6 marcada con C;
La fig. 7B es una ilustracion ampliada del area en la fig. 6 marcada con J;
La fig. 8A es una ilustracion en seccion transversal ampliada del dispositivo de calefaccion de la fig. 6 a lo largo de la lmea N-N;
La fig. 8B es una ilustracion en seccion transversal ampliada del dispositivo de calefaccion de la fig. 6 a lo largo de la lmea P-P;
La fig. 9A es una vista en perspectiva del dispositivo de calefaccion de la fig. 6;
La fig. 9B es una vista lateral del dispositivo de calefaccion de la fig. 6; y
La fig. 9C es una vista en planta del dispositivo de calefaccion de la fig. 6 desde el lado izquierdo de la fig. 6.
DESCRIPCION DETALLADA DE EJEMPLOS EXPLICATIVOS Y REALIZACIONES PREFERIDAS
La fig. 1 ilustra esquematicamente en una vista en seccion transversal un ejemplo explicativo 100 de un liofilizador que comprende un tambor giratorio 102 soportado dentro de una camara de alojamiento 104 por un unico soporte giratorio 106. La camara de alojamiento 104 es implementada como una camara de vado y conectada a traves de la abertura 108 con el condensador y la bomba de vado 110. El liofilizador 100 esta adaptado para secar por congelacion partmulas tales como micro-partmulas, preferiblemente micro-pellets, en condiciones cerradas, es decir en condiciones de esterilidad y/o contencion.
El tambor 102 comprende una abertura 112 en su placa posterior 114 y una abertura 116 en su placa frontal 118. La abertura 116 esta adaptada para cargar el tambor 102 con partmulas a traves de una seccion de transferencia 120 que comprende un tubo de guiado interior 122 para guiar un flujo de productos de un almacenamiento/contenedor de partmulas aguas arriba y/o dispositivo de generacion de partmulas (tal como una camara de pulverizacion, una torre de encapsulado, y similares) al tambor 102.
El tambor 102 comprende un dispositivo de calefaccion 124 para calentar un volumen 126 de proceso del tambor dentro del tambor y un sistema de partmulas (lote) 127 cargado en el tambor 102 a traves del tubo 122 y llevado por el tambor 102 durante el secado por congelacion. Ha de observarse que el volumen de proceso para establecer condiciones de proceso para el secado por congelacion es el interior completo 128 de la camara de vado 104, que comprende la parte de volumen del proceso (volumen del proceso del tambor) 126 dentro del tambor asf como una parte 130 de volumen del proceso fuera del tambor.
Un proceso de secado por congelacion puede ser iniciado, por ejemplo, enfriando el volumen de proceso 128 a temperaturas optimas para un proceso de secado por congelacion eficiente, y en paralelo o despues de ello, estableciendo condiciones de vado y cargando las partmulas 127 mediante el tubo de guiado 122 al tambor 102. Tal enfriamiento puede ser conseguido por un equipo de refrigeracion previsto en asociacion bien con el tambor 102 y/o bien con la camara de vado 104.
Durante el secado por congelacion, la bomba de vado y el condensador 110 funcionan para extraer el vapor de sublimacion del volumen 126 de proceso del tambor a traves de las abertura 112, 116. Debido a la sublimacion del vapor, la temperatura de las partmulas y en el volumen de proceso 128 disminuye por debajo de valores optimos. El control del proceso acciona el proceso de secado por congelacion de acuerdo con un regimen de proceso optimizado, lo que requiere que se aplique calor a las partmulas para mantener el nivel/intervalo de temperatura optimo para la liofilizacion. Mecanismos convencionales de aplicar calor comprenden, entre otros, calentar una superficie de pared interior del tambor 102. Aunque el ejemplo explicativo del liofilizador 100 como se ha ilustrado en las figs. 1 a 5D y descrito en este documento no pretende excluir la utilizacion de tales metodos convencionales, la siguiente descripcion se focaliza sobre la aplicacion de calor por el dispositivo de calefaccion 124 a las partmulas 132.
La fig. 2 ilustra en una vista en perspectiva el dispositivo de calefaccion 124 en mayor detalle. La fig. 3 es una vista en planta esquematica que ilustra varios componentes del dispositivo de calefaccion 124. Ha de observarse que la fig. 2 ilustra una seccion transversal parcial de la seccion de transferencia 120 mientras que la fig. 3 representa solamente el tubo de guiado 122. La fig. 4 ilustra componentes particulares del dispositivo de calefaccion 124 en una vista en seccion transversal.
El dispositivo de calefaccion 124 comprende un emisor de radiacion 202 para aplicar calor por radiacion a partmulas 127 (vease la fig. 1). El dispositivo de calefaccion 124 comprende ademas un separador 204 para separar partmulas 127 del emisor 202. El separador 204 comprende un tubo de vidrio 302 de forma generalmente cilmdrica. Un volumen de emisor 206 definido dentro del tubo 302 esta ademas confinado por bridas 208, 210, que separan hermeticamente el volumen 126 de proceso del tambor y el volumen 206 del emisor entre sf. El dispositivo de calefaccion 124 comprende ademas medios de cobertura 212, que a su vez comprenden un tejado 214 de una sola agua y lleva otro equipo tal como boquillas 216 de acceso al medio de limpieza/esterilizacion.
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El dispositivo de calefaccion 124 comprende ademas un brazo de soporte 304, que esta conectado a la placa frontal 134 de la camara de vado 104. Las tubenas 218 estan previstas para: (1) suministrar un medio de refrigeracion al volumen 206 del emisor; (2) eliminar el medio de refrigeracion despues del flujo hacia atras del mismo a traves del tejado 214 desde el dispositivo de calefaccion 124 y, (3) suministrar un medio o medios de limpieza/esterilizacion a las boquillas 216.
Volviendo a la configuracion detallada del dispositivo de calefaccion 124, el tubo de vidrio 302 puede estar hecho de vidrio con una transmisibilidad optimizada para la radiacion emitida en funcionamiento por el emisor 202. El emisor 202 puede ser un emisor de IR con una emisividad maxima en el intervalo de aproximadamente 1 pm a 2 pm, y el tubo de vidrio 302 puede estar hecho de vidrio de cuarzo con una transmisibilidad del 95% o mas en ese intervalo de longitudes de onda. Un grosor de pared del tubo de vidrio 302 es seleccionado preferiblemente de acuerdo con la transmisibilidad maximizada asf como con la estabilidad mecanica optimizada.
El emisor 202 esta soportado dentro del volumen 206 del emisor por una barra de acero plana 402 que se extiende dentro del tubo 302, en donde los sujetadores 404 para sujetar el emisor 202 son desacoplados termicamente de la barra 402 a traves de medios de aislamiento 406.
En tanto en cuanto se ha establecido la separacion hermetica, incluso si, por ejemplo, se han establecido o mantenido condiciones esteriles en el volumen 126 (128, 130) de proceso, no existe una necesidad de establecer condiciones esteriles en el volumen 206 del emisor.
Con respecto a las bridas de ensamblaje 208, 210 con el tubo 302, pueden preverse roscas como una opcion. Adicional o alternativamente, puede emplearse una union mediante adhesivo, siempre y cuando cualquier adhesivo o pegamento utilizado sea libre de emisiones. El ejemplo explicativo 100 ilustrado en las figuras implementa otra solucion, que puede ser combinada con una o mas de las opciones antes mencionadas. Cuatro varillas de acero 220 se extienden dentro y a lo largo de la longitud del tubo 302 que conecta ambas bridas 208, 210 entre si y estirando de las bridas 208, 210 sobre los extremos del tubo 302 (pueden utilizarse mas o menos varillas del mismo material o de un material diferente).
Sin embargo, el ejemplo explicativo 100 ilustrado en las figs. 1 a 4 implementa otra solucion. Cuatro varillas de acero 220 se extienden dentro y a lo largo de la longitud del tubo 302 conectando ambas bridas 208, 210 entre si y estirando de las bridas 208, 210 sobre las extremidades del tubo 302 (pueden ser utilizadas mas o menos varillas del mismo material o de un material diferente). La propiedad de "sellado" se entiende como "libre de fugas" para que cualquier sustancia gaseosa, lfquida y/o solida, sea mantenida para diferencias de presion de, por ejemplo, condiciones atmosfericas en el volumen 206 del emisor, y condiciones de vado en el volumen 126 de proceso del tambor, en donde el vado puede significar una presion tan baja como de 10 mbar, o 1 mbar, o 500 pbar, o 1 pbar; y tambien condiciones de presion en exceso en el volumen 126 del proceso del tambor, que pueden significar una presion tan elevada como de 1,5 bar, o 2 bar, o 3 bar, o mas.
Cualesquiera medios de sellado empleados han de ser capaces de resistir no solamente la presion, sino tambien otras condiciones durante el secado por congelacion, limpieza, etc., sobre el lado del volumen 126 de proceso asf como condiciones sobre el lado del volumen 206 del emisor, por ejemplo, durante el funcionamiento del emisor 202; ademas, los medios de sellado han de sellar estas condiciones entre sf. Cualquier material de sellado deberfa ser resistente a la absorcion y, con respecto ejemplar a condiciones de temperatura, deberfa resistir temperaturas bajas tales como temperaturas de alrededor de -40 °C a -60 °C asf como temperaturas elevadas de alrededor de +130 °C sobre el lado del volumen 126 de proceso, con el fin de evitar la fragilizacion y/o la abrasion con el riesgo de contaminacion del producto resultante de los mismos.
La superficie exterior del tubo de vidrio 302 que mira al volumen 126 de proceso es enfriada con el fin de impedir el impacto negativo de las temperaturas de funcionamiento elevadas del emisor 202 sobre las partfculas 127. El enfriamiento es conseguido adaptando el volumen 206 del emisor como un volumen de refrigeracion para transportar a su traves un medio de refrigeracion tal como aire, nitrogeno, no esteril, etc. El aire, por ejemplo, puede tener temperatura ambiente, o puede ser enfriado, dependiendo de las propiedades de barrera o apantallamiento deseadas para el separador 204. Tambien podnan utilizarse otras sustancias (no inflamables). El medio de refrigeracion fluye dentro del brazo del soporte 304 y de una entrada prevista en la brida 210 al volumen 206 del emisor/refrigeracion, deja el volumen 206 a traves de una salida 222 en la brida 208 y fluye hacia atras a traves de la tubena 224, del tejado 214 y de uno de los tubos 218, y elimina de este modo el calor procedente del emisor 202 durante un funcionamiento del mismo.
En el ejemplo ilustrado en las figs. 2 a 4, el tubo de vidrio 302 es un simple tubo recto con una seccion transversal circular, el volumen 206 del emisor es identico al volumen de refrigeracion, y el medio de refrigeracion fluye a su traves en una direccion solamente. Sin embargo, puede contemplarse otras configuraciones. De acuerdo con otro ejemplo 500 ilustrado en seccion transversal en la fig. 5A, un tubo de vidrio 502 puede tambien tener una superficie exterior circular 504. Sin embargo, el tubo de vidrio 502 comprende una pared 506 de division o subdivision interna que subdivide el volumen interior del tubo 502 en un sub-volumen o sub-tubo 508 superior y un sub-volumen o sub-tubo 510 inferior. Tal configuracion puede proporcionar una elevada estabilidad mecanica (y por ello permitina minimizar un grosor de pared de las paredes exteriores 518 del tubo 502), y proporciona dos sub-volumenes dentro de un tubo, en donde los sub- volumenes 508 y 510 pueden estar o no conectados entre sf. Por ejemplo, la pared 506 puede tener una o mas aberturas en una o ambas extremidades del tubo 500 y/o en otras posiciones.
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Se han contemplado distintos escenarios de empleo. Un emisor 512 puede estar previsto en el sub-tubo inferior 510. Un medio de refrigeracion puede ser transportado, por ejemplo, a traves del sub-tubo inferior 510 en una direccion hacia adelante, como se ha indicado por el sfmbolo 514, y puede ser transportado en direccion hacia atras (sfmbolo 516) a traves del sub-tubo superior 508. Por consiguiente, puede ahorrarse el equipo requerido de otro modo para el flujo hacia atras del medio de refrigeracion, en que tal equipo tendna que estar dispuesto fuera del tubo 502, por ejemplo en un volumen de proceso, y por ello ahorrar tal equipo es beneficioso, y puede contribuir a simplificar un diseno del dispositivo de calefaccion y/o una limpieza/esterilizacion de aquellas partes del dispositivo de calefaccion que miran a un volumen de proceso del tambor.
De acuerdo con otros ejemplos, el sub-volumen superior 508 puede no ser utilizado para guiar cualquier medio de refrigeracion, pero puede estar disenado como un volumen cerrado, que puede ser, por ejemplo, evacuado con el fin de servir como un volumen de aislamiento para (pasivamente) aislar el volumen 510 del emisor contra un volumen 520 de proceso del tambor circundante.
Otro ejemplo de un tubo de vidrio 526 esta ilustrado en la fig. 5B. Un sub-volumen o sub-tubo interior 528 esta envuelto por un tubo exterior 530 y se extiende dentro de el, en donde los tubos 528, 530 estan dispuestos concentricamente entre sf. En este ejemplo, un emisor 532 esta dispuesto dentro del tubo 528. El espacio anular 534 definido entre el tubo interior 528 y el tubo exterior 530 puede ser utilizado como volumen de aislamiento. Por ejemplo, el volumen 534 puede ser evacuado con el fin de aislar un volumen 536 de proceso del tambor circundante de las temperaturas de funcionamiento potencialmente elevadas del emisor 532. De acuerdo con el ejemplo ilustrado en la fig. 5B, un medio de refrigeracion es guiado a lo largo de una direccion hacia adelante 538 a traves del tubo interior 528. El medio de refrigeracion ha de ser guiado exteriormente fuera del dispositivo de calefaccion correspondiente, en tanto en cuanto el espacio anular 534 es utilizado solamente como volumen de aislamiento. De acuerdo con otra alternativa, el medio de refrigeracion podrfa ser transportado en direccion hacia atras a traves del volumen 534.
Una variacion del ejemplo de la fig. 5B esta ilustrada con lmeas de trazos 542 destinadas a indicar que el espacio anular 534 puede ser subdividido (por paredes interiores 542) en un sub-volumen superior 544 y un sub-volumen inferior 546. De acuerdo con un ejemplo, un medio de refrigeracion podrfa, por ejemplo, ser guiado en direccion hacia adelante a lo largo del sub-volumen 546 y en direccion hacia atras a lo largo del sub-volumen 544. Otras configuraciones que utilizan uno o mas sub-volumenes 538, 544 y 546 para guiar un medio de refrigeracion a su traves en una o mas direcciones pueden ser contempladas. De acuerdo con un ejemplo particular, el sub-volumen 538 puede ser cerrado con, por ejemplo, condiciones de presion atmosferica, mientras que un medio de refrigeracion es guiado a traves de los sub- volumenes 544 y 546 para eliminar el flujo de calor a traves de las paredes del tubo 528 resultante de una operacion del emisor 532.
Mientras en la configuracion de la fig. 5B, los espacios anulares superior e inferior 544 y 546 estan ilustrados con secciones transversales similares y simetricas rotacionalmente, otros ejemplos pueden tener una configuracion diferente. Por ejemplo, un espacio anular puede tener una variacion angular en anchura. Adicional, o alternativamente, un espacio anular superior e inferior puede no necesariamente ser formado simetricamente. Aun mas, mientras las paredes sub- divisoras 506, 542 se extienden horizontalmente en las figs. 5A y 5B, respectivamente, pueden contemplarse otras configuraciones, en las que desviaciones de una orientacion estrictamente horizontal pueden ser seleccionadas por ejemplo de acuerdo con una direccion de una radiacion del emisor para que sea incidente sobre el producto (lote) que ha de ser calentado.
La fig. 5C ilustra otra configuracion, en la que un tubo 552 con una seccion transversal exterior circular comprende una pared 554 con un grosor de pared variable. Espedficamente, una parte superior 556 del tubo 552 tiene un grosor mayor, mientras que el grosor disminuye hacia una parte inferior 558. Se ha ilustrado un tubo capilar 560 que puede ser utilizado, por ejemplo, para guiar un medio de refrigeracion a su traves para enfriar la parte superior 556 del tubo 552 y por ello eliminar calor. En la configuracion ilustrada en la fig. 5C, el medio de refrigeracion es guiado en una direccion hacia adelante 562 a traves del tubo 560 y en una direccion hacia atras 564 a traves del volumen 566 del emisor que comprende el emisor 568. Otras opciones para transportar un medio de refrigeracion a traves de uno o ambos tubos/volumenes 560, 566 son contempladas y quedan dentro de variantes de diseno rutinarias.
La fig. 5D ilustra aun otra configuracion. Un tubo 582 con penmetro circular comprende la pared 584 que confina el volumen 586 del emisor que recibe el emisor 588. Una pluralidad de tubos capilares 590 estan integrados dentro de la pared 584. Un medio de refrigeracion (por ejemplo, un lfquido de refrigeracion) puede ser transportado a traves de uno o mas de los tubos capilares 560 en una direccion hacia adelante y/o hacia atras para eliminar el calor operativo del emisor 558. Adicional, o alternativamente, un medio de refrigeracion puede ser transportado a traves del volumen 586 del emisor. Aunque los tubos capilares 560 estan dispuestos en un diseno regular dentro de la pared 554, de acuerdo con otras configuraciones, los tubos capilares pueden ser agrupados, por ejemplo, para estar situados preferiblemente en la parte superior de una pared del tubo.
Las configuraciones de tubo ilustradas en este documento pueden comprender adicionalmente medio reflectantes tales como, por ejemplo, capas reflectantes, de tal modo que la radiacion del emisor puede ser dirigida preferiblemente para que incida sobre el producto.
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Con referencia de nuevo al dispositivo de calefaccion 124 ilustrado en las figs. 2 a 4, el tejado 214 esta destinado a cubrir el separador 204 desde la parte superior. De este modo, las partfculas que atraviesan el volumen 126 de proceso del tambor (vease la fig. 1) desde la parte superior a la inferior pueden ser redirigidas lejos del tubo de vidrio 302. La prevision del tejado 214 puede perder las exigencias de refrigeracion para el separador 204, mas precisamente las exigencias para una temperature maxima permisible para la superficie del tubo de vidrio 302 que mira al volumen de proceso del tambor.
El tejado 214 ha sido implementado como un tejado de una sola agua, y este tipo y tipos similares de cubiertas son particularmente adecuados para una facil limpieza/esterilizacion dentro de los conceptos de CiP/SiP. Los puntos 216 de acceso del medio de limpieza/esterilizacion estan adaptados para suministrar medio de limpieza/esterilizacion para limpiar/esterilizar el dispositivo de calefaccion 124 asf como el interior del tambor giratorio 102. A este respecto, las boquillas 216 estan posicionadas en posiciones expuestas, sobre la parte superior de los medios de cobertura 212.
Aunque los medios de cobertura 212 se ha mostrado separados de otros componentes del dispositivo de calefaccion 124 (tal como el separador 204 que incluye el tubo de vidrio 302), de acuerdo con otras configuraciones, un medio de cobertura puede estar en contacto inmediato por ejemplo, con un componente separador tal como un tubo de vidrio que confina un volumen de emisor. De acuerdo con un ejemplo, un medio de cobertura puede estar formado como un tejado arqueado, incluyendo opcionalmente un mecanismo de refrigeracion para enfriar el tejado. Tales medios de cobertura podnan al mismo tiempo funcionar como un medio reflectante para dirigir la radiacion desde el emisor en las direcciones deseadas.
Con referencia ejemplar al ejemplo explicativo ilustrado en las figs. 1 a 4, cada uno de los conjuntos siguientes puede ser contemplado como una unidad de trabajo. El dispositivo de calefaccion 124, con o sin el brazo del soporte 304 (en estado montado o desmontado), con o sin la placa frontal 134 (en estado montado o desmontado), y con o sin la seccion de transferencia 120 (en estado montado o desmontado); incluyendo al separador 204 el tubo de vidrio 302 y las bridas 208, 210 con o sin equipo interno tal como el emisor 202; y/o el tubo de vidrio 302 con o sin el emisor 202.
A continuacion, se ha descrito una realizacion preferida de un dispositivo de calefaccion de acuerdo con la invencion sobre la base de las figs. 6 a 9C. Aqrn, ha de observarse que los entornos asf como los componentes adicionales o componentes similares del ejemplo explicativo antes descrito de un dispositivo de calefaccion tambien se aplican para la realizacion preferida descrita a continuacion de un dispositivo de calefaccion de acuerdo con la invencion, cuando sea apropiado, y una descripcion detallada del mismo es, asf, omitida con el fin de impedir la redundancia. Sin embargo, cuando sea aplicable, pueden adoptarse descripciones a partir del ejemplo explicativo a la realizacion preferida como se ha descrito a continuacion. En particular, la realizacion preferida del dispositivo de calefaccion como se ha descrito en lo que sigue es aplicable en el liofilizador como se ha mostrado en la fig. 1 y descrito en las partes respectivas anteriores.
La fig. 6 es una ilustracion en seccion (a lo largo del eje longitudinal) de una realizacion preferida de un dispositivo de calefaccion 624 de acuerdo con la invencion. En esta ilustracion, el dispositivo de calefaccion 624 esta fijado a la placa frontal 134 de la camara de vado 104. Una tubena 718 similar a la tubena 218 de la fig. 1 esta prevista para: (1) suministrar un medio de refrigeracion a un volumen 706 del emisor por un tubo 718a de suministro de refrigeracion, (2) retirar el medio de refrigeracion despues de su flujo hacia atras a traves del tubo de evacuacion 718b de refrigeracion, y opcionalmente (3) suministrar un medio o medios de limpieza/esterilizacion a boquillas opcionales respectivas (no mostradas) fuera del volumen 706 del emisor.
El dispositivo de calefaccion 624 comprende ademas un separador 704 para separar partfculas 127 de dos emisores de radiacion 702. El separador 704 en forma de cupula o de viga consiste de un tubo de vidrio alargado de forma generalmente cilmdrica, en donde la forma particular del tubo de vidrio proporciona una estabilidad perfeccionada del separador 704 contra presion elevada, tal como la presion elevada durante la esterilizacion. El volumen 706 del emisor definido dentro del separador 704 esta ademas confinado por la extremidad libre cerrada 704a del separador 704 y una placa de soporte 725, que separa el volumen 126 del proceso del tambor y el volumen 706 del emisor entre sf. El dispositivo de calefaccion 624 lleva opcionalmente un equipo adicional tal como boquillas de acceso al medio de limpieza/esterilizacion (no mostradas), similares al ejemplo explicativo de las figs. 1 a 4.
Volviendo a la configuracion detallada del dispositivo de calefaccion 624, el tubo de vidrio puede estar hecho de vidrio con transmisibilidad optimizada para la radiacion emitida en funcionamiento por los emisores 702. De acuerdo con distintas configuraciones, cada emisor 702 puede ser un emisor de IR con una emisividad maxima del orden de aproximadamente 1 pm a 2 pm, y el separador 704 puede estar hecho de vidrio de cuarzo con una transmisibilidad del 95% o mas en ese intervalo de longitudes de onda. Un grosor de pared del tubo de vidrio es seleccionado preferiblemente de acuerdo con la transmisibilidad maximizada asf como con una estabilidad mecanica optimizada.
Como puede recogerse de la fig. 6, el separador 704, o mejor su extremidad libre 704a, sobresale al volumen 126 de proceso del tambor, en donde la otra extremidad o extremidad de base 704b del tubo de vidrio del separador 704 es mantenida dentro de una estructura de zocalo o base de multiples componentes de tal modo que el separador 704 es mantenido de una manera giratoria alrededor de su eje longitudinal. Asf, en un modo en voladizo, el dispositivo de calefaccion 624 esta colocado libremente dentro del volumen 126 de proceso sin necesidad de un montaje de la extremidad 704a del separador 704 del dispositivo de calefaccion 624 dentro del volumen 126 de proceso, haciendo por
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ello posible en caso de un fallo del dispositivo de calefaccion 624 durante el proceso de secado por congelacion intercambiar el dispositivo de calefaccion 624 facilmente.
En cuanto a la estructura particular del separador 704 de la realizacion preferida, la extremidad de base 704b del separador 704 comprende un saliente 705 a modo de arista previsto integralmente en su cara de extremidad, cuyo saliente 705 sobresale radialmente hacia fuera desde el cuerpo principal del tubo de vidrio del separador 704. En particular, como puede verse con un detalle ampliado en la fig. 7B, la extremidad de base 704b del separador 704, especialmente por encima del saliente 705 del separador, es mantenida dentro de un manguito 730 aislador cilmdrico, consistiendo el manguito 730 preferiblemente al menos en parte de polioximetileno (POM), que impide un contacto directo entre el tubo de vidrio del separador 704 y los componentes metalicos de la estructura de base con el fin de asegurar la hermeticidad del dispositivo de calefaccion 624 en vista de los diferentes coeficientes de expansion termica de los diferentes componentes estructurales del dispositivo de calefaccion 624. El manguito aislado 730 esta fijado preferiblemente en el exterior del tubo de vidrio del separador 704 por medio de pegamento de silicona o similar, con el fin de fijar hermeticamente el manguito 730 con el separador 704 y proporcionar hermeticidad entre estos componentes. Ademas, el manguito aislador 730 esta dispuesto dentro de un casquillo cilmdrico 750, preferiblemente hecho de acero inoxidable, con un espacio entre el manguito 730 y el casquillo 750. Aqm, unas juntas toricas de compensacion 735, consistentes preferiblemente de caucho de silicona o de monomero de etileno propileno dieno (EPDM), estan dispuestas en rebajes respectivos en la circunferencia exterior del manguito 730, en donde el casquillo 750 esta en contacto con las juntas toricas de compensacion 735 sobre su circunferencia interior. Las juntas toricas de compensacion 735 sirven para compensacion de temperatura entre los componentes de la estructura del zocalo o base. Con esta estructura particular, es posible evitar uno de los problemas que ocurren con los dispositivos de calefaccion como son conocidos de la tecnica anterior, en particular el intercambio indeseado de condiciones ambientes entre el interior del dispositivo de calefaccion 624 y el exterior, es decir, el interior del tambor 102, tambien denominado como una fuga, que ocurre entre los diferentes componentes estructurales de un dispositivo de calefaccion debido a los diferentes coeficientes de expansion termica de los diferentes componentes estructurales (metal, vidrio, etc.) de dispositivo de calefaccion como es conocido de la tecnica anterior. En la realizacion preferida, por otro lado, el tubo de vidrio del separador 704 esta termicamente desacoplado de cualesquiera componentes metalicos del dispositivo de calefaccion 624, mejorando por ello la capacidad para impedir fugas entre el volumen 706 del emisor y el volumen 126 de proceso del tambor.
El casquillo 750 esta dispuesto dentro de una envolvente exterior cilmdrica 760, preferiblemente hecha de acero inoxidable, la extremidad abierta de la envolvente exterior 760 que mira a la extremidad libre cerrada 704a del separador 704 esta cerrada por una tapa 770 en forma de copa, preferiblemente hecha de acero inoxidable. Aqm, el casquillo 750 el mantenido dentro de la capa 770 en estrecho contacto con la circunferencia interior de la tapa 770. La extremidad libre 704a penetra en la tapa 770 a traves de una abertura de la tapa 770 de tal modo que la extremidad libre 704a pueden sobresalir al volumen 126 de proceso del tambor. Con el fin de cerrar hermeticamente la estructura de base, y por ello el volumen del emisor 706 con vistas al volumen 126 de proceso del tambor hermeticamente, una junta torica de cierre hermetico 740a, preferiblemente consistente de caucho de silicona o de monomero de etileno propileno dieno (EPDM), esta dispuesta entre la tapa 770 y una cara de extremidad del manguito aislador 730. Ademas, con el fin de cerrar hermeticamente la estructura de zocalo o base, unas juntas toricas de cierre hermetico 740b, que consisten preferiblemente de caucho de silicona o de monomero de etileno propileno dieno (EPDM), estan dispuestas entre la otra cara de extremidad del manguito aislador 730 y el saliente 705 del separador, y entre el saliente 705 del separador y la placa 751 en forma de disco, respectivamente, la placa 751 hecha preferiblemente de acero inoxidable y que sirve como una cubierta para el casquillo 750, en donde la placa 751 esta en contacto con la otra extremidad del casquillo 750 opuesta a la extremidad del casquillo 750 que esta cerrada por la tapa 770. Cualesquiera medios de sellado empleados han de ser capaces de resistir no solamente la presion, sino tambien otras condiciones durante el secado por congelacion, limpieza, etc. , sobre el lado del volumen 126 de proceso asf como condiciones sobre el lado del volumen 706 del emisor, por ejemplo, durante el funcionamiento de los emisores 702; ademas, los medios de sellado han de sellar estas condiciones entre sf. Cualquier material de sellado debena ser resistente a la absorcion y, con respecto ejemplar a las condiciones de temperatura, debena resistir bajas temperaturas tales como temperaturas de alrededor de -40 °C a - 60 °C asf como temperaturas elevadas de alrededor de +130 °C sobre el lado del volumen 126 de proceso, con el fin de evitar la fragilizacion y/o abrasion con el riesgo de la contaminacion del producto resultante de ellas.
Con esta estructura particularmente entrelazada como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de calefaccion 624 proporciona un tipo de "envolvente exterior" que esta expuesto al volumen 126 de proceso del tambor, cuya envolvente exterior consiste basicamente del separador 704, la tapa 770 (junto con la junta torica de cierre hermetico 704a dispuesta sobre el lado de la extremidad cerrada del separador) la envoltura exterior 760 y la placa frontal 134. Las partes restantes del dispositivo de calefaccion 624 estan basicamente dispuestas dentro de la envolvente exterior hermetica al vado estando el equipo generador de calor principal dispuesto en su interior, lo que permite que el dispositivo de calefaccion 624 pueda ser mantenido dispuesto dentro del volumen 126 de proceso del tambor y que el vado dentro del tambor 102 o camara de alojamiento 104 durante el secado por congelacion pueda ser mantenido intacto, mientras es posible intercambiar uno o todos los emisores 702 en caso de ocurrencia de fallo del emisor o de fallo de cualquier otro componente dispuesto dentro de la envolvente exterior. Con esta estructura entrelazada particular del dispositivo de calefaccion 624, durante la ocurrencia del fallo del emisor, el producto que ha de ser secado por congelacion puede ser mantenido dentro del tambor 102 junto con el mantenimiento sustancial de las condiciones del proceso mientras uno o varios emisores danados 702 pueden ser intercambiados, impidiendo por ello la generacion de producto residual debido a la discontinuidad de las condiciones del proceso.
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En la realizacion preferida, la placa 751 comprende una abertura central, en la que una extremidad de un manguito 752 portador cilmdrico, preferiblemente hecho de acero inoxidable, esta dispuesto de una manera fijada porque la circunferencia exterior del manguito portador 752 esta en contacto con la circunferencia interior de la abertura en la placa 751, por ello de la placa 751 de soporte. La otra extremidad del manguito portador 752 esta dispuesta dentro de una abertura de una placa de cubierta 780, preferiblemente hecha de acero inoxidable, cuya placa de cubierta 780 esta fijada a la placa frontal 134 de la camara de vado 104. Con el fin de ser capaz de compensar una expansion de longitud del tubo de vidrio del separador 704 debido a una elevada temperatura, la placa de cubierta 780 esta fijada a la placa frontal 134 por medio de pernos 781 y discos elasticos 782.
La tubena 718, es decir sus tubos asf como un tubo 790 de alimentacion electrica son guiados a traves del espacio interior del manguito portador 752 en la estructura de zocalo o base por medio de uno o varios conjuntos en forma de tiesto (dispuestos en serie) consistentes de una envolvente inferior ciimdrica 726, preferiblemente hecha de POM o de politetrafluoruro de etileno (PTFE) y que grna el tubo de vidrio al tiempo que impide cualquier tipo de rayado del mismo, y la placa de soporte 725 que cierra una extremidad de la envolvente interior 726 sobre el lado de la extremidad libre 704a del separador 704, en donde la placa de soporte 725 esta fijada a la envolvente interior 726 por una conexion por rosca o similar. Aqrn, los tubos de la tubena 718 y el tubo 790 de alimentacion electrica estan soldados a la placa de soporte 725, que esta hecha preferiblemente de acero inoxidable. Ademas, el tubo de vidrio del separador 704 en mantenido desde su interior por uno o varias de las estructuras en forma de tiesto antes descritas. Con tal construccion, el tubo de vidrio del separador 704 esta emparedado entre la envolvente interior 726 y el manguito aislador 730, en donde el saliente 705 es mantenido en una direccion axial entre un paquete de dos juntas toricas de cierre hermetico 740b, siendo mantenido el paquete de juntas toricas de cierre hermetico 740b entre el manguito aislador 730 y la placa 751, y en una direccion radial desde el exterior por medio del casquillo 750. Fijado a la placa de cubierta 780 por medio de un panel de montaje 741, el tubo 790 de alimentacion electrica penetra a traves de la placa de cubierta 751, de la placa frontal 134, y de la estructura de zocalo o base del separador 704, en donde la extremidad libre del tubo 790 dirigida hacia la extremidad libre 704a del separador 704 esta fijada a la placa de soporte 725. Aqrn el tubo 790 grna el cableado electrico a los emisores 702 y esta fijado al panel de montaje 741 por medio de una conexion 791 termo-roscada, es decir, una conexion de union por rosca auto-terrajante con un anillo de corte o anillo de compresion que esta hecho de POM. Con tal conexion de rosca, es posible ajustar el angulo rotacional del separador 704 alrededor de su eje longitudinal segun se desee, estabilizado por el panel de montaje 741.
Dentro de la estructura de zocalo o base, como puede ser recogido a partir de las figs. 1, 7A, 7B, 8A y 8B, el tubo 718a de suministro de refrigeracion penetra en la placa de soporte 725 y es conectado a un conducto 720 de refrigeracion rectangular provisto con aberturas de refrigeracion 721 para guiar el fluido de refrigeracion al interior superior del separador 704 opuesto a los dos emisores 702, es decir al volumen 706 del emisor. Como puede verse en detalle en las figs. 8A y 8B, el conducto rectangular 720 esta dispuesto dentro del separador 704 de tal modo que, en las figuras, las esquinas de la forma rectangular estan alineadas con el plano vertical y horizontal. La superficie interior de separador 704 que mira al volumen 126 de proceso, y por ello al propio separador 704, es enfriada por el fluido de refrigeracion guiado con el fin de impedir el impacto negativo de altas temperaturas operativas de los emisores 702 sobre las partfculas 127. El enfriamiento es conseguido adaptando el volumen 706 del emisor como un volumen de refrigeracion para el transporte a su traves de un medio de refrigeracion tal como aire, nitrogeno no esteril, etc. El aire, por ejemplo puede tener temperatura ambiente, o puede ser enfriado, dependiendo de las propiedades de barrera o apantallamiento deseadas para el separador 704. Otras sustancias (no inflamables) tambien podnan ser utilizadas. El medio de refrigeracion fluye dentro del tubo 718a de suministro de refrigeracion al conducto 720, es liberado a traves de las aberturas 721 al volumen 706 del emisor, y deja el volumen 706 a traves del tubo 718b de evacuacion de refrigeracion, y elimina de este modo el calor procedente de los emisores 702 durante el funcionamiento de los mismos.
En los lados superiores del conducto 720, un tejado de proteccion 710, preferiblemente hecho de PTFE, esta fijado, cuyo tejado 710 sirve como un medio reflectante y puede consistir de los carriles separados cada uno de los cuales forma una pendiente de la estructura del tejado, como puede verse en las figs. 8A y 8B, o puede consistir alternativamente de un solo componente, por ejemplo una placa doblada sobre sf misma o similar. El tejado 710 cubre los emisores 702 dispuestos de un modo invertido con relacion a un espejo por debajo del tejado 710 de tal modo que el tejado 710 protege o afsla la parte superior del separador 704 del calor generado por los emisores 702. Por tanto, el calor generado por los emisores 702 puede ser dirigido por medio del tejado 710. Los emisores 702 estan tambien fijados al conducto 720, similarmente al tejado 710, donde hay previstos medios de montaje 703 para cada emisor 702 de tal modo que los emisores 702 son mantenidos de una manera libre dentro del tubo de vidrio del separador 704 sin contacto directo de cualquiera de los emisores 702 con el conducto 720, el tejado 710 o el tubo de vidrio del separador 704. Los medios de montaje de cada emisor 702 consisten basicamente de una mensula fijada al emisor 702 en forma de doble cilindro, cuya mensula esta atornillada a una brida fijada a una cara lateral inferior del conducto 720.
Como puede verse en las figs. 9A y 9B, el separador 704, mas espedficamente la extremidad libre 704a del separador 704 es mantenida en un modo en voladizo, giratorio dentro de la estructura de zocalo o base como se ha descrito anteriormente. Aqrn de nuevo, asf como en la fig. 9C, puede recogerse que la abertura 116 del tambor 102 esta adaptada para cargar el tambor 102 con partfculas mediante una seccion de transferencia 120 que comprende un tubo de guiado interior 122 para guiar un flujo de productos desde un almacenamiento/contenedor de partfculas y/o un dispositivo de generacion de partfculas aguas arriba (tal como una camara de pulverizacion, una torre de encapsulado, y similares) al tambor 102. El tubo de guiado 122 penetra en una abertura 135 en la placa frontal 134 para cargar
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partfculas 127 al tambor 102.
Con tal estructura del dispositivo de calefaccion 624 de la invencion, el unico material expuesto al volumen 126 de proceso es el tubo de vidrio del separador 704. Asf, como no hay mezcla de materiales expuesta al volumen 126 de proceso, no hay problemas de fugas debida a los diferentes coeficientes de expansion termica. Ademas, debido al uso de un solo material, es decir el vidrio del separador 704, el dispositivo de calefaccion 624 tiene un diseno libre de grietas y, asf, exhibe una capacidad de limpieza mejorada.
El dispositivo o dispositivos de calentamiento tal como se ha descrito en este documento pueden ser empleados beneficiosamente para el secado por congelacion de, por ejemplo, partfculas congeladas esteriles que fluyen libremente como material a granel. Pueden emplearse realizaciones de la invencion en conceptos de disenos relacionados con una produccion bajo condiciones esteriles y/o condiciones de contencion. Una entrada de energfa sustancial segun es requerida para realizar la liofilizacion en escalas de tiempo mas cortas que las disponibles con los enfoques convencionales puede ser proporcionada por dispositivos de calefaccion de acuerdo con la invencion que emplean emisores de radiacion. Los "puntos calientes" indeseados (puntos de sobrecalentamiento local) en contacto con el volumen de proceso y representando por ello un peligro potencial para las partfculas que han de ser secadas por congelacion pueden ser eliminados previendo un separador alrededor del emisor que puede estar adaptado no solamente para separar las partfculas del emisor de radiacion, sino tambien para proporcionar una barrera para cualquier "punto caliente" de temperatura resultante de las temperaturas de funcionamiento elevadas del emisor.
Ademas, el volumen del emisor (y/o volumen de aislamiento) proporcionado por los dispositivos de calefaccion de acuerdo con la invencion puede estar configurado para ser excluido del volumen de proceso dentro del tambor, de tal modo que pueden evitarse inconvenientes tales como condiciones de limpieza/esterilizacion diffciles, contaminacion, refrigeracion compleja basada en demandas para un medio de refrigeracion esteril, etc. Realizaciones de dispositivos de calefaccion de acuerdo con la invencion son particularmente adecuadas para un diseno de un liofilizador rentable. Realizaciones de dispositivos de calefaccion de acuerdo con la invencion pueden contribuir a proporcionar disenos de liofilizador simplificados. De acuerdo con la realizacion preferida, un diseno de tambor puede ser potencialmente simplificado ya que el calentamiento a traves de una superficie de pared interior del tambor puede ya no ser requerido.
Realizaciones de liofilizadores equipados con dispositivos de calefaccion de acuerdo con la invencion pueden ser empleados para la generacion de partfculas uniformemente calibradas, esteriles, liofilizadas, como material a granel. Los productos resultantes pueden comprender virtualmente cualquier formulacion en estado lfquido o de pasta que puede fluir que sea adecuada tambien para procesos de secado por congelacion convencionales (por ejemplo del tipo autonomo), por ejemplo, anticuerpos monoclonales, API a base de protemas, API a base de ADN, sustancias de celula/tejido, vacunas humanas y animales y API terapeuticos para formas de dosificacion solida oral tales como API con baja solubilidad/bio-disponibilidad; formas de dosificacion solida oral de dispersion rapida tal como ODT (tabletas que se pueden dispersar oralmente), adaptaciones rellenas de pegamento, etc., asf como distintos productos en las industrias qmmica fina y de productos alimenticios. En general, materiales adecuados que pueden fluir incluyen composiciones que pueden ser conducidas a los beneficios del proceso de secado por congelacion (por ejemplo, estabilidad incrementada una vez secadas por congelacion).
Aunque la presente invencion ha sido descrita en relacion a una realizacion preferida de la misma, ha de entenderse que esta descripcion tiene propositos ilustrativos solamente.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un tambor giratorio (102) con un dispositivo de calefaccion (624) para calentar partfculas para que sean secadas por congelacion en un liofilizador (100), comprendiendo el dispositivo de calefaccion (624)
    al menos un emisor (702) de radiacion para aplicar calor por radiacion a las partfculas; y
    un separador (704) en forma de tubo para separar las partfculas de al menos el emisor, estando el separador (704) mtegramente cerrado en una extremidad (704a) y separando un volumen (706) del emisor que incluye al menos el emisor (702) de un volumen (126) de proceso del tambor dentro del tambor (102),
    en donde el dispositivo de calefaccion (624) esta adaptado para sobresalir al volumen (126) de proceso del tambor de tal modo que dicha extremidad (704a) integralmente cerrada del separador (704) esta dispuesta dentro del tambor (102) como una extremidad libre, y en donde la otra extremidad (704b) del separador (704) esta cerrada por una brida (770) que cierra hermeticamente el volumen (706) del emisor definido dentro del tubo contra el volumen (126) de proceso del tambor.
  2. 2. El tambor giratorio (102) segun la reivindicacion 1, en donde el dispositivo de calefaccion (624) esta adaptado para ser mantenido giratorio dentro del volumen (126) de proceso del tambor.
  3. 3. El tambor giratorio (102) segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el separador (704) es al menos en parte transmisor para que la radiacion del emisor entre en el volumen (126) de proceso del tambor.
  4. 4. El tambor giratorio (102) segun la reivindicacion 3, en donde el separador (704) esta hecho al menos en parte de material de vidrio, preferiblemente en el que el separador (704) comprende un tubo de vidrio.
  5. 5. El tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la separacion hermetica es proporcionada para al menos una de las condiciones de presion de vado y de las condiciones de presion en exceso en el volumen (126) de proceso del tambor.
  6. 6. El tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas un mecanismo de refrigeracion (718a, 718b, 720, 721) para enfriar al menos una superficie del dispositivo de calefaccion (624) que mira al volumen (126) de proceso del tambor, preferiblemente en el que el mecanismo de refrigeracion (718a, 718b, 720, 721) comprende un volumen de refrigeracion para transportar a su traves un medio de refrigeracion, en el que el volumen de refrigeracion puede incluir el volumen (706) del emisor.
  7. 7. El tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el separador (704) comprende un volumen de aislamiento.
  8. 8. El tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un medio reflectante (710) esta previsto dentro del separador (704) para dirigir el calor de radiacion generado por el emisor (702).
  9. 9. El tambor giratorio (102) segun la reivindicacion 8, en el que el medio reflectante (710) esta al menos cubriendo parcialmente el emisor (702).
  10. 10. El tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dos emisores (702) estan previstos dentro del separador (704), preferiblemente en el que los dos emisores (702) estan previstos en forma de una disposicion simetrica especular.
  11. 11. El tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas un medio de cobertura (212) que cubre el volumen (706) del emisor al menos parcialmente en la parte superior, comprendiendo preferiblemente ademas un mecanismo de refrigeracion para enfriar al menos una superficie superior del medio de cobertura (212).
  12. 12. Un liofilizador (100) que comprende un tambor giratorio (102) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
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