Controlled Nucleation LyoCoN

LyoCoN - Optimierung des Einfriervorgangs

Der Einfriervorgang zahlreicher Proben in einem Gefriertrockner ist normalerweise ein stochastischer Prozess. Die einzelnen Vials kristallisieren unkontrolliert innerhalb eines bestimmten Zeitfensters , z.B. 1 Stunde. Dabei ist die Kristallisationstemperatur und somit auch die Eisstruktur unterschiedlich. Dies hat Auswirkungen auf die nachfolgenden Trocknungsphasen.

Um das punktgenaue Einfrieren aller Vials zu erreichen, hat Christ LyoCoN entwickelt: Nach Beladung des Gefriertrockners werden zunächst auf dessen kaltem Eiskondensator Eiskristalle akkumuliert (Bild 1). Gleichzeitig wird das flüssige Produkt nahe am Gefrierpunkt abgekühlt. Dann wird in dem Gefriertrockner ein leichtes Vakuum erzeugt (Bild 2). Der externe Behälter bleibt dabei unter Atmosphärendruck. Schließlich wird durch Öffnen eines Ventils zwischen externem Behälter und Eiskondensatorkammer ein Druckausgleich herbeigeführt. Das durch eine Injektionslanze am Eiskondensator vorbeigeführte Gas erzeugt einen sehr feinen Eisnebel in der Produktkammer, der in alle Vials eindringt (Bild 3). Diese Kristallisationskeime lösen sofort das homogene Einfrieren aus.

Danach wird der Gefriertrockner wieder komplett auf Atmosphärendruck gebracht. Der Gefriervorgang aller jetzt kristallisierten Vials kann herkömmlich weiter fortgesetzt werden – z.B. weitere Abkühlung, Annealing, etc.


Vorteile des Martin Christ LyoCoN-Verfahrens

  • Erzeugung des Eisnebels aus dem Produkt heraus, keine zusätzlichen Substanzen von außen (z.B. WFI) nötig. GMP-konform!
  • Funktioniert einfach – Vakuum ist ohnehin verfügbar. Keine überdruckfeste Ausstattung des Gefriertrockners notwendig
  • Dadurch auch bei kleineren Pilotanlagen einsetzbar und nachrüstbar
  • Es fallen keine zu behandelnden Medien (Abluft/Gas) an, die Wirkstoff/Produkt enthalten können.

 

Auf Knopfdruck ausgelöste Kristallisation aller im Gefriertrockner
befindlichen Vials.

 

LyoCoN-Demonstration in einer Produktionsanlage Epsilon 2-65D.

Bild 1: Eiskristallakkumulation auf dem Eiskondensator
Bild 2: Herstellung eines Vakuums im Gefriertrockner
Bild 3: Injektion eines Eisnebels vom Eiskondensator in den Produktraum durch Druckausgleich zu dem externen atmospärischen Behälter