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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Beutel sowie ein Verfahren für die kontaminationsfreie Gefriertrocknung einer Substanz in einem Beutel, wobei der Beutel mindestens eine dampfdurchlässige Schicht aufweist.
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Stand der Technik
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Gefriertrocknung oder Lyophilisation ermöglicht die Haltbarmachung zahlreicher Produkte, vornehmlich aus dem Bereich der Pharmazie, Lebensmittelindustrie sowie Biologie. Der Prozess als solcher ist im Stand der Technik wohlbekannt. Insbesondere bei Arzneimitteln kommt die Gefriertrocknung immer häufiger zum Einsatz, da sich mit diesem Verfahren deren Haltbarkeit verlängern lässt, bei gleichzeitigem Erhalt der Bioaktivität der Arzneimittel. Beim Einsatz der Gefriertrocknung zur Bereitstellung von Arzneimitteln müssen jedoch Maßnahmen getroffen werden, um eine Kontamination sowohl vor wie auch während der Gefriertrocknung im Gefriertrocknungsschrank und nach der Gefriertrocknung zu verhindern.
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In ihren Anfängen fand die Gefriertrocknung in offenen Behältern in einem Vakuum-Apparat (Gefriertrockner) statt. Auf dem Weg zu einer kontaminationsfreien Gefriertrocknung hat man zunächst das Innere des Gefriertrockners entkeimt, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Dampf oder geeigneten Chemikalien. Dieser Vorgang war jedoch zeitraubend und mit zusätzlichen Kosten verbunden. Eine Weiterentwicklung der keimfreien Gefriertrocknung führte zur Verwendung von Beuteln, welche die zu gefriertrocknende Substanz sicher verschlossen haben und so vor Kontamination geschützt haben. Zugleich wurde auch so die Umgebung vor der Kontamination mit der im Beutel verschlossenen Substanz geschützt, so dass vorteilhafterweise das Innere des Gefriertrockners nach der Verarbeitung einer Substanz nicht von dieser gereinigt werden musste.
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Eine der ersten Erwähnungen einer sterilen Gefriertrocknung findet sich in der US-Patentschrift
US 5,309,649 , in welcher ein mit einer dampfdurchlässigen Membran verschlossener Behälter offenbart ist, in welchem die Substanz in einer nichtsterilen Umgebung gefriergetrocknet ist. Des Weiteren ist beispielsweise eine weitere Ausgestaltung eines Behälters für die Gefriertrocknung aus dem US-Design
US D430,939 , der eine starre, fest vorgegebene rechteckige Form aufweist.
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Die Verwendung von Behältern der vorbenannten Art ermöglicht zwar eine kontaminationsfreie Gefriertrocknung, ist aber mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Zum einen weist ein vorgefertigter und mit einer Membran verschlossener Behälter ein bereits definiertes Maß (Länge x Breite x Höhe) auf und erweist sich daher als ungeeignet in Bezug auf die maximale Flächenausbeute, wenn er auf Stellflächen in Gefriertrocknern unterschiedlicher Hersteller zum Einsatz kommt, die üblicherweise unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Die Ausnutzung der in einem jeweiligen Gefriertrockner vorhandenen Stellfläche ist bei einem vorgegebenen Behältermaß sehr selten optimal und wenn, dann meist durch Zufall. Um das Problem zu lösen, könnten idealerweise die Behältermaße stets an die Stellflächen in einem Gefriertrockner individuell angepasst werden oder es müssten Behälter der vorgenannten Art bereitgestellt werden, die bezüglich ihrer Abmessungen variabel sind. Eine individuelle Bereitstellung neuer Behälter mit Abmessungen, die an die Stellfläche eines bestimmten Gefriertrockners optimal angepasst ist, ist fertigungstechnisch jedoch immer sehr aufwändig und teuer (z. B. aufgrund der Werkzeugkosten für Spritzguss oder Tiefziehen oder Blasspritzgießen) und erst bei hoher Stückzahl (üblicherweise > 10.000) umsetzbar.
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Zum anderen können beim Entnehmen der gefriergetrockneten Substanz (Trocknungsgut) aus den vorgenannten Behältern Probleme auftreten. Das Entnehmen des Trocknungsguts erfolgt üblicherweise über ein Öffnen auf der Membranseite oder Bodenseite. Hierzu wird die Membran oder die Bodenfolie oder der Boden mit einem Skalpell oder einem anderen geeigneten Werkzeug aufgeschnitten. Bei jedem Schnitt werden jedoch Partikel des aufgeschnittenen Materials frei. Da das Aufschneiden des Behälters immer über dem Trocknungsgut erfolgt, wird dieses zwangsläufig durch hereinfallende Partikel verunreinigt. Zur Minimierung des Fremdpartikeleintrags kann nur eine kleine Öffnung bereitgestellt werden, durch die das Trocknungsgut entnommen werden kann. Alternativ kann bereits an dem Behälter ein Verschluss vorgesehen sein, beispielsweise ein Schraubverschluss, durch welchen das Trocknungsgut ohne Aufschneiden des Behälters entnommen werden kann. Nachteilig ist hier jedoch, dass in den Fugen zwischen der membranbasierten Abdeckung und der Behälterwand, auf welcher die membranbasierte Abdeckung aufgebracht ist oder am Hinterschnitt zwischen Gewindestutzen und Behälter Reste des Trocknungsguts verbleiben und aus Sicht des Prozesses einen Verlust darstellen.
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Eine Alternative zur Verwendung eines mit einer Membran versiegelten Behälters ist die Verwendung eines Beutels, indem die zu gefriertrocknende Substanz vorliegt. Ein solcher Beutel, welcher zumindest in dessen Teilbereich ein Laminat aufweist, das eine sterile Barriereschicht aufweist, die wasserdampfdurchlässig ist, ist beispielsweise aus der Druckschrift
WO 96/31748 bekannt. Hierbei wird die Formulierung direkt in den Beutel gegeben und darin gefriergetrocknet. Problematisch bei diesem Ansatz ist jedoch, dass durch die flexible Natur des Beutels die Schichtdicke der zu trocknenden Substanz Variationen unterworfen ist. Insbesondere nimmt die Schichtdicke zum Rand hin ab, da der Beutel zu seinen Rändern hin eine natürliche Biegung zur Nahtstelle aufweist, d.h. weg von der Stellfläche, auf der er abgelegt ist (siehe
4 und
6 in
WO 96/31748 ). Diese Variabilität der Schichtdicke der zu trocknenden Substanz ist mit örtlich unterschiedlichen Trocknungsparametern verknüpft und führt zu Inhomogenitäten bei dem Trocknungsgut. Übersetzt auf die Massenproduktion von pharmazeutischen Wirkstoffen, zum Beispiel, kann dieses Problem zur Folge haben, dass die Qualität des Arzneimittels von Charge zu Charge schwankt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und Verfahren zur kontaminationsfreien Gefriertrocknung von Substanzen bereitzustellen, bei welchen die eingangs genannten Probleme und Nachteile nicht oder zumindest weniger ausgeprägt auftreten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Beutel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie das dazugehörige Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem der erfindungsgemäße Beutel verwendet wird. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung finden sich in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Beutel zur kontaminationsfreien Gefriertrocknung einer Substanz bereitgestellt, welcher eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die Oberseite eine dampfdurchlässige Folie aufweist. Ferner weist der Beutel mindestens drei Seitenflächen auf, welche zwischen der Oberseite und der Unterseite angeordnet sind, wobei zwischen zwei lateral angrenzenden Seitenflächen jeweils eine Fügestelle angeordnet ist, welche sich von der Unterseite bis zur Oberseite erstreckt.
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Die Oberseite des erfindungsgemäßen Beutels weist eine wasserdampf- bzw. gasdurchlässige Folie oder Membran auf, die zugleich keimdicht (d.h. Bakterien zurückhaltenden) ist. Die Oberseite des Beutels kann komplett aus der dampfdurchlässigen Folie bestehen, so dass die dampfdurchlässige Folie am Rand des Beutels mit den Seitenflächen zusammengefügt ist, beispielsweise mittels einer Schweißnaht. Alternativ kann nur ein Teilbereich der Oberseite die dampfdurchlässige Folie aufweisen, beispielsweise ein zentraler Bereich der Oberseite, und der Randbereich der Oberseite des Beutels kann ein anderes, nicht notwendigerweise wasserdampf- bzw. gasdurchlässigen (aber keimdichten) Material aufweisen, etwa eine wasserdampf- bzw. gasundurchlässigen Folie. Die Unterseite sowie zumindest ein Teil der Seitenflächen des erfindungsgemäßen Beutels können eine wasserdampf- bzw. gasundurchlässige Folie oder Membran aufweisen oder aus dieser bestehen, beispielsweise eine Polypropylen-Folie.
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Bei der dampfdurchlässigen Folie kann es sich beispielsweise um eine Membran aus expandiertem Polytetrafluorethylen (PTFE) mit auflaminiertem Vliesstoff aus Polyproplyen (PP) handeln. Als dampfundurchlässige Folie kann eine PP-Folie verwendet werden, welche beispielsweise eine Dicke von ca. 70 µm haben kann. Da das Verschweißen der Membran zu keinen optimalen Fügestellen führt, kann zwecks Zusammenfügen die PP-Folie an den Vliesstoff der Membran angeschweißt werden (durch Zuwenden der Vliesseite der Membran der PP-Folie). Dadurch lassen sich dichte Schweißnähte mit hohen Haltekräften ausbilden.
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Bei der Substanz kann es sich um eine beliebige Formulierung handeln, beispielsweise eine pharmazeutische Lösung oder ein anderes flüssiges Gemisch, welches im Wege der Gefriertrocknung verarbeitet werden soll. Die Substanz kann dabei unter sterilen Bedingungen in den Beutel eingeführt werden und versiegelt werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Beutel zur Ausbildung eines dreidimensionalen Körpers eingerichtet sein und die Fügestellen können Kanten des dreidimensionalen Körpers darstellen. Insofern können diese Fügestellen als vertikale (vertikal verlaufende) Fügestellen bezeichnet werden. Der Beutel kann beispielsweise zur Einnahme der Form eines dreieckigen Prismas eingerichtet sein. Zweckmäßigerweise können die Unter- und Oberseite die gleiche Grundform aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Beutel vier Seitenflächen aufweisen und zur Einnahme der Form eines Quaders oder Würfels eingerichtet sein. Allgemein kann der Beutel einem dreidimensionalen Körpers mit beliebiger Form entsprechen. Der Beutel kann seine „native“ dreidimensionale Form beispielsweise durch Aufblasen einnehmen und je nach Größe des Beutels und der Steifigkeit der Fügestellen kann der Beutel diese Form im Wesentlichen beibehalten, auch wenn ein Druckausgleich zwischen seinem Inneren und der Umgebung erfolgen kann.
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Durch das Ausbilden von Fügestellen, welche im Wesentlichen senkrecht zur Unterseite und ggfs. auch zur Oberseite des Beutels verlaufen, kann dem Beutel eine dreidimensionale eckige Form aufgeprägt werden. Im leeren Zustand kann die Steifigkeit der Fügestellen ausreichen, um dem Beutel seine inhärente dreidimensionale Form zu verleihen. Durch die dreidimensionale Grundform des erfindungsgemäßen Beutels kann erreicht werden, dass die darin eingefüllte gefrierzutrocknende Substanz im Wesentlichen über ihr gesamtes Volumen hinweg einen gleichen Füllstand aufweist. Die Fügestellen fungieren dabei als formgebende Strukturen, welche dem Beutel seine dreidimensionale Form aufprägen.
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Unabhängig von der Grundform des Beutels kann zwischen je zwei Seitenflächen eine Fügestelle angeordnet sein. Eine Fügestelle kann also einer Kante des dreidimensionalen Beutels entsprechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Fügestellen alle gleich lang sein und damit die Höhe des Beutels definieren. Es ist jedoch keineswegs erforderlich, dass alle Fügestellen bzw. Kanten des Beutels gleich lang sind, auch wenn es eine sich aus einer möglichen Herstellungsart des Beutels zweckmäßige Ausführungsform handelt. Die Fügestellen können Schweißnähte aufweisen. Der erfindungsgemäße Beutel kann beispielsweise aus einem Flachbeutel durch entsprechendes Falten des Flachbeutels und verschweißen seiner Eckbereiche hergestellt werden. Die überstehenden dreieckgingen Eckabschnitte des gefalteten Flachbeutels können dann von diesem abgetrennt werden. Die Stellen, entlang welcher die überstehenden Eckabschnitte des gefalteten Flachbeutels von diesem abgetrennt werden, entsprechen dann den Fügestellen der Seitenflächen des Beutels, die zugleich (Seiten-)Kanten des Beutels darstellen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Beutels kann sich die dampfdurchlässige Folie über die gesamte Oberseite des Beutels erstrecken, so dass sich die Fügestellen von der Unterseite des Beutels bis zur dampfdurchlässigen Folie erstrecken. Bei dieser Ausfiihrungsform bilden dann die Fügestellen (z. B. Schweißnähte) zwischen der dampfdurchlässigen Membran und den Seitenflächen zugleich obere Kanten des Beutels. Eine solche Ausführungsform des Beutels kann aus einem Flachbeutel mit einer Ober- und Unterseite hergestellt werden, bei dem die dampfdurchlässige Membran als Fenster in der Oberseite des Flachbeutels angeordnet ist. Die dampfdurchlässige Membran kann mit dem sie umgebenden Material der Oberseite, welches beispielsweise dampfundurchlässig sein kann, zusammengefügt sein, beispielsweise verschweißt sein. Bevorzugt kann die dampfdurchlässige Membran mit ihrem Vlies-Träger (beispielsweise Polypropylen-Vlies) der umgebenden Folie (z. B. aus Polypropylen), mit der sie verschweißt ist, zugewendet sein, wobei die funktionelle Membran beispielsweise auf der Innenseite des Beutels angeordnet sein kann. Ferner kann es sich bei dem Vlies-Träger beispielsweise um ein Gitter oder Gewebe aus Polypropylen oder einem anderen Kunststoff wie Polyethylen oder Polyesther handeln. Die dampfundurchlässige Folie, welche die Membran umgibt, kann beispielsweise Polyethylen, Polyesther oder co-extrudierte Folien mit zwei oder mehr Schichten aufweisen oder aus einem dieser Materialien bestehen. Bevorzugt können beide Flächen, welche mittels Schweißen zusammengefügt werden, aus dem gleichen Material bestehen, beispielsweise Polypropylen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Beutels kann mindestens eine der Seitenflächen zwei Folienteile aufweisen, die mittels einer weiteren Fügestelle zusammengefügt sind, die bevorzugt von einem vertikalen Rand zum anderen vertikalen Rand der entsprechenden Seitenfläche verläuft. Diese weitere Fügestelle, die zwischen zwei Folienteilen einer Seitenfläche verläuft (und nicht zwischen direkt angrenzenden Seitenflächen) kann als horizontale (horizontal verlaufende) Fügestellen bezeichnet werden. Diese Ausführungsform kann sich ganz natürlich aus der Herstellung des erfindungsgemäßen Beutels aus einem Flachbeutel ergeben, wobei die weitere Fügestelle (z. B. Schweißnaht) der Fügestelle zwischen Oberseite und Unterseite des Flachbeutels entspricht und parallel zur Unterseite und/oder Oberseite des Beutels verläuft. Diese „nativen“ Fügestellen (d.h. Fügestellen, die bereits bei dem für die Herstellung des erfindungsgemäßen Beutels herangezogenen Flachbeutel vorhanden waren) können bei einem als Quader oder Würfel ausgebildeten erfindungsgemäßen Beutel insbesondere auf drei Seitenflächen angeordnet sein, wenn ein zu einer Seite hin offener Flachbeutel als Ausgangsprodukt angenommen wird. Bei den zwei Folienteilen kann es sich also um einen Teil der Ober- bzw. Unterseite eines Flachbeutels handeln. Während der Herstellung des erfindungsgemäßen Beutels wird die dann noch eine offene Seite des Flachbeutels durch Ausbilden einer weiteren Fügestelle verschlossen. Es sei betont, dass das eben skizzierte von einem Flachbeutel ausgehende Herstellungsverfahren nur eines von vielen möglichen Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Beutels darstellt. Der Beutel kann auch gezielt durch zusammenfügen (z. B. verschweißen) von entsprechenden Stücken (Unterseite, Oberseite und Seitenflächen) aneinander hergestellt werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen des Beutels können die Oberseite und ein an die Oberfläche angrenzender Teil von mindestens einer der Seitenfläche die dampfdurchlässige Folie aufweisen. Hierbei kann sich die Dampfdurchlässige Folie nahtlos über eine obere Kante zwischen Oberseite und Seitenfläche erstrecken. Die dampfdurchlässige Folie kann sich dabei bis zu der weiteren Fügestelle der entsprechenden Seitenfläche erstrecken. Diese Ausführungsform kann sich insbesondere dann ergeben, wenn der erfindungsgemäße Beutel aus einem Flachbeutel hergestellt wird, dessen Ober- oder Unterseite komplett aus der dampfdurchlässigen Folie besteht und die Fügestellen zwischen seiner Ober- und Unterseite den weiteren Fügestellen des erfindungsgemäßen Beutels entsprechen. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der obere Teil des Beutels, welcher durch die weiteren Fügestellen vom unteren Teil des Beutels getrennt wird, die dampfdurchlässige Folie aufweisen oder aus dieser bestehen. Der obere Teil des Beutels kann beispielsweise der oberen Hälfte des Beutels entsprechen. Das heißt, die weiteren Fügestellen können mittig durch die Seitenflächen des Beutels verlaufen.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Beutel ferner eine Zugangsöffnung aufweisen, durch welche die Substanz in den Beutel eingefüllt werden kann, wobei die Zugangsöffnung bevorzugt an einer Seitenfläche des Beutels angeordnet sein kann. Die Zugangsöffnung kann beispielsweise durch eine nicht oder nicht vollständig durchgeführte Versiegelung/Zusammenfügung entlang einer weiteren Fügestelle gebildet sein. Anders ausgedrückt kann die Zugangsöffnung zwischen zwei Folienteilen einer Seitenflächen ausgebildet sein. An der Zugangsöffnung des Beutels kann ein Einfüllstutzen (Einfüll-/Entnahmetrichter) angebracht sein, beispielsweise durch Anschweißen. Der Einfüllstutzen kann zum Beispiel zum Einbringen und Entnehmen der Substanz in bzw. aus dem Beutel mittels einer Sauglanze dienen. Der Einfüllstützen kann beispielsweise aus einem Flachbeutel mit 5 cm Flachmaß gefertigt sein, so dass er einen Durchmesser von ca. 1,6 cm aufweist. Der Einfüllstutzen und die Seitenfläche des Beutels, an den er angebracht ist, können das gleiche Material aufweisen oder aus diesem bestehen, beispielsweise Polyproplylen. Nachdem die Substanz in den Beutel eingefüllt worden ist, kann die Öffnung des Einfüllstutzens verschweißt werden oder der Einfüllstutzen kann mittels eines Falt-/Labyrinth-/Roll-/Reißverschluss-/Klett-Dichtverfahrens oder eines anderen geeigneten Verfahrens geschlossen/versiegelt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Beutel ferner ein Aufbewahrungskompartiment aufweisen, welches eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, die beide eine dampfundurchlässige Folie aufweisen, wobei das Aufbewahrungskompartiment von außen an eine Seitenfläche des Beutels angefügt sein kann und sein Inneres mit dem Inneren des Beutels in Verbindung steht. Das Aufbewahrungskompartiment kann einem Flachbeutel entsprechen, der bevorzugt an einer Seitenfläche des Beutels angeordnet ist. Die Breite des Aufbewahrungsbeutels kann der Breite einer Seitenfläche entsprechen, sie kann jedoch auch kleiner sein. Die Oberseite des Aufbewahrungskompartiments kann mit einem oberen Folienteil der entsprechenden Seitenfläche zusammengefügt sein, während die Unterseite des Aufbewahrungskompartiments mit einem unteren Folienteil derselben Seitenfläche zusammengefügt sein kann, wobei die Zusammenfügung mittels Schweißen erfolgen kann. Das Aufbewahrungskompartiment kann zum Aufbewahren der gefriergetrockneten Substanz verwendet werden nach erfolgter Gefriertrocknung. Das Aufbewahrungskompartiment kann anstatt an einer Seitenfläche auch an der Unterseite des Beutels angebracht sein.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der Beutel eine Haltestruktur aufweisen, welche eingerichtet ist, einen unteren Teil des Beutels zu stützen. Die Haltestruktur kann insbesondere bei großen Abmessungen des Beutels zum Einsatz kommen. Bei großen Beuteln (beispielsweise ab 0,5m Seitenflächenlänge) kann es vorkommen, dass sich die Seitenflächen von der in den Beutel eingefüllten Substanz sehr nach außen wölben. Die Haltestruktur kann aus einem für Vakuumanwendungen geeigneten Kunststoff gefertigt sein und einen untern Teil des erfindungsgemäßen Beutels umfassen, beispielsweise einen Teil des Beutels bis zur Höhe, bis zu welcher er mit der Substanz gefüllt ist, und damit die Ausbeulung der Seitenflächen unterbinden. Somit kann eine Abrundung der Form, welche der Beutel in einer Draufsicht einnimmt, verhindert werden, welche unter Umständen zu einer schlechteren Stellplatzausbeutung im Gefriertrockner führen kann. Die Haltestruktur kann beispielsweise eine Grundfläche aufweisen, welche im Wesentlichen der Unterseite des Beutels entspricht. Ferner kann die Haltestruktur seitliche Halteelemente aufweisen, welche zum Beispiel senkrecht von seiner Bodenplatte abstehen. Insgesamt kann die Haltestruktur eine Schalenform oder Rahmenform (ohne Boden) aufweisen, wobei sowohl der Boden der Schalenform wie auch die seitlichen Halteelemente für die Schalen- und Rahmenform strukturiert sein können und etwa eine Gitter- oder Netzstruktur aufweisen können.
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In weiteren Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Gefriertrocknen einer Substanz in dem erfindungsgemäßen Beutel bereitgestellt, welches insbesondere Gefriertrocknen und kontaminationsfreies Überführen der gefriergetrockneten Substanz in das Aufbewahrungskompartiment ermöglicht. Das Verfahren weist auf: Bereitstellen der Substanz in den Beutel, Versiegeln des Beutels; Gefriertrocknen der in dem Beutel vorliegenden Substanz in einem Gefriertrockner und Umfüllen der gefriergetrockneten Substanz aus dem Beutel in das Aufbewahrungskompartiment, welches eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, die beide eine dampfundurchlässige Folie aufweisen, und von außen an eine Seitenfläche des Beutels angefügt ist, wobei das Innere des Aufbewahrungskompartiments mit dem Inneren des Beutels in Verbindung steht. Somit kann nach erfolgter Gefriertrocknung die gefriergetrocknete Substanz, die dann in Pulverform vorliegt, aus dem Beutel in das Aufbewahrungskompartiment kontaminationsfrei umgefüllt werden, also insbesondere ohne die Außenhülle des Beutels und/oder des Aufbewahrungskompartiments öffnen zu müssen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ferner Abklemmen des Aufbewahrungskompartiments vom Beutel mittels eines Klemmverschlusses aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ferner Zusammenlegen des abgeklemmten Aufbewahrungskompartiments aufweisen, so dass die Gesamtauflagefläche des Beutels mitsamt dem daran angefügten Aufbewahrungskompartiment verringert wird. Das Zusammenlegen des abgeklemmten Aufbewahrungskompartiments kann beispielsweise Zusammenrollen enthalten, wobei das zusammengerollte Aufbewahrungskompartiment zusätzlich am Klemmverschluss fixiert werden. Der Klemmverschluss kann zum Beispiel zwei gerade Arme aufweisen, die an einem Scharnier miteinander gekoppelt sind und zwischen denen die Oberseite und Unterseite des Aufbewahrungskompartiments geklemmt werden können. Ferner kann der Klemmverschluss Halteteile aufweisen, welche zur Aufnahme des zusammengerollten Aufbewahrungskompartiments eingerichtet sind. Dadurch kann das Aufbewahrungskompartiment platzsparend komprimiert werden, so dass der Beutel eine minimale Stellfläche im Gefriertrockner belegt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Verfahrens kann dieses ferner Abnehmen des Klemmverschlusses nach erfolgter Gefriertrocknung aufweisen, um die gefriergetrocknete Substanz aus dem Beutel in das Aufbewahrungskompartiment umzufüllen. Das Umfüllen der getrockneten Substanz erfolgt dabei ohne Einreißen/Öffnen des Beutels, also im versiegelten/verschlossenen Zustand des Beutels und damit kontaminationsfrei. Der Umfüllvorgang kann durch Verändern der Lage des Beutels erfolgen, so dass die gefriergetrocknete Substanz (die dann in Pulverform vorliegt) durch die Schwerkraft und durch Schütteln des Beutels aus diesem in das Aufbewahrungskompartiment umgefüllt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren ferner luftdichtes Verschließen des die gefriergetrocknete Substanz enthaltenden Aufbewahrungskompartiments gegenüber dem Beutel und anschließendes Abtrennen des Aufbewahrungskompartiments vom Beutel aufweisen. Zum luftdichten Verschließen des Aufbewahrungskompartiments kann der bereits im Vorfeld zur Abtrennung des Aufbewahrungskompartiments vom Beutel verwendete Klemmverschluss verwendet werden. Nach dem Überführen der gefriergetrockneten Substanz aus dem Beutel in das Aufbewahrungskompartiment und Abklemmen der Übergangs zwischen Beutel und Aufbewahrungskompartiment ist die gefriergetrocknete Substanz steril und luftdicht in dem Aufbewahrungskompartiment versiegelt, so dass der Beutel davon gefahrlos abgetrennt werden kann. Insbesondere kann bei der Abtrennung die gefriergetrocknete Substanz nicht durch Bestandteile des Beutels oder des Aufbewahrungskompartiments oder durch andere Partikel aus der Umgebung verunreinigt werden, da der Klemmverschluss eine Barriere darstellt und den Inhalt des Aufbewahrungskompartiments sicher und luftdicht verschließt und daher insbesondere vor Kontamination mit Fremdpartikeln schützt. Die Abtrennung des nicht mehr benötigten Beutels kann daher ohne besondere Sicherheits- bzw. Sterilitätsvorkehrungen erfolgen, insbesondere unter Nichtreinraumbedingungen.
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In einer weiterführenden Ausführungsform des Verfahrens kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass es vorkommen kann, dass auch eine Kontaminierung der Umgebung mit Resten der gefriergetrockneten Substanz aus dem Beutel unerwünscht ist und daher vermieden werden soll. Deshalb kann zusätzlich zum ersten Klemmverschluss ein zweiter Klemmverschluss an das Aufbewahrungskompartiment angebracht werden, wobei der zweite Klemmverschluss an einer Stelle zwischen dem ersten Klemmverschluss und dem Übergang des Aufbewahrungskompartiments zum Beutel angebracht wird, beispielsweise möglichst dicht an den ersten Klemmverschluss. Durch Abtrennen des Beutels vom Aufbewahrungskompartiment an der Stelle zwischen dem ersten und der zweiten Klemmverschluss tritt nur ein sehr kleiner Teil der Innenseite des Aufbewahrungskompartiments in Kontakt mit der Umgebung, was zugleich die Fläche minimiert, welche noch mit Resten der gefriergetrockneten Substanz benetzt sein kann und die Umgebung kontaminieren könnte.
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Durch die Verwendung des Beutels wird ein Gefriertrocknungsprozess der Substanz mit anschließendem Versiegeln der gefriergetrockneten Substanz in einem wasserdampfundurchlässigen bzw. gasundurchlässigen und zusätzlich ggfs. lichtundurchlässigen Aufbewahrungskompartiment, das an dem Beutel angebracht ist, wobei zwischen dem Gefriertrocknungsprozess und dem Versiegelungsprozess kein Öffnen des Beutels und/der des Aufbewahrungskompartiments erforderlich ist und somit die Prozesssicherheit deutlich gesteigert ist.
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Der im Rahmen dieser Beschreibung verwendete Begriff „zusammengefügt“ in Bezug auf Teile von Materialen, insbesondere Folien, kann bedeuten, dass die entsprechenden Materialteile dauerhaft miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels schweißen oder Kleben. Demzufolge können die entsprechenden Fügestellen Klebe- oder Schweißnähte aufweisen. Ferner wird mit der Oberseite die Seite des Beutels (ohne Aufbewahrungskompartiment) bezeichnet, welche zumindest zum Teil aus der dampfdurchlässigen Membran besteht, welche einen Gas- und insbesondere Wasserdampfaustausch mit der Umgebung zulässt. Mit der Unterseite des Beutels ist hingegen die Seite gemeint, welche der Oberseite gegenüber angeordnet ist und in Kontakt mit dem Volumen der in den Beutel eingefüllten Substanz steht.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beutels ohne Aufbewahrungskompartiment.
- 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beutels mit daran angefügtem Aufbewahrungskompartiment.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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In 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beutels 1 zur kontaminationsfreien Gefriertrocknung veranschaulicht. Der beispielhafte Beutel 1 hat die Form eines Quaders und ist in einem leeren Zustand gezeigt. Der Beutel 1 weist eine Oberseite 2 und eine Unterseite 3 auf, zwischen welchen vier Seitenflächen (eine erste Seitenfläche 4, eine zweite Seitenfläche 5, eine dritte Seitenfläche 6 und eine vierte Seitenfläche 7) angeordnet sind. Die Seitenflächen 4, 5, 6, 7 sind jeweils paarweise mittels einer Fügestelle miteinander zusammengefügt. So ist die erste Seitenfläche 4 mittels einer ersten Fügestelle 8 mit der zweiten Seitenfläche 5 zusammengefügt, die zweite Seitenfläche 5 ist mittels einer zweiten Fügestelle 9 mit der dritten Seitenfläche 6 zusammengefügt, die dritte Seitenfläche 6 ist mittels einer dritten Fügestelle 10 mit der vierten Seitenfläche 7 zusammengefügt und die vierte Seitenfläche 7 ist schließlich mittels einer vierten Fügestelle 11 mit der ersten Seitenfläche 4 zusammengefügt. In der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich jede der Fügestellen 8, 9, 10, 11vertikal in einem im Wesentlichen rechten Winkel von der Unterseite 3 des Beutels bis zu seiner Oberseite 2, wobei auch der Winkel zwischen der Oberseite 2 und den Fügestellen 8, 9, 10, 11 im Wesentlichen 90° beträgt. Die Fügestellen 8, 9, 10, 11 entsprechen damit Seitenkanten des dreidimensionalen Beutels 1 und sind als Schweißnähte ausgebildet. Jede Fügestelle 8, 9, 10, 11 und jedes Seitenteil 4, 5, 6, 7 hat eine gleiche Höhe, welche zugleich der Höhe H des Beutels entspricht.
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Der Beutel 1 weist neben den vertikal verlaufenden Fügestellen 8, 9, 10, 11 zusätzliche Fügestellen auf. Zum einen ist die Oberseite 2, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel vollständig aus dem wasserdampfdurchlässigen Membranwerkstoff gefertigt ist, entlang ihrer Ränder mittels oberer Fügestellen 17 an die Seitenflächen 4, 5,6 7 befestigt. Wenn der in 1 gezeigte Beutel aus einem Schlauchbeutel gefertigt wird, kann der Membranwerkstoff (d.h. die Oberseite 2 des Beutels 1) als ein Fenster in einer entsprechenden Seite des Schlauchbeutels angeordnet sein. Die oberen Fügestellen 17 entsprechen dann Fügestellen, mittels welcher der Membranwerkstoff mit den Seitenfläche 4, 5,6 7 des Beutels 1 zusammengefügt ist. Zusätzlich weist im gezeigten Ausführungsbeispiel jede Seitenfläche 4, 5, 6, 7 eine weitere Fügestelle 16 auf, welche relativ zur dazugehörigen Seitenfläche mittig und horizontal zwischen zwei benachbarten Fügestellen verläuft. Zwei sich gegenüberliegende weitere Fügestellen 16 sowie zusätzlich eine weitere (dann linke oder rechte) Fügestelle können Fügestellen entsprechen, mittels welcher eine Oberseite eines Flachbeutels mit dessen Unterseite zusammengefügt ist bei Annahme eines Flachbeutels, der nur zu einer Seite geöffnet ist. Das heißt, diese drei weiteren Fügestellen 16 können bereits in dem Ausgangsprodukt vorhanden sein, aus welchem der dreidimensionale Beutel 1 hergestellt werden kann. Die übrigbleibende vierte der insgesamt vier weiteren Fügestellen 16 kann bei der Herstellung des dreidimensionalen Beutels 1 ausgebildet werden. Durch die weiteren Fügestellen 16 wird jede Seitenfläche 4, 5, 6, 7 in zwei Teile bzw. Teilfolien unterteilt. In 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur die Unterteilung der vierten Seitenfläche 7 gezeigt, wobei die vertikale Ausdehnung des ersten, oberen Teils der vierten Seitenfläche 6 mit einem ersten Doppelpfeil 13 gekennzeichnet ist (im Folgenden wird der erste, obere Teil der vierten Seitenfläche 6 mit dem Bezugszeichen 13 assoziiert) und die vertikale Ausdehnung des zweiten, unteren Teils der vierten Seitenfläche 6 mit einem ersten Doppelpfeil 12 gekennzeichnet ist (im Folgenden wird der zweite, untere Teil der vierten Seitenfläche 6 mit dem Bezugszeichen 12 assoziiert). Wird der dreidimensionale Beutel 1 aus einem Flachbeutel oder Schlauchbeutel hergestellt, dann kann der erste, obere Teil 13 einem Teil oder Oberseite des Flachbeutels oder Schlauchbeutels entsprechen und der zweite, untere Teil 12 kann einem Teil der Unterseite des Flachbeutels oder Schlauchbeutels entsprechen.
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In Abwandlung zu der in 1 gezeigten Ausführungsform können zusätzlich zur Oberseite 1 auch zusätzlich Teile der Seitenflächen 4, 5,6 7 eine dampfdurchlässige Membran aufweisen, beispielsweise die ersten, oberen Teile 13 der Seitenflächen 4, 5,6 7. Insbesondere kann der Übergang zwischen der Oberseite 2 des Beutels 1 und zwei gegenüberliegenden Seitenflächen, etwa der zweiten Seitenfläche 5 und der vierten Seitenfläche 7 fließend sein, also ohne eine entsprechend zwischen diesen angeordnete obere Fügestelle 17. Eine solche Ausführungsform ergibt sich natürlich, wenn der dreidimensionale Beutel 1 aus einem Flachbeutel gefertigt wird, dessen Oberseite beispielsweise gänzlich aus der dampfdurchlässigen Membran besteht. In diesem Fall entsprechen dann der erste obere Teil 13 einer Seitenfläche (beispielsweise der zweiten Seitenfläche 5), die Oberseite 2 und der erste obere Teil 13 einer gegenüberliegenden Seitenfläche (beispielsweise der vierten Seitenfläche 7) ebendieser Oberseite des Flachbeutels. In diesem Fall stellen dann die weiteren Fügestellen 16 der zweiten und vierten Seitenfläche 5, 7 Grenzlinien zwischen dampfundurchlässiger Folie und dampfdurchlässiger Folie dar.
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Um die Substanz in den dreidimensionalen Beutel 1 einzubringen, weist dieser eine Zugangsöffnung 14 auf. Die Zugangsöffnung ist am Ende eines Einfüllstutzens 15 angeordnet, welcher an den Beutel 1 angebracht ist. Der Einfüllstutzen 15 kann beispielsweise in Form eines entsprechend geformten Flachbeutels im Bereich der weiteren Fügestelle 16 einer der Seitenflächen 4, 5, 6, 7 an den Beutel 1 befestigt werden. So kann beispielsweise die Oberseite des Einfüllstutzens 15 mit dem ersten, oberen Teil 13 der ersten Seitenfläche 4 zusammengefügt werden und die Unterseite des Einfüllstutzens 15 kann mit dem zweiten, unteren Teil 12 der ersten Seitenfläche 4 zusammengefügt werden. Der Einfüllstutzen 15 ist in 1 in einer sich von der Seitenfläche des Beuels 1 zu seiner Eingangsöffnung 15 hin verjüngenden Form dargestellt, was ein fakultatives Merkmal ist. Beim Übergang von der Seitenfläche des Beutels 1 zum Einfüllstutzen 15 kann dieser auch breiter oder enger als dargestellt ausfallen.
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Eine weitere Ausführungsform des Beutels 1 ist in 2 dargestellt. Da der Beutel 1 bis auf das zusätzlich an diesen angebrachte Aufbewahrungskompartiment 20 dem in 1 gezeigten Beutel entspricht, werden die bereits anhand 1 erläuterten Merkmale des Beutels in 2 nicht erneut beschreiben. Im Vergleich zu der Darstellung in 1 ist die Oberseite 2 nur zu einem Teil gezeigt, um die Schnittstelle zwischen Beutel 1 und Aufbewahrungskompartiment 20 besser veranschaulichen zu können.
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Das Aufbewahrungskompartiment 20 kann zum Beispiel einem Flachbeutel entsprechen, welcher eine Oberseite 21 und eine Unterseite 22 aufweist. Beide Seiten des Beutels können eine dampfundurchlässige Folie aufweisen. Das Aufbewahrungskompartiment 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel an die dritte Seitenfläche 6 befestigt. Alternativ kann es an jede weitere Seitenfläche 4, 5, 7 befestigt werden oder aber auch an eine entsprechend in der Unterseite 3 des Beutels 1 bereitgestellte Öffnung. Das Aufbewahrungskompartiment 20 ist in ähnlicher Manier an den Beuel 1 angefügt wie der Einfüllstutzen 15, also im Bereich der weiteren Fügestelle 16 der dritten Seitenfläche 6. Das Aufbewahrungskompartiment 20 kann in anderen Ausführungsbeispielen auch an anderen Stellen der Seitenflächen 4, 5, 6, 7 angefügt sein, wobei an diesen Stellen entsprechende Öffnungen in den Seitenflächen 4, 5, 6, 7 bereitgestellt sein können.
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Wie bereits erwähnt, kann das Aufnahmekompartiment 20 dazu verwendet werden, um die Substanz nach erfolgter Gefriertrocknung luftdicht und keimfrei aufzubewahren. Dazu kann nach Umfüllen der gefriergetrockneten Substanz aus dem Beutel 1 in das Aufnahmekompartiment 20 letzteres mittels des Klemmverschlusses vom Beutel 1 abgeklemmt und zugleich luftdicht verschlossen werden, beispielsweise an der mit den Pfeilen 23 gekennzeichneten Stelle des Aufnahmekompartiments 20. Das Aufnahmekompartiment 20, das sodann die luftdicht und keimfrei verschlossene gefriergetrocknete Substanz aufweist, kann dann vom Beutel 1 getrennt werden. Zur Verhinderung einer Kontamination der Umgebung mit Resten der Substanz aus dem Beutel 1 kann zusätzlich zum ersten Klemmverschluss ein zweiter Klemmverschluss an das Aufbewahrungskompartiment 20 angebracht werden zwischen die Stelle des ersten Klemmverschlusses (durch Pfeile 23 gekennzeichnet) und den Übergang des Aufbewahrungskompartiments 20 zum Beutel 1. Der Beutel 1 kann dann an einer Stelle zwischen dem ersten und dem zweiten Klemmverschluss vom Aufbewahrungskompartiment 20 abgetrennt werden.
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Neben der mehrfach erwähnten Möglichkeit der Herstellung des erfindungsgemäßen Beutels aus einem einzelnen Flachbeuel oder einem Schlauchbeutel, kann dieser auch durch sequentielles aneinanderfügen von entsprechenden Folienteilen hergestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5309649 [0004]
- US D430939 [0004]
- WO 9631748 [0007]
