CN108348875B - 混合方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于改善提供在过滤器系统1中的容器3中的容纳物的混合的方法和系统，所述方法包括提供并联于过滤器系统1的再循环流动路径11的混合环路13。

Description

混合方法和系统

技术领域

本发明涉及用于改善提供在过滤器系统中的容器中的容纳物的混合的方法和系统。

背景技术

在例如过滤系统中的一次性柔性袋中的混合常常需要但并非总是以充分的方式实现。

较大的混合系统典型地采用包含在专用混合器设备中的磁性叶轮与对应的磁性驱动单元。在这些系统中，柔性袋由刚性壁和框架界定和支承以及磁性驱动单元集成在所述框架中。一个此种实例为Xcellerex^TM XDUO Quad混合系统。

典型地至多20L容量的较小柔性袋可在吊挂构型中没有支承壁支承的情况下使用。这些吊挂袋典型地不具有主动混合元件。

在WO2014085034中描述了一种用于一次性柔性吊挂袋的混合方法。在此，描述了一种具有带有护罩的磁性叶轮组件的容器。护罩保护柔性袋免受叶轮损坏，尤其是在运送期间。

对于在袋中包含叶轮的这些方法的缺点在于袋可能由于叶轮而受到损害。对于此种设计的另一缺点在于需要配备有叶轮元件的专用袋。而且，对于磁性驱动单元需要特定的外部布置用以接合在袋侧的叶轮。对于此种设计的另一缺点在于它降低了当袋中的流体的体积和/或重量要通过测量袋的重量来确定时的准确性。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于在过滤系统中混合容器中的容纳物的改进的方法和系统。

这通过用于改善混合提供在过滤器系统中的容器中的容纳物的方法来实现，所述方法包括提供并联于过滤器系统的再循环流动路径的混合环路（loop）。

这也通过一种过滤器系统来实现，该过滤器系统包括通过再循环流动路径连接至过滤器的带有容纳物的容器，其中，该过滤器系统还包括并联于再循环流动路径的混合环路。

由此，可使用没有叶轮且无需用于驱动叶轮的外部布置的容器并且仍将实现容器中容纳物的混合。由此，也可限制对于容器的成本并且将提高使用不同种类容器的可能性。此外，如果需要对容器称重，则优点在于容器不接触磁性驱动装置（drive）。

根据本发明的一个实施例，该方法还包括根据系统中容纳物的性质和/或系统中的状况来控制提供在混合环路中的混合泵，以及过滤器系统还包括控制系统，其布置成用以根据系统中容纳物的性质和/或系统中的状况来控制提供在混合环路中的混合泵。由此，混合可针对不同状况予以优化。

根据本发明的一个实施例，该方法还包括根据目的在于将来自容器的容纳物供给至提供在再循环流动路径中的过滤器的进给泵的操作状况来控制提供在混合环路中的混合泵。相应地，过滤器系统包括控制系统，其布置成用以根据提供在再循环流动路径中的进给泵的操作状况来控制提供在混合环路中的混合泵。由此，这两个泵是协同的，并且混合泵可在进给泵未操作时或者在对容器中的容纳物未给予充分混合的流动速率下操作时使用。

在从属权利要求中以及在具体实施方式中描述了本发明的另外的实施例。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的过滤器系统。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的过滤器系统1。过滤器系统包括容器3。容器3可为柔性的一次性袋，例如吊挂袋，如枕形袋。容器3也可为其它种类的柔性的一次性袋，其提供成单独地吊挂或竖放或者提供在坚固容器内。容器3可甚至为不锈钢容器。根据本发明的混合方法将适用于容器的所有这些备选方案并且将改善灵活性和由于避免了叶轮和磁性驱动装置而将降低成本。此外，如果需要对容器称重，则优点在于容器不接触磁性驱动装置。这特别适用于较小的吊挂袋，在其中，吊挂袋的重量可由袋上方的单个负荷测力器（loadcell）来测量而不是通过集成在袋保持装置的下部框架中的多个负荷测力器来测量重量。后一设计典型地用于较大的单次使用容器和袋，例如像Xcellerex^TM XDUO Quad混合系统。

过滤器系统还包括过滤器5，其连接至容器3的再循环入口7并且通过再循环流动路径11连接至容器的再循环出口9。过滤器5在该实例中为切向流动过滤（TFF）过滤器，其典型地提供成平板构型或者中空纤维构型。其它构型的TFF过滤器也是可行的。过滤器5也可为其它种类的装置，其要求进给流被分成不同特性的两个流体流，其中的一个流改变方向通往容器，举例而言，例如旋流式分离器或其它类型的分离或处理装置。对于所有提及的过滤器类型的综合要求是需要保持在容器中的良好混合。对于具有流体流返回到容器中的装置，由于返回的流体流相比于容器中的流体典型地具有不同特性（例如，浓度差异等）而要求流体在容器中的均化。

另外，进给泵12提供在位于容器的再循环出口9和过滤器5之间的再循环流动路径中。进给泵通过再循环流动路径并且经由过滤器泵送来自容器的容纳物。

根据本发明，混合环路13提供成并联于再循环环路11。混合环路连接至容器的混合入口15并连接至容器的混合出口17。容器的混合入口15可与容器的再循环入口7相同并且容器的混合出口17可与容器的再循环出口9相同。它们也可是分离的。此外，再循环流动路径11的部分可与混合环路13相同。另外根据本发明，混合泵19提供在混合环路13中。混合泵通过混合环路13泵送来自容器3的容纳物。混合泵在本发明的一个实施例中为一次性泵，举例而言，例如离心泵、具有一次性头部的磁驱动和耦合离心混合泵、隔膜泵、凸轮泵或蠕动泵。混合环路13可在本发明的一个实施例中提供为如果有必要的话可被连接的任选模块。在这种情况下，混合环路13可提供有无菌连接器用于方便和无菌地连接至系统。此外，混合环路13可提供有阀，使得混合环路可容易地断开。

根据本发明的一个实施例，混合泵19和进给泵12连接（通过有线或无线）至过滤器系统1的控制系统21。控制系统21布置成根据进给泵12的操作状况来控制混合泵19。在本发明的一个实施例中，当进给泵在高于预定的阈值速率的流动速率下泵送来自容器的容纳时混合泵不需要开启和促进容器中的混合。然而，当进给泵在低于所述预定的阈值速率的流动速率下泵送来自容器的容纳物时，混合泵将由控制系统21控制以接通。混合环路13中的流动速率可根据再循环流动路径11中的流动速率通过由控制系统21控制混合泵19来控制。在一个实施例中，混合泵19可在不同的流动速率下泵送，而在另一实施例中混合泵19可在一个流动速率下操作并且可按间歇的方式使用。

根据本发明的另一实施例，代替或者对于根据进给泵的操作状况的补充，混合泵可根据提供在系统中的传感器23a、23b来控制。传感器可提供在容器内和/或在再循环流动路径中和/或在混合环路中。传感器可例如测量浓度、吸收率或粘度并且这些测量值可用于控制混合泵。适合地，控制系统21'收集来自传感器23a、23b的数据并且控制混合泵19。如果例如定位在容器中的不同位置中的两个传感器示出不同值，则混合泵可被起动，或者可提升它的泵送流动速率且因此提升混合强度。对于差异的阈值（或界限值）应适合地设定成用于混合泵的控制，也即，混合泵不起动直至来自两个传感器的测量值的差异高于阈值差异。

根据本发明，混合泵可根据一个或多个因素来控制。这可以是系统中容纳物/流体的特性和/或系统中其它类型的状况。系统中容纳物的特性可以是系统的任何部分中由例如不同类型的传感器所测得的流体的流体特性。它可以是容器中的容纳物或者系统的任何流体管线中的流体/容纳物，例如渗余物或渗透物流或者进入容器中的分离流，例如在透滤操作中透滤缓冲剂的添加或者在进给批次浓度中样品的添加。系统中的状况可例如为系统中流体流的量、相比于系统中混合泵的其它泵的操作性能或者容器中容纳物的体积或者容器中容纳物的重量或者整个容器的重量。系统中的状况也可为计算的参数，例如体积信息。另外，系统中的状况可通过时间和/或经过时间、控制系统的状态、来源于所收集或估算数据的信息以及用户交互作用来确定。本领域技术人员将证实存在更多实例。混合泵可根据这些不同状况或特性中的一个或多个来控制。

在图1的示意图中，示出的是再循环入口7和混合入口15提供至容器3的顶部部分以及再循环出口9和混合出口17提供在容器3的最下部分。然而，这并非必然的。例如，入口和出口二者都可提供至容器的同一侧，例如容器的下部部分。

根据本系统的过滤器系统可容易地适于单次使用/或一次性的。容器、流管线、过滤器和带有混合泵的混合环路在本发明的一个实施例中是预先灭菌的。

根据本发明的混合环路也可在其中没有再循环流动路径的其它类型的系统中使用。代替如上文所述的过滤器5，可提供有分离或处理装置，其不需要进给流被分成两个流体流而代替的是将流体定量地处理并引导到分别在过滤器和装置下游的单个、经处理的流体流中。此种过滤器可以是正常流过滤器（死端过滤器）或者带有吸附性能的过滤器，举例而言例如膜吸附器。尽管NFF过滤器典型地通过移除颗粒提供了固体液体分离，但膜吸附器通过例如在待分离的组分和膜吸附器之间的离子交换或亲和作用提供对溶液中组分的分离。另外，上述处理机构、装置型式和流体流中的若干可进行结合。即使没有流体流返回至容器，也需要确保容器中的均匀性和避免例如当处理室（cell）、其它颗粒或流体在没有主动混合的情况下趋于分离成不同馏分（fraction）或相态时的沉降过程。由此，在这些系统中也可使用本发明的混合环路。

Claims (10)

1.一种用于改善提供在过滤器系统（1）中的容器（3）中的容纳物的混合的方法，所述容器（3）由再循环流动路径（11）连接至过滤器（5），所述方法包括：

提供混合环路（13）至所述容器（3），所述混合环路提供成并联于所述过滤器系统（1）的再循环流动路径（11）；

根据进给泵（12）的操作状况来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19），所述进给泵布置成用以供给来自所述容器（3）的容纳物至所述过滤器（5）；

所述方法还包括步骤：

- 当所述进给泵（12）在低于预定阈值速率的流动速率下泵送进料至所述过滤器（5）时接通所述混合泵（19）；和/或

- 当所述进给泵（12）在高于预定阈值速率的流动速率下泵送进料至所述过滤器（5）时切断所述混合泵（19）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据在所述系统中的容纳物的特性和/或在所述系统中的状况来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据来自提供在所述系统中的不同位置处的至少两个传感器（23a，23b）的传感器响应来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19），所述传感器测量在所述容器（3）中的容纳物的同一特性。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据提供自与所述再循环流动路径（11）分离的附加泵和流体管线的、进入到所述容器（3）中的流体流来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19）。

5.一种过滤器系统，包括：

由再循环流动路径（11）连接至过滤器（5）的带有容纳物的容器（3），其中，所述过滤器系统还包括与所述容器（3）连接的混合环路（13），所述混合环路（13）提供成并联于所述再循环流动路径（11）；

控制系统（21），所述控制系统布置成用以根据提供在所述再循环流动路径（11）中的进给泵（12）的操作状况来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19）；

其中，所述过滤器系统包括带有容纳物的容器（3）、由所述再循环流动路径（11）连接至所述容器（3）的再循环入口（7）和再循环出口（9）的过滤器（5）以及提供在所述再循环流动路径（11）中的泵送所述容器（3）的容纳物至所述过滤器（5）的进给泵（12），其中，所述过滤器系统还包括并联于所述再循环流动路径（11）的混合环路（13），所述混合环路包括混合泵（19）并且连接至所述容器（3）的混合入口（15）和混合出口（17），以及所述过滤器系统包括能与所述混合泵（19）和所述进给泵（12）二者都通讯的控制系统（21）；

其中，所述控制系统（21）还布置成用以当所述进给泵（12）在低于预定阈值速率的流动速率下泵送进料至所述过滤器（5）时控制所述混合泵（19）接通和/或当所述进给泵（12）在高于预定阈值速率的流动速率下泵送进料至所述过滤器（5）时控制所述混合泵（19）切断。

6.根据权利要求5所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器系统还包括控制系统（21，21'），所述控制系统布置成用以根据在所述系统中的容纳物的特性和/或在所述系统中的状况来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19）。

7.根据权利要求5或6所述的过滤器系统，其特征在于，所述过滤器系统还包括控制系统（21'），所述控制系统布置成用以根据来自提供在所述系统中的不同位置处并且测量在所述容器中的容纳物的同一特性的至少两个传感器（23a，23b）的传感器响应来控制提供在所述混合环路（13）中的混合泵（19）。

8.根据权利要求6所述的过滤器系统，其特征在于，所述混合泵（19）为一次性泵。

9.根据权利要求5或6所述的过滤器系统，其特征在于，所述容器（3）为柔性的一次性袋。

10.根据权利要求9所述的过滤器系统，其特征在于，所述容器为柔性的一次性吊挂袋。

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