CN113474445A - 生物处理技术设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物处理技术设备，其带有用于导引由液态的、尤其生物的介质(45)构成的主流(3)的主管路(2)；带有用于产生主流(3)的主流泵(5)；且带有与主管路(2)联接的设备部件(48)。提出了，生物处理技术设备(1)具有用于尤其是无灰尘地配量输出添加物(47)的粉末运送系统(8)和与粉末运送系统(8)联接的给入管路(9)，给入管路在给入部位(10)处通入到主管路(2)中并且给入管路具有用于防止液态介质(45)回流的回流防止装置(11)，粉末运送系统(8)将添加物(47)以粉末形式馈入到给入管路(9)中并且借助于受压力加载的运送气体(12)驱使至给入部位(10)，并且在富含添加物(47)的液态介质(45)经过或到达与主管路(2)联接的设备部件(46)之前，被馈入的添加物(47)中的至少一部分在主管路(2)内在给入部位(10)下游输入到液态介质(45)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的生物处理技术设备，一种根据权利要求13的前序部分所述的用于运行这种生物处理技术设备的方法以及根据权利要求15的前序部分所述的无菌包装的运送组用于构造这种生物处理技术设备的应用。
背景技术
生物处理技术设备在此完全一般地理解为如下装置，借助该装置可以执行或支持生物技术的处理。例如生物处理技术设备包括生物反应器，在该生物反应器后接有所谓的下游系统，用于导出和如有可能进一步处理在生物反应器中产生的发酵汁。
在已知的生物处理技术设备(DE 10 2011 119 816 A1)中(本发明从该生物处理技术设备出发)，在生物反应器与用于过滤发酵汁的过滤组件之间设置有主管路，所述主管路引导由发酵汁构成的主流。过滤组件在此用于细胞分离并且根据沉积过滤原理工作，为了所述沉积过滤，在富含过滤辅助剂的发酵汁作为悬浮液流入到过滤组件中之前，过滤辅助剂可悬浮到要过滤的发酵汁中。
在已知的生物处理技术设备中，为了带入过滤辅助剂设置有混合袋，该混合袋连接到再循环管路中。这种混合袋的使用实现过滤辅助剂的无灰尘的且基本上无污染的处理。混合袋和大部分其余设备部件能够构造为一次性使用部件、即构造为一次性部件。在相应更换一次性使用部件的情况下，这种一次性使用方案原则上减小了在两个彼此相继的批次处理(或称为处理批次、批次过程，即Batch-Prozessen)之间发生交叉污染的风险。
但关于处理自动化(或称为过程自动化，即Prozessautomatisierung)在加入过滤辅助剂时产生挑战，这在已知的生物处理技术设备中手动地进行。与此相关联的手动的、尤其身体的和时间的耗费是相对高的，因为过滤辅助剂在已知的生物处理技术设备中必须以大量单个加料手动地操纵。
然而，关于要运送的过滤辅助剂的量的可缩放性也产生了挑战，所述可缩放性在已知的生物处理技术设备中由于受限的数量的再填充循环以及由于混合袋的受限的容纳容积而受限。最后，关于发酵汁中的过滤辅助剂的悬浮的可调节性产生挑战，因为混合袋中的悬浮在已知的设备中导致对发酵汁中的过滤辅助剂的浓度的期望变化的迟钝的系统反应。
虽然已知多种粉末运送系统，这些粉末运送系统原则上允许粉末状的介质的自动化输出。但所述自动化输出要么是从粉末容器输出到另外的粉末容器(EP 3 118 145 A1)中要么是从粉末容器输出到液体容器(US 6,325,572 B2)中，从而这些已知的粉末运送装置就其应用于所讨论的生物处理技术设备而言完全适用，而不满足对处理自动化的上述挑战。
发明内容
本发明基于如下问题，如此设计和扩展已知的生物处理技术设备，使得在维持一次性使用方案的情况下优化处理自动化。此外，本发明实现如下尤其是无灰尘的粉末加入，所述粉末加入几乎在没有手动的工作步骤的情况下进行。此外，可缩短已知的生物处理技术解决方案的处理时间和减小已知的生物处理技术解决方案的空间需求。
上述问题在根据权利要求1的前序部分的生物处理技术设备中通过权利要求1的特征部分的特征解决。
重要是如下原则上的考虑：本身用于导引由发酵汁或另外的液态的、尤其是生物的介质构成的主流的主管路可用于，使过滤辅助剂或另外的添加物悬浮或溶解在液态介质或发酵汁中。在此，特别有利的是如下事实：可利用主管路中的总归存在的流动状态，以便支持在添加物或过滤辅助剂与液态介质或发酵汁之间的混合。
以相同方式，通过主管路，作为液态介质还可导引任意其它液体、如管道水、无菌的水、缓冲溶液或类似物和/或作为粉末状的添加物可设置有要溶解的物质、如例如缓冲盐或粉末状的营养物质。
在用于添加物的给入部位下游，作为可用液态介质加载的设备部件（该设备部件尤其是能够被液态介质穿流或液态介质能够流入到该设备部件中）优选设置有过滤组件。在给入部位下游并且在添加物溶解或悬浮之后，附加于或备选于过滤组件，也可布置有另外的可用液态介质加载的设备部件，尤其是容纳容器、如用于容纳刚刚溶解的或悬浮的混合物的存储或混合容器。
详细地，首先完全一般地提出，生物处理技术设备具有用于尤其是无灰尘地配量输出添加物的粉末运送系统和与粉末运送系统联接的给入管路，给入管路在给入部位处通入到主管路中，其中，给入管路具有用于防止液态介质回流的回流防止装置。优选设置成，生物处理技术设备具有用于尤其是无灰尘地配量输出过滤辅助剂的粉末运送系统和与粉末运送系统联接的给入管路，给入管路在给入部位处通入到主管路中，其中，给入管路具有用于防止发酵汁回流的回流防止装置。
在此，给入管路是在实际意义上的如下管路，该管路设计成用于导引流体流。
此外，重要的是，粉末运送系统将添加物以粉末形式馈入到给入管路中并且借助于受压力加载的运送气体驱使至给入部位。将受压力加载的运送气体用于运送添加物一方面实现由添加物处理可靠地经过回流防止装置并且另一方面实现添加物处理可靠地馈入到主管路中，该主管路引导由液态介质构成的主流。优选设置成，粉末运送系统将过滤辅助剂以粉末形式馈入到给入管路中并且借助于受压力加载的运送气体驱使至给入部位。将受压力加载的运送气体用于运送过滤辅助剂在这种情况下一方面实现由过滤辅助剂处理可靠地经过回流防止装置并且另一方面实现过滤辅助剂处理可靠地馈入到主管路中，该主管路引导由发酵汁构成的主流。
根据本提出方案，在富含添加物的液态介质经过或到达与主管路联接的设备部件之前，由此被馈入的添加物的至少一部分在主管路内在给入部位下游输入到液态介质中。优选地，在富含过滤辅助剂的发酵汁经过过滤组件之前，由此被馈入的过滤辅助剂的至少一部分在主管路内在给入部位下游在发酵汁中悬浮。
借助根据本提出方案的解决方案能够无灰尘地且无污染地给液态介质加入粉末状的添加物，因为在粉末运送系统与给入部位之间的子系统能够以简单的方式设计成闭合的。优选地，能够给发酵汁无灰尘地且无污染地加入粉末状的过滤辅助剂。
此外，按照根据本提出方案的解决方案添加物的加入能没问题地自动化，因为添加物的配量输出仅归因于与粉末运送系统相配属的阀组件的相应的操控。优选地，按照根据本提出方案的解决方案过滤辅助剂的加入能没问题地自动化，因为在这种情况下过滤辅助剂的配量输出仅归因于与粉末运送系统相配属的阀组件的相应的操控。
根据本提出方案的解决方案关于要加入的添加物的量是可自由缩放的，因为添加物可连续地供应给粉末运送系统，而不必中断生物处理技术设备的运行。优选地，根据本提出方案的解决方案关于过滤辅助剂的要加入的量是可自由缩放的，因为在这种情况下过滤辅助剂可连续地供应给粉末运送系统，而不必中断生物处理技术设备的运行。
最后，生物处理技术设备的反应时间在液态介质中的添加物浓度的期望变化的情况下是特别少的，因为添加物由粉末运送系统直接经由给入管路馈入到主管路中，即在没有中间连接的混合容器的情况下馈入到主管路中。优选地，生物处理技术设备的反应时间在发酵汁中的过滤辅助剂浓度的期望变化的情况下是特别少的，因为在这种情况下过滤辅助剂由粉末运送系统直接经由给入管路馈入到主管路中，即在没有中间连接的混合容器的情况下馈入到主管路中。
从所有这些中，最终在根据本提出方案的解决方案中得到关于上文说到的一次性使用方案的特别的优点。通过液态介质或发酵汁朝着粉末运送系统方向的回流借助于回流防止装置被排除，粉末运送系统与给入管路的联接始终保持没有液态介质或发酵汁。由此，能够在一次性使用方案的意义下在两个批次处理之间更换给入管路，而不必为相应下一个批次处理清洁粉末运送系统。给入管路因此能够没问题地设计为一次性使用部件，而粉末运送系统可在没有通常所需要的清洁耗费的情况下多次使用。
根据权利要求2优选设置成，液态介质是发酵汁，和/或，与主管路联接的设备部件是生物处理技术功能元件，优选用于过滤发酵汁的过滤组件或用于容纳液态介质的容纳容器，和/或，添加物是过滤辅助剂和/或盐和/或营养物质。
权利要求3涉及一种特别优选的设计方案，根据该设计方案，液态介质是发酵汁，与主管路联接的设备部件是用于过滤发酵汁的过滤组件，并且添加物是过滤辅助剂。
在根据权利要求4的特别优选的设计方案中，生物处理技术设备具有液体存储容器、尤其是生物反应器，其中，生物反应器优选根据上文说到的一次性使用方案具有相配属的生物处理袋。原则上，生物处理技术设备却也可具有其它部件、如处理混合系统，所述处理混合系统可以用于混合粉末、悬浮物、溶液或乳浊液。
根据权利要求5，一次性使用方案不仅可包括回流防止装置在内地包括给入管路，而且可包括主流泵在内地包括主管路。这原则上也涉及生物反应器，只要该生物反应器具有相配属的生物处理袋。
在根据权利要求6的进一步优选的设计方案中，粉末运送系统配备有用于受压力加载的运送气体的运送气体源，该运送气体源可以是用于运送气体的压力容器或者是用于运送气体的给入泵。在此，添加物或过滤辅助剂到给入管路中的馈入可非连续地或连续地设置。在此选择哪种运行方式取决于针对液态介质或发酵汁中的添加物或过滤辅助剂的浓度波动的预设的允差(或称为耐受度，即Toleranz)。
给入管路的回流防止装置根据权利要求7的一种优选的变型方案根据止回阀的类型构造，在该止回阀中设置有变形的和/或可运动的阀体。这实现回流防止装置的纯机械的构造，这简化生物处理技术设备的控制技术的构造。原则上却也可设置成，回流防止装置具有可电操控的阀组件，所述阀组件在回流防止装置的联接处切换到压力降，以便防止液态介质或发酵汁回流。
根据权利要求8优选如此进行布置，使得给入管路在粉末运送系统与回流防止装置之间是持续地没有液态介质或发酵汁的。这个前提是回流防止装置的相应的密封性。附加地，根据权利要求8可设置成，给入管路在回流防止装置与给入部位之间至少在稳定的主流的情况下，至少在给入管路的与回流防止装置邻接的管路区段中，没有液态介质或发酵汁。当给入管路的相对于回流防止装置在给入部位侧的区段具有一定的最小长度，从而在给入管路的该区段中液态介质或发酵汁不会升高直至回流防止装置时，这尤其是这种情况。术语“稳定的主流”表示如下状态，主流在主流泵的泵功率变化之后，尤其是在主流泵接通之后已调整到该状态。
如再上面所述，液态介质中的添加物或发酵汁中的过滤辅助剂的悬浮或溶解至少部分地归因于主管路中的液体流动或液体流动的强制性涡旋。在根据权利要求9的特别优选的设计方案中，在一种备选方案中附加地是如此，液态介质中的添加物或发酵汁中的过滤辅助剂的悬浮或溶解也归因于主流泵中的液体流动或涡旋。
为了支持在主管路中液态介质中的添加物或发酵汁中的过滤辅助剂的悬浮或溶解，在根据权利要求9的一种优选的变型方案中设置成，主管路的内部配备有呈流动导引型材、断流器或类似物形式的混合成型部。如果主管路设计为由塑料材料构成的一次性使用部件，则这能够借助简单的制造技术的器件实现。
一方面视液态介质或发酵汁而定并且另一方面视添加物或过滤辅助剂而定，可能的是，添加物或过滤辅助剂和液态介质或发酵汁的足够的混合在给入部位和与主管路联接的设备部件或过滤组件之间的主管路的短区段中还没发生。为此根据权利要求10优选设置成，经由可操控的阀组件导入液态介质或发酵汁的再循环。再循环的目的是，在添加物或过滤辅助剂不完全悬浮或溶解的情况下，通过返回引导到设有搅拌机构的液体存储容器中，尤其是返回引导到搅拌式生物反应器中，悬浮或溶解步骤首先可引导至结束，以便然后切换流动方向并且由此从再循环尤其是切换到过滤。尤其是，为此生物处理技术设备配备有根据权利要求11所述的控制组件，由该控制组件能相应地操控阀组件。
根据权利要求12的进一步优选的设计方案涉及在方式上根据传感器组件的传感器值的粉末运送系统和/或涉及再循环的阀组件和/或主流泵的受调节操控，所述传感器组件测定富含添加物的液态介质或富含过滤辅助剂的发酵汁的特性。由此，例如可行的是，根据添加物或过滤辅助剂的浓度接通或切断再循环。
按照具有独立重要性的根据权利要求13的进一步教导，本身要求保护用于运行根据本提出方案的生物处理技术设备的方法。
在根据本提出方案的方法中重要的是，借助于粉末运送系统将添加物或过滤辅助剂以粉末形式馈入到给入管路中并且借助于受压力加载的运送气体驱使至给入部位，并且，在富含添加物的液态介质或富含过滤辅助剂的发酵汁经过或到达与主管路联接的设备部件或过滤组件之前，使被馈入的添加物或过滤辅助剂中的至少一部分在主管路内在给入部位下游在液态介质中或在发酵汁中悬浮或溶解。鉴于根据本提出方案的方法涉及根据本提出方案的生物处理技术设备的运行方式这一事实，可参考所有关于这方面对首次提及的教导的阐述内容。
根据权利要求14的进一步优选的设计方案涉及主流泵的一种专门的运行方式，从而避免回流防止装置的不期望的通行。
按照同样具有独立重要性的根据权利要求15的进一步教导，要求保护由预制的设备部件构成的无菌包装的运送组用于构造根据本提出方案的生物处理技术设备的应用。
根据所述进一步教导重要的是，无菌的包装中的运送组至少具有包括回流防止装置在内的给入管路。为了装配生物处理技术设备，将运送组拆包，即从包装中取出，并与其余的生物处理技术设备联接。对于运送组仅具有包括回流防止装置在内的给入管路的情况，运送组一方面与粉末运送系统的联接和另一方面与主管路(在此在给入部位处)的联接受限。
借助根据本提出方案的使用看出，根据本提出方案的生物处理技术设备，尤其是由于回流防止装置，特别好地适合于实现上文说到的一次性使用方案。这至少涉及包括回流防止装置在内的给入管路。
在根据权利要求16的进一步优选的设计方案中，一次性使用方案却也可应用于主管路的部件以及液体存储容器、尤其是生物反应器，或生物处理袋。对于如下情况，即运送组配属有多个设备部件，预制优选包括各设备部件彼此间的连接，从而简化运送组与其余生物处理技术设备的联接。
在根据权利要求17的特别优选的变型方案中，与运送组相配属的设备部件优选设计为一次性使用部件，所述一次性使用部件如上所述进一步优选设计成由塑料材料构成。
此外关于根据本提出方案的使用可参考所有对首次提及的教导的阐述内容。
附图说明
下面借助示出仅一个实施例的附图详细阐释本发明。附图中：
图1以示意图示出根据本提出方案的生物处理技术设备；
图2示出无菌包装的运送组用于根据本提出方案用来构造根据本提出方案的生物处理技术设备的应用，a)以第一实施方式示出；以及b)以第二实施方式示出。
具体实施方式
事先要指出的是，在附图中仅示出根据本提出方案的生物处理技术设备1的对于阐释本教导所需要的部件。相应地，为了较好的清楚性，省去了对多个附加设置的阀、传感器或同类物的示出。
在该实施例中，重点是过滤辅助剂的悬浮。但这不应限制性地理解。原则上，取而代之，其它添加物47（尤其是在缓冲液制造或介质制造的情况下的盐和/或营养物质）的加入也是可设想的应用情况。
图1中所示出的生物处理技术设备1配备带有用于导引由发酵汁4构成的主流3的主管路2，带有用于产生主流3的主流泵5，并带有与主管路2联接的用于过滤发酵汁4的过滤组件6。
替代发酵汁4在另一种应用情况中也可设置另外的液态介质45。
此外，替代过滤组件6在另一种应用情况中也可设置有另外的与主管路2联接的设备部件46，该设备部件能够被液态介质加载，例如被如此加载，使得该设备部件能够被液态介质穿流或液态介质能够流入到该设备部件中。
过滤组件6根据沉积过滤的原理工作。由此，在富含过滤辅助剂7的发酵汁4经过过滤组件6之前，过滤辅助剂7作为添加物在发酵汁4中悬浮。
现在重要的是，生物处理技术设备1为此具有用于（尤其是无灰尘地）配量输出过滤辅助剂7的粉末运送系统8和与粉末运送系统8联接的给入管路9，该给入管路在给入部位10处通入主管路2中。图1示出，给入管路9具有用于防止发酵汁4回流的回流防止装置11。由此，确保：给入管路9在粉末运送系统8与回流防止装置11之间是没有发酵汁4的。这对于实现上述一次性使用方案而言是重要方面，如还被阐释的。
此外，重要的是，粉末运送系统8将过滤辅助剂7以粉末形式馈入到给入管路9中并且借助于受压力加载的运送气体12驱使至给入部位10并且尤其是经过给入部位10驱使到主管路2中。即发生运送气体12和过滤辅助剂7从粉末运送系统8流动至给入部位10，该流动负责：使过滤辅助剂7进入到被发酵汁4穿流的主管路2中。由此，在富含过滤辅助剂7的发酵汁4经过过滤组件6之前，被馈入的过滤辅助剂7中的至少一部分在主管路2内在给入部位10下游在发酵汁4中悬浮。
在经过过滤组件6之后，经过滤的发酵汁4视应用领域而定被进一步加工、清除或引导返回。在图1中在简单示出的意义下仅示出用于经过滤的发酵汁的接纳容器13，这不应限制性地理解。
观察根据图1的图示表明，过滤辅助剂7的加入仅经由给入管路9并且由此在没有任何混合腔室的情况下设置，从而过滤辅助剂7的通过粉末运送系统8进行的配量的变化几乎直接影响过滤辅助剂7在发酵汁4中的浓度。生物处理技术设备1对于过滤辅助剂7的配量变化的反应时间由此有利地是短的。
在优选的设计方案中，生物处理技术设备1配备有生物反应器14，该生物反应器产生发酵汁4并且该生物反应器在进一步优选的设计方案中具有相配属的用于容纳发酵汁4的生物处理袋15。生物反应器14以其排流端口16与主管路2联接。发酵汁4从生物反应器(14)经由主管路2馈入到给入部位10中。
替代生物反应器14，在另一种应用情况中也可设置有另外的液体存储容器48。
在实现上述一次性使用方案的意义下优选的是，给入管路9和/或主管路2和/或回流防止装置11和/或主流泵5设计为一个或多个一次性使用部件。在特别优选的设计方案中，这些部件中的至少一个部件设计成至少部分地、优选主要由塑料材料、优选由硅酮材料和/或由聚合物材料，尤其是PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PSU(聚砜)、PESU(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)构成。
将由这种一次性使用部件构成的运送组用于构造根据本提出方案的生物处理技术设备1的应用是另外的教导的主题，再下面讨论该另外的教导。
对于粉末运送系统8的设计而言可设想不同的有利的变型方案。优选地，粉末运送系统8具有用于受压力加载的运送气体12的运送气体源17，其中，粉末运送系统8借助于受压力加载的运送气体12将过滤辅助剂7馈入到给入管路9中。详细地，运送气体源17在此且优选具有运送气体储存器18和压缩机19。压缩机19将用于加入过滤辅助剂7的运送气体12如此泵送通过被过滤辅助剂7填充的粉末腔室20，使得过滤辅助剂7如上所述借助于受压力加载的运送气体12馈入到给入管路9中。运送气体12优选是惰性气体、例如氮气。但原则上，运送气体12也可以简单地是空气，
粉末腔室20具有粉末输入部21，该粉末输入部经由与粉末输入部21相配属的、可操控的阀22与粉末储存器23联接。粉末腔室20还具有粉末输出部24，该粉末输出部配属有可操控的阀25，该可操控的阀又与给入管路9联接。最后，粉末腔室20具有气体接头26，压缩机19可经由与压缩机19相配属的、可操控的阀27接通到该气体接头上。附加地，真空泵28经由与真空泵28相配属的、可操控的阀29接通到接头26上。
为了填充粉末腔室20，与粉末输出部24相配属的阀25和与压缩机19相配属的阀27闭合，而与真空泵28相配属的阀29和与粉末输入部21相配属的阀22是打开的。在该状态下，真空泵28的运行引起经由与粉末输入部21相配属的阀22将过滤辅助剂7从粉末储存器23中抽吸出。在此，为了简单起见假设，鉴于粉末储存器23的大体积首先没有气体必须跟随流动(或后流动，即nachströmen)到粉末储存器23中。
在填充粉末腔室20之后，将与真空泵28相配属的阀29闭合，而将与粉末输出部24相配属的阀25和与压缩机19相配属的阀27打开。接着的对压缩机19的操控引起粉末腔室20被来自运送气体储存器18的运送气体12穿流，从而如上所述现在存在于粉末腔室20中的过滤辅助剂7馈入到给入管路9中并且，通过受压力加载的运送气体12驱使地到达给入部位10。
可重复上述过程，直至分别设置的过滤辅助剂7的量被馈入到主管路2中。
完全一般地，在此且优选的是，过滤辅助剂7借助于粉末运送系统8非连续地馈入到给入管路9中并且由此馈入到主管路2中。这能够借助在附图中示出的简单的构造简单地实现。备选地，可设置成，粉末运送系统8将过滤辅助剂7几乎连续地馈入到给入管路9中。
已经指出，给入管路9的回流防止装置11在根据本提出方案的解决方案中是特别重要的。回流防止装置11截止朝着粉末运送系统8方向的流体流。在超出沿回流防止装置11的通行方向的开关压力降(或称为切换压力降，即Schalt-Druckgefälles)的情况下，回流防止装置11使过滤辅助剂流朝着主管路2方向通行。压力降由在图1中在回流防止装置11上方在给入管路9中存在的压力P1和在回流防止装置11下方在给入管路9中存在的压力P2之间的差得出。在此，只有当沿通行方向的压力降到达预定的开关压力降时，回流防止装置11才落入通行状态。视回流防止装置11的设计而定，可存在不同的数量级的开关压力降。
回流防止装置11的一种特别简单的设计方案通过如下方式得到：回流防止装置11根据止回阀的类型构造并且具有弹簧弹性的或借助于弹簧组件弹簧预紧的阀体31。
在首次提及的变型方案中，回流防止装置11可例如设计为唇形阀，在所述唇形阀中，视流动方向而定成型到阀体31中的唇形部打开或闭合。在带有弹簧预紧的阀体的回流防止装置11的设计方案中，阀体可例如设计为止回活门、球或类似物。
在特别优选的设计方案中，回流防止装置11如此设计，使得给入管路9在粉末运送系统8和回流防止装置11之间持续地没有发酵汁4。附加地，优选的是，给入管路9在回流防止装置11与给入部位10之间至少在稳定的主流3中是没有发酵汁4的。在此示出，给入管路9的图1中位于下部的区段32、即在回流防止装置11与给入部位10之间的区段可优选具有一定的最小长度，以便可靠地防止，发酵汁4在回流防止装置11不完全闭合时经由回流防止装置11到达给入管路的图1中位于上部的区段33中，即到达在回流防止装置11与粉末运送系统8之间的区段33中。
尽管如此要指出的是，在没有下部的区段32的情况下和/或在没有上部的区段33的情况下给入管路9原则上也够用。在极端情况下甚至可设置成，给入管路9仅由回流防止装置11提供。
过滤辅助剂7在发酵汁4中的悬浮在此且优选地归因于在主管路2中和/或在主流泵5中的液体流动。尤其是在主流泵5中这样产生的流动湍流导致过滤辅助剂7与发酵汁4的特别好的混合，从而在给入部位10与过滤组件6之间的路线可负责足够的混合。为了进一步支持在主管路2中的混合，优选设置成，主管路2、尤其是在给入部位10下游具有至少一个混合区段，其中，主管路2在混合区段中具有呈流动导引型材、断流器或类似物形式的混合成型部34。在图1中所示出的实施例中，这通过螺旋形的混合成型部34、尤其以静态混合器形式实现，如其例如在双成分混合器中已知的那样。所述混合成型部34可例如作为嵌入到主管路2中的塑料螺旋形件实现，这在制造技术上能简单地实现。在此，混合成型部不仅可布置在主流泵5上游也可布置在主流泵5下游。
备选地或附加地，可设置成，主管路2在过滤组件6的输入侧具有可操控的阀组件35,36，发酵汁4能够经由该阀组件再循环，在此且优选地再循环返回到生物反应器14中。图1以虚线示出引导返回到生物反应器14中的相应的再循环管路37。再循环通过如下方式触发，即，打开阀35，并且闭合阀36。
所示出的生物处理技术设备1在此且优选地具有控制组件38，其中，粉末运送系统8和/或涉及再循环的阀组件35,36和/或主流泵5是能由控制组件38操控的。控制组件38优选是电子的控制组件，进一步优选控制软件在该电子的控制组件上运行。
借助控制组件38能够在广泛的范围内使根据本提出方案的生物处理技术设备1的运行自动化。这尤其是涉及过滤辅助剂7的加入的自动化。为此优选设置有传感器组件39，该传感器组件优选测定富含过滤辅助剂7的发酵汁4的特性。这例如可以是浓度测量、浊度测量或粘度测量。这种传感器组件39在图1中直接前接于过滤组件6。传感器组件39原则上可包括多个分布在生物处理技术设备1中的传感器。
优选的是，控制组件38根据传感器组件39的传感器值操控粉末运送系统8和/或涉及再循环的阀组件35,36和/或主流泵5。在特别优选的设计方案中，所测定的特性是发酵汁4中的过滤辅助剂7的浓度和/或发酵汁4中的过滤辅助剂7的浓度的时间上的走向。如果例如发酵汁4中的过滤辅助剂7的浓度下降到预定的极限值以下，则控制组件38操控粉末运送系统8以加入附加的过滤辅助剂7。备选地，输入压力或压力走向，尤其在主管路2中，可在上述特性的意义下用作控制参量。由此，过滤辅助剂的量可根据动态的沉积过滤而动态地与压力走向适配。这通过相应操控所述阀25,27和29来实现，如再上面所阐释的。用于过滤辅助剂配量的另外的控制参量是存储容器中的过滤辅助剂的称重。
备选地或附加地，可设置成，传感器组件39探测通过主管路2的发酵汁4的体积流并且根据所测定的体积流控制过滤辅助剂7的加入。
再上面已阐释，根据本提出方案的过滤辅助剂7的加入借助于受压力加载的运送气体12实现。视生物处理技术设备1的管路系统设计而定，可需要设置补偿系统40，以便吸收带入到管路系统中的运送气体12的能量，而不对管路系统过度产生机械负载。
补偿系统40可以例如是简单的补偿容器，如图1中所示明。详细地，图1中所示出的补偿系统40除了补偿容器以外还具有通风过滤器，经由该通风过滤器将运送气体12从系统中导出。由此避免，运送气体12对适合的滤渣的沉积过滤和构成产生负面影响。补偿容器一定程度上作用为“气体陷阱”。
补偿系统40的补偿容器优选是搅拌袋，以便过滤辅助剂7的悬浮颗粒保持悬浮。
备选地，也可设置成，在借助于粉末运送系统8根据本提出方案加入过滤辅助剂7的情况下借助于阀组件35,36始终激活再循环管路37，从而运送气体12到达生物反应器14中并且在那经由排出端口喷出。
还要指出的是，在生物反应器14的下部的流出部处设置有另外的、可操控的阀44，该另外的、可操控的阀在静态状态下负责：生物反应器14中的发酵汁4的流体静力的压力不施加于(或取决于、即ansteht)主管路2。
根据具有独立重要性的进一步教导，本身要求保护一种用于运行根据本提出方案的生物处理技术设备1的方法。
按照根据本提出方案的方法，借助于粉末运送系统8将过滤辅助剂7以粉末形式馈入到给入管路9中并且借助于受压力加载的运送气体12驱使至给入部位10。在此，在使富含过滤辅助剂7的发酵汁4经过过滤组件6之前，使被馈入的过滤辅助剂7的至少一部分在主管路2内在给入部位10下游在发酵汁4中悬浮。可参考所有上述对根据本提出方案的生物处理技术设备1的运行方式的阐述内容。
根据本提出方案的方法尤其是涉及操控部件，如粉末运送系统8、主流泵5或类似物。详细地，上面说到的粉末运送系统8借助于控制组件38所进行的操控变型方案是根据本提出方案的方法的组成部分。
在讨论一次性使用方案的具体实现方案之前，还可说明一种优选的措施，该措施涉及粉末运送系统8的多次利用。在图1中所示出的且就此而言优选的实施例中即：给入管路9在上部的区段33中、即在回流防止装置11与粉末运送系统8之间具有蒸汽通入阀41(STV)。完全一般地，蒸汽通入阀将一次性部件、优选给入管路9与多次使用部件、优选粉末运送系统8连接，其中，多次使用部件可经由蒸汽通入阀在处理开始之前用蒸汽灭菌，以便随后建立通向一次性部件的连接，该一次性部件进一步优选以经伽马灭菌的方式提供。
当前即蒸汽通入阀41在过滤辅助剂7的加入之前和/或之后允许粉末运送系统8的接头的蒸汽灭菌。由此，也进一步减小在更换给入管路9之后的污染风险。
根据具有独立重要性的进一步教导，本身要求保护一种由预制的设备部件构成的无菌包装的运送组42用于构造根据本提出方案的生物处理技术设备1的应用。
在从包装43中拆包运送组42之后，将运送组与其余生物处理技术设备1联接。
备选地，运送组42可由多个单个部件组构成，所述单个部件组借助于无菌连接器在构建时相互连接。单个部件组则分别配属有单独的无菌的子包装。
从根据图2的图示中可得出针对要使用的运送组42的两种优选的变型方案。按照根据本提出方案的应用，无菌的包装43中的运送组42至少具有给入管路9，包括回流防止装置11在内。在图2a中所示出的且就此而言优选的实施例中，给入管路9附加地与上文说到的蒸汽通入阀41相配属。
附加地，可设置成，无菌的包装43中的运送组42附加地具有主管路2，在此且优选地包括主流泵5在内，所述主管路预制地在给入部位10处与给入管路9联接。进一步优选可设置成，无菌的包装43中的运送组42具有生物反应器14中的至少一个部分，在此且优选地具有与生物反应器14相配属的生物处理袋15，其预制地在给入部位10处与主管路2联接。
在特别优选的设计方案中，与运送组42相配属的设备部件是一次性使用部件。这涉及给入管路9和/或主管路2和/或回流防止装置11和/或主流泵5。在特别优选的设计方案中，与运送组42相配属的部件设计成至少部分地、优选主要由优选柔性的塑料材料构成，优选由硅酮材料和/或由聚合物材料、尤其是PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PSU(聚砜)、PESU(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)构成。就此而言，也可以参考对根据本提出方案的生物处理技术设备1的阐述内容。
Claims (17)
1.一种生物处理技术设备，其带有用于导引由液态的、尤其是生物的介质(45)构成的主流(3)的主管路(2)；带有用于产生所述主流(3)的主流泵(5)；并且带有与所述主管路(2)联接的设备部件(48)，
其特征在于，
所述生物处理技术设备(1)具有用于尤其无灰尘地配量输出添加物(47)的粉末运送系统(8)和与所述粉末运送系统(8)联接的给入管路(9)，所述给入管路在给入部位(10)处通入到所述主管路(2)中并且所述给入管路具有用于防止液态介质(45)回流的回流防止装置(11)，所述粉末运送系统(8)将所述添加物(47)以粉末形式馈入到所述给入管路(9)中并且借助于受压力加载的运送气体(12)驱使至所述给入部位(10)，并且在富含所述添加物(47)的液态介质(45)经过或到达与所述主管路(2)联接的设备部件(46)之前，被馈入的添加物(47)中的至少一部分在所述主管路(2)内在所述给入部位(10)下游输入到所述液态介质(45)中。
2.根据权利要求1所述的生物处理技术设备，其特征在于，
所述液态介质(45)是发酵汁(4)，和/或，
与所述主管路(2)联接的设备部件(46)是生物处理技术功能元件，优选用于过滤所述发酵汁(4)的过滤组件(6)或用于容纳所述液态介质(45)的容纳容器，和/或，
所述添加物(47)是过滤辅助剂(7)和/或盐和/或营养物质。
3.根据权利要求1或2所述的生物处理技术设备，其特征在于，
所述生物处理技术设备带有用于导引由发酵汁(4)构成的主流(3)的主管路(2)，带有用于产生所述主流(3)的主流泵(5)且带有与所述主管路(2)联接的用于过滤所述发酵汁(4)的过滤组件(6)，
其中，所述生物处理技术设备(1)具有用于尤其是无灰尘地配量输出过滤辅助剂(7)的粉末运送系统(8)和与所述粉末运送系统(8)联接的给入管路(9)，所述给入管路在给入部位(10)处通入到所述主管路(2)中并且所述给入管路具有用于防止发酵汁(4)回流的回流防止装置(11)，其中，所述粉末运送系统(8)将所述过滤辅助剂(7)以粉末形式馈入到所述给入管路(9)中并且借助于受压力加载的运送气体(12)驱使至所述给入部位(10)，并且其中在富含所述过滤辅助剂(7)的发酵汁(4)经过所述过滤组件(6)之前，被馈入的过滤辅助剂(7)中的至少一部分在所述主管路(2)内在所述给入部位(10)下游在所述发酵汁(4)中悬浮。
4.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述生物处理技术设备(1)具有液体存储容器(48)、尤其是生物反应器(14)、尤其是带有相配属的生物处理袋(15)的生物反应器(14)，
并且从所述液体存储容器(48)中，所述液态介质(45)经由所述主管路(2)馈入到所述给入部位(10)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述给入管路(9)和/或所述主管路(2)和/或所述回流防止装置(11)和/或所述主流泵(5)，尤其是作为一次性使用部件，设计成至少部分地、优选主要由优选柔性的塑料材料构成，优选由硅酮材料和/或由聚合物材料、尤其是PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PSU(聚砜)、PESU(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)构成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述粉末运送系统(8)具有用于受压力加载的运送气体(12)的运送气体源(17)，并且所述粉末运送系统(8)借助于所述受压力加载的运送气体(12)将所述添加物(47)馈入到所述给入管路(9)中，优选地，所述粉末运送系统(8)将所述添加物(47)非连续地馈入到所述给入管路(9)中，或，所述粉末运送系统(8)将所述添加物(47)连续地馈入到所述给入管路(9)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述回流防止装置(11)在所述粉末运送系统(8)的方向上截止流体流并且在超出沿所述回流防止装置(11)的通行方向的开关压力降的情况下使由所述添加物构成的流、尤其是过滤辅助剂流朝着所述主管路(2)方向通行，和/或，所述回流防止装置(11)根据止回阀的类型构造并且具有弹簧弹性的或借助于弹簧组件来弹簧预紧的阀体(31)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述给入管路(9)在所述粉末运送系统(8)与所述回流防止装置(11)之间是持续地没有液态介质(45)的，优选地，所述给入管路(9)在所述回流防止装置(11)与所述给入部位(10)之间至少在稳定的主流的情况没有液态介质(45)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述添加物(47)悬浮或溶解在所述液态介质(45)中，优选地，所述添加物(47)在所述液态介质(45)中的悬浮或溶解归因于在所述主管路(2)中和/或在所述主流泵中的液体流动，优选地，所述主管路(2)尤其是在所述给入部位(10)下游具有至少一个混合区段，并且所述主管路(2)在混合区段中具有呈流动导引型材、断流器或类似物形式的混合成型部(34)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述主管路(2)在与所述主管路(2)联接的设备部件(46)的输入侧具有可操控的阀组件(35,36)，所述液态介质(45)能够经由所述阀组件再循环尤其返回到所述液体存储容器(48)中，优选地，所述阀组件(35,36)能够经由控制信号操控。
11.根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备，其特征在于，所述生物处理技术设备(1)具有控制组件(38)，并且所述粉末运送系统(8)和/或涉及所述再循环的阀组件(35,36)和/或所述主流泵(5)能由所述控制组件(38)操控。
12.根据权利要求11所述的生物处理技术设备，其特征在于，设置有传感器组件(39)，所述传感器组件测定富含所述添加物(47)的液态介质(45)的特性，并且所述控制组件(38)根据所述传感器组件(39)的传感器值操控所述粉末运送系统和/或涉及所述再循环的阀组件(35,36)和/或所述主流泵(5)，优选地，所测定的特性是所述液态介质(45)中的添加物(47)的浓度和/或所述液态介质(45)中的添加物(47)的浓度的时间上的走向和/或尤其在所述主管路(2)中的输入压力或压力走向。
13.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的生物处理技术设备(1)的方法，
其特征在于，
借助于所述粉末运送系统(8)将所述添加物(47)以粉末形式馈入到所述给入管路(9)中并且借助于受压力加载的运送气体(12)驱使至所述给入部位(10)，并且在富含所述添加物(47)的液态介质(45)经过或到达与所述主管路(2)联接的设备部件(46)之前，将被馈入的添加物(47)中的至少一部分在所述主管路(2)内在所述给入部位(10)下游输入到所述液态介质(45)中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，如此运行所述主流泵(5)，使得始终低于沿所述回流防止装置(11)的通行方向的开关压力降。
15.一种由预制的设备部件构成的无菌包装的运送组(42)用于构造根据权利要求1至12中任一项所述的生物处理技术设备(1)的应用，
其特征在于，
无菌的包装中的运送组至少具有包括所述回流防止装置(11)在内的给入管路。
16.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，无菌的包装(43)中的运送组(42)附加地具有所述主管路(2)，优选包括所述主流泵(5)在内，所述主管路预制地在所述给入部位(10)处与所述给入管路(9)联接，优选地，无菌的包装(43)中的运送组(42)具有所述液体存储容器(48)、尤其所述生物反应器(14)的至少一部分，尤其与所述生物反应器(14)相配属的生物处理袋(15)，其预制地在所述给入部位(10)处与所述主管路(2)联接。
17.根据权利要求15或16所述的应用，其特征在于，所述给入管路(9)和/或所述主管路(2)和/或所述回流防止装置(11)和/或所述主流泵(5)，尤其是作为一次性使用部件，设计成至少部分地、优选主要由优选柔性的塑料材料构成，优选由硅酮材料和/或由聚合物材料，尤其是PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PSU(聚砜)、PESU(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)构成。
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