CN113924160A - 反应器系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及提供基于顶部空间的冷凝、聚结装置和其它特征的反应容器系统。在一些实施例中，本公开提供了在排气通过排气过滤器排出系统之前或同时降低排气的相对湿度(RH)的系统。

Description

反应器系统

相关申请

本申请要求于2019年2月1日提交的美国申请(No.62/799,794)的优先权，其在此整体并入本申请中。

技术领域

本公开涉及供给基于顶部空间的冷凝、聚结设备的反应容器系统(例如，反应器系统)，以及其他特征。

背景技术

本公开涉及一种用于制造化学和/或生物制品的装置和方法，其中的化学和/或生物制品是例如使用反应容器，例如是多次使用(“MU”)和/或一次性使用(“DC”，例如单次使用“SU”)的容器系统(“反应容器系统”)，制成的生物药品。例如，发酵罐或生物反应器通常作为一反应器皿，用于培养微生物或哺乳动物、昆虫或植物细胞以产生此类产物。使用这样的系统通常会碰到的问题包括：从中排出的空气包含了过多的潮湿的气体；过多的应力被施加在一次性容器(“DC”)的顶部(例如，连续薄膜的一部分和/或接缝和/或焊缝；顶部空间部分)；在反应器外部需要设置单独的冷凝器单元，其中该反应器包含单独的DC(例如GE的Xcellerex和ThermoFisher的DHX系统)，需要额外的管道和泵等(例如排气管路)；和/或在加工过程中保持反应器和/或DC内的反应混合物的温度。本公开提供了一种解决此类问题的改进系统和部件。本文所述的系统对此类问题的解决是通过例如，在容器中提供与发生反应的部分相比而言度数较低的温度来冷凝顶部空间(提供“顶部空间冷凝器”或“HC”)内的所述气体的流体，这样可以减少作用在排气过滤器的负荷；包括带夹套的封闭式支架，以去除DC的两个区域中的热量并向DC的最顶部(支架圆顶)提供额外的物理支撑(例如实心表面，该实心表面提供热传递，从而使顶部空间内的温度降低)，进而减轻其上的压力和/或能够为其提供更高的工作压力；将容器(例如发酵罐)与聚结单元直接关联，这样便不再需要在反应器外部设置冷凝单元；(例如，通过重力被动地)将冷凝的流体沉积/返回到反应混合物中，这既提高了效率又提供了额外的温度控制；另外或替代地，使用旋风/混合/接触力引起冷凝的蒸汽颗粒聚结以去除冷凝流体；和/或使用排气泵降低DC膜上的压力，优选地从无菌过滤器的下游侧从顶部空间抽出排气。本申请还解决了与热排气过滤器的使用和包括湿气的排气相关的问题。在一些实施例中，排气在进入一个或多个热排气过滤器时或之前被加热，从而使其呈现较低的相对湿度(RH)。如下所述，其他问题、和对以上相同问题或不同问题的解决方案将如下描述和/或可从本公开中得出。

附图说明

图1.示例性的一次性容器系统：

图1A示出了示例性系统的侧视图；

图1B示出了示例性系统的俯视图；

图1C示出了另一示例性系统的侧视图；

图1D示出了包括多个聚结器的示例性系统的俯视图；

图1E示出了系统的俯视图，其中在该系统中，带夹套的箱体盖覆盖DC(该DC包括顶部接缝)顶部的大部分；

图1F示出了示例性系统的总体布局的另一侧视图；

图2：

图2A示出了示例性反应器器皿的视图；

图2B示出了示例性反应器器皿的另一视图；

图2C示出了示例性反应器器皿的俯视图；

图2D示出了示例性反应器器皿的侧视图；

图2E示出了示例性反应器器皿的另一俯视图；

图3示出了系统的聚结器的另一实施方案；

图4示出了与聚烯烃端口邻接的低/高pH相容性流体通道的三个示例性实施方案；

图5.聚结器以及连接聚结器和顶部空间(第二区域)(1)的相关管道；顶部空间(第二区域)，其周围设有提供热传递的流体通道和绝缘材料(2)；第一区域的底端(3)设有供应管路和端口；

图6.示例性的聚结器单元，示出了：

互连的蛇形通道(1)、进气管(2)、排气管(3)、连接的除菌过滤器(4)和可将热量引入排气流的点(3A、3B)；

图7.示例性的一次性反应系统，包括：

一次性容器(DC)(1)；DC排气管线(2)；排气过滤器(3)；从排气过滤器到环境的排气流(4)；经加热空气源((5)，箭头示出的点表示外部经加热空气可在这些点引入排气)；

图8.示例性的一次性反应系统，包括：

一次性容器(DC)(1)；DC排气管线(2)；排气过滤器(3)；从排气过滤器到环境的排气流(4)；经加热空气源(5)；流体路径(6A、6B)；可选但优选的无菌过滤器(7)；

图9.示例性的一次性反应系统，包括：

一次性容器(DC)(1)；DC排气管线(2)；排气过滤器(3)；从排气过滤器到环境的排气流(4)；经加热空气源(5)；流体路径(6A、6B)；可选但优选的无菌过滤器(7)；过滤器容器(8)；以及，流体路径6B延伸到过滤器容器(9)中的延伸部。

发明内容

在一些实施例中，本公开提供了反应系统及使用该反应系统的方法。在一些实施例中，该系统包括：从一次性反应容器(DC)引出的至少一个排气管线，该排气管线供离开DC的排气穿过；至少一个过滤器，排气通过该过滤器离开系统；至少一个外部经加热空气源；至少一个流体路径，其连接至少一个外部经加热空气源和至少一个排气管线；以及可选地，至少一个无菌过滤器，其位于至少一个外部经加热空气源和至少一个第二流体路径之间，该至少一个外部经加热空气源流向至少一个排气管线，该至少一个第二流体路径与经加热空气连接，该经加热空气离开无菌过滤器和至少一个排气管线。在一些实施例中，外部经加热空气包括足够高于排气温度的温度，从而在外部经加热空气和排气混合以产生混合排气时，混合排气的相对湿度能够低于排气的相对湿度。在一些实施例中，混合排气的相对湿度足够低，使得当混合排气离开系统时来自混合排气的水分不会积聚在过滤器上。本公开还提供了用于降低该反应系统内的排气的相对湿度的方法，其包括使排气穿过该系统。根据本文提供的公开内容，其它实施例将是显而易见的。

具体实施方式

本公开涉及反应容器系统，例如多次使用(“MU”)和/或一次性使用(“DC”，例如单次使用(“SU”))容器系统，用于解决现有技术存在的多种问题，其中的某些问题及系统的使用方法已记载在上面的描述中。在一些实施方案中，系统可以包括反应器皿、一次性容器(例如，通常由诸如塑料之类的柔性材料制成的单次使用的一次性容器(“SUDC”))、一个或多个过滤器、和/或一个或更多排气装置。这些系统还可以包括带夹套的箱盖、与该带夹套的箱盖接触的一个或多个聚结单元、一个或多个附加的冷凝单元和/或一个或多个排气系统。在一些实施例中，本公开提供的系统和方法用于在排气流进入通向反应系统的外部环境的过滤器之前，降低在一次性反应容器中的反应期间产生的排气流的相对湿度。

在一些实施方案中，系统包括单次使用的一次性容器(DC)，该一次性容器包括在DC中用于形成(例如，围绕)顶部空间(“HS”)的膜，该膜保持在低于DC中发生反应的那一部分(例如，流体反应物)的温度；和/或包括冷凝器，该冷凝器与形成顶部空间的膜直接相关联或与之接触；和/或聚结装置，该聚结装置用以加强液体在顶部空间的聚集(例如收集)和自顶部空间中排出。在一些实施方案中，DC系统可以包括DC，其中该DC包括第一区域和第二区域；第一区域包括保持在第一温度的反应混合物；第二区域包括保持在低于第一温度的第二温度的HS，该HS包括上部内表面(与外表面相邻或相对)和至少一个侧壁；还包括聚结器，该聚结器用于收集在HS的上部内表面和/或至少一个侧壁中冷凝并从中排出的流体。在一些实施方案中，热交换设备与HS接触和/或设置在HS内。在一些优选的实施方案中，温度差可以为约5-10℃(即，第一温度可以比第二温度高5-10℃，或者换句话说，第二温度可以比第一温度低5-10℃)。在一些实施方案中，这样的热交换设备接触HS的侧壁和/或上部内表面和/或外表面。在大多数的和最佳的实施方案中，DC被反应器皿包围，该反应器皿通常为DC和系统的其他组件提供支撑。

在操作本文描述的系统的一些实施方案时，将一种或多种干燥气体(例如，空气、N₂、O₂、CO₂)从底部(例如，通过位于DC的底部或下表面中或附近的端口)被引进到包含在DC中的反应混合物，并穿过(例如，朝向)液体反应混合物且进入第二区域(HS)，沿着该路径，最初的干燥气体变成潮湿(或潮湿或潮湿)的气体(例如蒸汽和/或雾气)。在一些实施方案中，从反应混合物中出来的潮湿的气体进入并经过第二区域(HS)，然后到达聚结器，再接着，通常且可选地，到达消毒过滤器并穿过其中。在一些实施方案中，借助于包含反应混合物的第一区域和第二区域(HS)之间的温度差，包含在潮潮湿的气体体中的一些流体在第二区域HS中冷凝，并且剩余的潮潮湿的气体体继续迁移到HS外部并进入聚结器。然后，收集在冷却的HS中的冷凝液可以被动地(例如通过重力)移回到反应混合物中(因为它位于DC中HS下方)，从而将反应混合物的温度降低和/或维持，和/或保持在期望的温度和/或温度范围。聚结器用于聚结或收集已经移出(或穿过)HS的任何其他水分(例如，在任何剩余潮湿的气体中的水分)。例如，可以通过HS和聚结器之间存在进一步的温差(例如，聚结器具有比HS更低的温度，例如室温环境(例如25℃))和/或其他过程(例如，旋风/混合/接触力，引起蒸汽颗粒的凝结)。如果需要，聚结器还可以通过与第二热交换设备关联(例如，直接接触)来进一步冷却(即，主动冷却)至较低和/或特定温度，该热交换设备可以与用于冷却区域(HS)的设备(例如热交换设备)相同或不同，并且在一些实施方案中可以是和/或包括带夹套的箱盖。另外，该系统可以包括冷凝单元，并且该冷凝单元可以具有比HS和/或聚结器中的任一个或两者更低的温度。

例如，在一些实施方案中，反应容器的第一区域(即，其包含液体反应混合物的部分)可以保持在35-40℃的平均温度(即，第一温度)，例如37℃；而第二区域(即HS)可以保持在30-34℃(即第二温度)的平均温度(例如30℃、32℃、34℃)；并且聚结器可以维持在不同的温度(例如，平均温度为25℃或室温)；第三温度比第二区域中的第二温度低5-10℃，因此比第一区域中的第一温度低10-15℃)。聚结器的温度也可能受到带夹套的箱盖的影响，聚结器的至少一部分通常放置在该带夹套的箱盖上(例如参见图1B)。下面描述的，对于可选的冷凝单元可以提供更低的平均温度，以进一步辅助将来自潮湿的气体的流体进行冷凝。“平均温度”是指在例如感兴趣的隔室的三个不同区域处所测得的温度的平均值，本领域普通技术人员将理解，在反应过程中，这些不同区域的温度可能会发生变化，但共同提供了一平均温度。然后，聚结器中收集的流体可以被动地(例如通过重力)移回第二区域(HS)和/或(例如也通过重力被动地)移回第一区域(包含反应混合物)，从而降低和/或将反应混合物的温度维持在期望的温度和/或温度范围。然后，任何剩余的气体(即仍然潮湿的气体)可以通过过滤器(例如无菌过滤器)移出第二区域(HS)和/或聚结器，并通过排气端口离开系统。如下所述，在一些实施方案中，气体通过顶部空间、进入聚结器并从系统出来的运动可以由排气泵辅助，在一些实施方案中，该排气泵可以包括一个或多个风扇。

在一些实施方案中，本文所述的系统包括反应器皿。反应可以在反应器器皿本身中进行，也可以在反应容器内的容器(例如DC)中进行。在本文所述系统中进行的反应通常在DC中进行。反应器皿可以采取反应腔室、发酵罐、生物反应器等的形式。反应容器适合于化学反应、微生物的发酵、细胞的培养(例如，哺乳动物、昆虫或植物基的细胞)或其他用途。该反应器皿通常与热传递系统相关联，该热传递系统包括热传递装置，其用于控制在容器内部的反应腔室内进行的化学、制药或生化过程的温度。在一些实施方案中，热传递系统提供传热介质的分配，使得由该过程产生或需要的热量从反应混合物传递或传递到反应混合物。在一些实施方案中，反应器皿包括夹套和/或带夹套的箱盖，该夹套和/或带夹套的箱盖提供流体通道，传热流体可在流体通道中循环(例如，蜂窝夹套)。在一些实施方案中，反应器皿可以至少部分地被流体通道包围。带夹套的箱盖还可以充当反应器皿的盖子。带夹套的箱盖还可以用于支撑和/或释放作用在反应器器皿内的DC上(例如，作用在DC的顶部上)的压力。

在一些实施方案中，代替带夹套的箱盖或除带夹套的箱盖，可使用柔性材料盖和/或多条带(可由这种柔性材料构成)以支撑和/或减轻作用在反应器器皿内的DC上(例如，作用在DC的顶部)的压力。在一些实施方案中，这样的柔性材料盖和/或带可以定位在DC上的不能承受压力的一个或多个位置上以及DC上的另一个或多个位置(例如，形成DC的材料中的接缝)。例如，带可以以横穿DC顶部的外表面的图案定位，该图案支撑和/或加强该表面(例如，在该表面上来回往复一次或多次；十字形图案)。这样的带可以由任何合适的材料构造，例如但不限于纤维、橡胶、塑料、金属和/或它们的组合，并且可以是柔性的或非柔性的。通常使用一个或多个连接器和/或托架(例如，扎带接头、管路夹扎带)将柔性材料盖和/或带固定到在反应器器皿上的一个或多个位置(例如，其内表面和/或(多个)外表面)。在一些实施方案中，一个或多个带中的每一个均具有至少两个端部，其中每个端部通过横跨反应器器皿的顶部直径的连接器和/或托架固定(例如，可逆地固定)到反应器器皿，使得(多个)带延伸经过DC的一个或多个顶部直径。在一些实施方案中，带可以采取网状的形式。在一些实施方案中，带形成平坦的带形货物网，覆盖DC的部分或整个顶表面，或仅覆盖顶表面的用于承受压力增加(例如，力/压力集中的地方)或表现出弱点(例如在接缝处)的区域，其中表现出弱点是指与没有受到这样的压力和/或表现出这种相对的弱点的另一个区域相比。在一些实施方案中，柔性材料可以是轻质的尼龙织物(例如，“降落伞型”织物)，其可以比其他材料更符合DC的形状并且弹性较小，从而确保适当的贴合性和适当的支撑。这样，DC能够承受由于在DC的第一区域中发生的某些反应而导致的更大的力(例如，增加的压力)。某些反应可能会产生一定量的气体，产生的压力超过DC的承受能力，并导致DC变形(例如，接缝破裂)。箱盖(例如，带夹套的箱盖，一条或多条带)将为DC提供支撑，从而增加系统的承压能力。在一些实施方案中，优选使用带夹套的箱盖、柔性盖和/或带，以将DC的顶表面上的压力保持在大于0.1-0.2磅/平方英寸(PSI)。在一些实施方案中，柔性支撑件和/或带也可以促进安装过程，因为当DC被加载时，它们可以被容易地移除/取下、和/或被安装在DC上以在压力的测试和操作阶段期间支撑负载。在一些实施方案中，柔性材料和/或带可例如通过在其材料内结合包括传热流体通道等而具有热传递功能。在一些实施方案中，支撑件可以被内置在DC材料中，例如在DC材料的层之间。例如，一种或多种具有比DC材料更大的耐压性的材料(例如，膜(membrane))可以被插入或缠绕在一起形成在DC顶部的两层材料之间，共同形成DC的顶部部分。在一些实施方案中，在该顶表面上或顶表面内包括这样的柔性材料盖和/或多个带提供了足够的支撑，使得无需使用传统上与DC一起使用的设备(例如蠕动泵)便可以向例如另一器皿或容器传输流体。在这样的实施方案中，可以将气体引入顶部空间，从而提高顶部空间的压力并促进流体传输。器皿之间的压差控制液体的传输速率。假设接收器皿处于大气压且供应器皿中的液位高于接收器皿，则供应器皿(例如DC)中的压力越高，传输速率越快。只要压力高于大气压，压力就没有下限，而上限取决于容器的设计以及DC如何被支撑。然后，在一些实施方案中，DC中的流体(例如，“在DC内的顶部空间下方”)可以被“推”出开放端口，并进入另一个容器(例如，流体可以从DC中移出(例如，生物反应器)并进入到收获器皿)。从而，在一些实施方案中，本文所述的系统包括一次性反应容器，其包括与第二区域相邻的上表面，该第二区域包括顶部空间，以及邻近和/或结合到该上表面中的柔性盖和/或带。在一些实施方案中，柔性盖和/或带包括至少一个传热流体通道。在一些优选实施方案中，柔性盖和/或带将DC的顶表面上的压力保持在大于约0.1-0.2磅/平方英寸(PSI)。因此，除了传热功能之外，带夹套的箱盖、柔性材料盖和/或带为系统提供了额外的能力、安全性和成本优势。

本文所述的反应器皿通常但非必须地由金属制成，并且通常但非必须地由耐腐蚀合金制成。例如，合适的材料可以包括但不限于片材/板料(和/或用于例如热传递系统的酒窝夹套材料)。合适的示例性材料包括例如碳钢、不锈钢(例如304、304L、316、316L、317、317L、AL6XN)、铝、

(例如Inconel 625、Chronin 625、Altemp 625、Haynes 625、Nickelvac625和Nicrofer 6020)、

Hastelloy(例如A、B、B2、B3、B142T、Hybrid-BCI、C、C4、C22、C22HS、C2000、C263、C276、D、G、G2、G3、G30、G50、H9M、N、R235、S、W、X)和

钛、

等。据了解，除了耐腐蚀合金之外的其他材料，例如但不限于，塑料、橡胶以及这些材料的混合物也可能是合适的。材料的“混合物”可以指的是形成组合物材料的实际混合物本身，也可以指在系统内使用的各种材料(例如，合金反应器壳和橡胶挡板组件)。

DC通常由硬且不透水的弹性材料组成，使得可以在其中进行反应而DC不丧失其完整性，并且使用后可以处置DC(例如，从反应容器中移出)。DC由反应器皿和/或相关组件物理地支撑，并且通常包括有和/或附接到允许其附接到反应器皿的组件。DC也是可密封的，使得可以在DC内进行无菌处理，使得例如当其充满流体时，不会因施加于其上的液压力而导致故障。在一些实施方案中，DC可以由柔性的、不透水的材料(例如厚度在约0.1mm至约5mm之间、或其他合适厚度的低密度聚乙烯)构成。该材料可以布置为单层或多层(例如，单层或双层)。在DC包括多层的情况下，DC可以包括通过例如粘合剂固定在一起的两个或更多个单独的层。可能使用的示例性材料和布置记载在以下美国专利中，包括但不限于No.4,254,169、No.4,284,674、No.4,397,916、No.4,647,483、No.4,917,925、No.5,004,647、和/或No.6,083,587、和/或美国专利公开NO.US20020131654 A1。一次性反应容器可以被制造成具有任何期望的尺寸(例如，10升、30升、100升、250升、500升、750升、1000升、1500升、3000升、3000升，10000升或其他所需的体积)。

系统的各部件(例如，HS、可选的附加聚结单元、可选的另外的冷凝单元和/或无菌过滤器)可以通过焊接或其他类似工艺或使用柔性材料(例如管路(例如，行业标准类型的管路))彼此连接。这种连接技术能够被本领域技术人员理解。

本文所述的反应容器系统包括一区域(第二区域)，该区域提供形成于容器(例如，DC)内的顶部空间(HS)，该顶部空间与第一区域是连续的并定位在该第一区域的上方(相对于系统的气体流入和流出而言)，在该第一区域中进行反应(即，第一区域包括反应混合物)。第二区域(HS)提供的温度低于第一区域(例如，反应混合物的温度)的温度。较低的温度可以例如通过DC或HS周围的空气温度的变化而被动地提供，但是更典型的是使用例如热交换设备或热传递系统主动地提供。本文所述的热传递系统可以由传热流体(例如，气体和/或液体)在其中传输的任何材料构造，使得热量可以通过辐射、对流、导电或直接接触传导到系统的另一部分和/或吸收来自系统的另一部分的能量。在一些实施方案中，热传递系统可提供一通道，例如传热流体可在其中流动和/或循环的流体通道。热传递系统可以由任何合适的材料组成，例如蜂窝夹套材料。

本文所述的系统(例如反应系统)提供了具有第一区域和第二区域的反应容器，该第一区域包含处于或维持在高温(例如37℃)的反应混合物(例如，活性发酵反应物)；该第二区域(即，HS)在使用期间通常仅包含处于或低于第一区域的温度的潮湿的气体和冷凝流体(例如，可能仅略低一些(例如34℃)，但在某些实施方案中至少低约5℃)。反应容器可以沿壁提供连续的表面，或者可以根据第一区域和第二区域的尺寸分开。反应容器还可以构造成仅容纳第一区域，而单独的设备构造成容纳第二区域(例如，与第二区域在物理上相关联)(例如，本文所述的传热管路和绝热材料的组合)。在一些实施方案中，第一和/或第二区域(HS)与热传递系统(HTS)相关联，该热传递系统在区域之间可以相同或不同。在一些实施方案中，可以在不将热传递系统与第二区域相关联的情况下维持第一区域和第二区域之间的温度差。然而，在一些实施方案中，第一区域和第二区域(HS)分别与相同和/或不同的热传递系统相关联。在一些实施方案中，热传递系统可以是本领域中通常理解的“夹套”(例如，蜂窝夹套材料)，通过该夹套，传热流体通过其循环为第一和/或第二区域与热传递系统之间提供热量的传递。在一些实施方案中，第一和/或第二区域可以与一个或多个热传递系统接触(例如，至少部分地被其包围)。在一些实施方案中，第一和/或第二区域可以与一个以上的热传递系统相关联。例如，在一些实施方案中，第二区域可以与一个以上的夹套热传递系统接触，包括例如上述夹套箱盖。在一些实施方案中，可以包括多组传热挡板(例如，第一区域中的一种或多种类型和/或布置，以及第二区域中的另一种类型或多种类型和/或布置)。

在一些实施方案中，热交换设备可以包括例如在以下任一项中所教导的一个或多个设备，包括例如：美国专利No.2,973,944(Etter等)、美国专利No.3,986,934(Muller,H.)、美国专利No.4,670,397(Wegner等)、美国专利No.4,985,208(Sugawara等)、美国专利No.4,460,278(Tetsuyuki等)、

系统、和/或在例如美国专利No.8,658,419B2(Knight,C；ABEC有限公司)中公开的传热挡板。在一些实施方案中，一个或多个热传递系统可包括例如在美国专利No.8,658,419B2中所述的：第一子组件，该第一子组件基本上由与第二材料邻接以形成第一分配通道的第一材料组成；第二子组件，该第二子组件基本上由与第二材料邻接以形成第二分配通道的第一材料组成；可选的闭合杆，该闭合杆使第一子组件和第二子组件彼此邻接；以及在第一子组件和第二子组件之间的释放通道；其中，闭合杆(如果存在)设置该释放通道的宽度，并且，除非在分配通道内形成泄漏，否则分配通道和释放通道不会连通。在一些实施方案中，这种传热挡板可包括两个或更多个不同的隔室，通过这些隔室传热介质可独立于任何其他隔室而循环。在一些实施方案中，这样的一个或多个传热挡板可以连接到反应器皿的内表面，其中每个挡板都连接到至少一个传热介质入口集管路和至少一个传热介质出口集管路，并且每个挡板的释放通道均通向器皿外部。在一些实施方案中，传热挡板可以相对于器皿的内壁或半径成一定角度固定地附接到反应器皿的内表面，所述角度选自由大约5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°和90°组成的组。

如上所述，在一些实施方案中，一个或多个热交换系统可包括传热流体在其中流动的夹套。夹套可以例如包括使传热流体循环通过的通道。在一些实施方案中，夹套可以是“蜂窝”材料。蜂窝夹套通常安装在诸如发酵罐之类的反应容器周围，并且可以用作热传递系统的一部分。蜂窝夹套材料可以典型的方式用于本文描述的装置中，例如包裹在反应容器周围。在本文所述的某些实施方案中，在挡板结构内也可以或替代地使用蜂窝夹套材料。蜂窝夹套材料是可商购的，并且任何这样的材料都可以适合于如本文所公开的使用。通常，蜂窝夹套材料具有被压制或形成为母材(例如，金属片)的以基本均匀图案布置的蜂窝(例如，凹陷、凹口)。例如，蜂窝夹套材料可以机械地(“机械式蜂窝夹套”)或通过膨胀法(例如，膨胀的电阻点焊(RSW))制成。为了制备机械式蜂窝材料，将具有被压入的、呈基本均匀的阵列蜂窝的金属片通过中心孔焊接到母体金属上，其中每个蜂窝通常包含中心孔。膨胀的RSW蜂窝材料(例如，膨胀的HTS或HTS通常通过电阻点焊将薄金属片上的斑点阵列焊接到更坚固的(例如，更厚的)基底材料(例如，金属)上来制造)。组合材料的边缘通过焊接密封并且内部在高压下膨胀，直到薄材料形成蜂窝图案为止。机械式蜂窝材料用作夹套时，通常具有较高的额定压力和较低至中等的压力降，而RSW蜂窝夹套通常具有中等的额定压力和较高至中等的压力降。传热流体通常在蜂窝材料片之间流动。其他合适的蜂窝材料对于本领域技术人员而言是可用的，并且将适合在本文所述系统中使用。

在一些实施方案中，热传递系统(例如，一个或多个挡板和/或夹套)可跨越第一区域和第二区域两者存在(例如，使反应混合物和HS两者接触)。在这样的实施方案中，热传递系统可用于将反应混合物冷却至第一温度(例如35-40℃，例如37℃)，并将HS冷却至低于第一温度的第二温度(例如，低5℃或更低)。在一些实施方案中，这种热传递系统可以仅与第一区域或仅与第二区域(即，HS)相关联。在热传递系统仅存在于第一区域中的实施方案中，其用于将其中存在的反应混合物维持在第一温度。在这样的实施方案中，在使用或不使用热交换系统的情况下，第二区域(HS)可以保持在低于第一温度的第二温度。在一些实施方案中，可使用热传递系统将第二区域(HS)保持在低于第一温度的第二温度，该热传递系统例如是与存在于第一区域中的那些分开的或不同的(多个)挡板和/或(多个)夹套。在一些实施方案中，分开的且不同的热传递系统(例如，(多个)挡板和/或(多个)夹套和/或(多个)流体通道/管道)可循环相同或不同的传热流体，这些流体可被维持在相同或不同的温度。例如，循环通过存在于第一区域中的热传递系统(例如，(多个)挡板和/或(多个)夹套)内的传热流体可以保持在第一传热流体温度，该第一传热流体温度比循环通过第二区域(HS)中的热传递系统内的温度更高或更低。

在一些实施方案中，第二区域(顶部空间)可以至少部分地被热传递系统围绕，并直接接触热传递系统(例如是一个或多个流体通道(例如，单根管路或多根管路))，传热流体在这些流体通道中循环。该一个或多个流体通道也通过合适的材料(例如，管路)连接到传热流体源。在一些这样的实施方案中，反应器皿可仅为DC和/或流体通道提供物理支撑，而实际上不包含流体通道(例如，流体通道未定位在反应器皿的壁内)。在一些实施方案中，流体通道可以包括单个或多个通道(例如是具有合适的传热能力的管路)，这些通道缠绕在第二区域上，并且通道之间的间隔根据用户的需要而变化。在一些实施方案中，相继水平的流体通道之间的间隔是恒定的(例如，当流体通道水平地自第二区域的底部向第二区域的顶部横跨时)，而在其他实施方案中，间隔在每个相继水平之间是可变的。在一些实施方案中，间隔在第二区域的某些部分中可以是恒定的，而在第二区域的其他部分中可以是可变的。在一些实施方案中，一个或多个流体通道可基本垂直地定向(即，从第二区域的底部(即，最靠近第一区域的顶部)朝第二区域的顶部延伸)。在一些实施方案中，流体通道可基本上水平地以及基本上垂直地定位。因此，在一些实施方案中，第二区域的某些部分将不与流体通道直接接触，并且在其他实施方案中，第二区域的全部或基本全部(即，90％或更多)将直接与一个或多个流体通道接触。在一些实施方案中，流体通道可以在一侧上直接接触第二区域(顶部空间)，而在另一侧(即，流体通道的远离DC表面的那一侧)直接接触绝缘材料。在一些这样的实施方案中，反应器皿可以包围第一区域但不包围第二区域。在一些实施方案中，一个或多个流体通道可以是管路状的并且包括合适的导热材料，例如但不限于铜。在一些这样的实施方案中，聚结器还可以与一个或多个流体通道直接接触，和/或定位在覆盖流体通道的绝缘材料上，通过该绝缘材料仍然可以在第二区域上方实现向聚结器的热传递(例如参见图5所示的聚结器1)。如本领域普通技术人员将理解的，其他布置也可能是合适的。

示例性的传热流体包括但不限于一种或多种气体和/或液体。合适的示例性流体和气体可以包括但不限于蒸汽(从上到下)、热水和冷水、乙二醇、传热油、制冷剂或其他具有所需工作温度范围的可泵送流体。多种类型的传热介质也可以被使用，例如，其中一种类型介质被定向到反应器皿的一个区域，而另一种类型的介质被定向到反应器皿的不同区域(例如，在上述区域系统中)。传热介质(例如30％的乙二醇)的混合物也可能是需要的。

如上所述，本文所述的系统包括一个或多个聚结器，用于收集凝结在顶部空间(HS)(即第二区域)中并从中逸出(例如移动或迁移)的流体。一个或多个聚结器的功能通常主要是将较小的液滴引导(或合并)成较大的液滴。进入第一区域(例如，通过喷口)的气体通常是干燥气体，当它通过第一区域的反应混合物时，该干燥气体变成潮湿的气体(或蒸汽，本领域普通技术人员应理解为物质的液气共存状态)。因此，离开第一区域并进入第二区域(HS)的气体是完全饱和的潮湿的气体(即，这种潮湿的气体或蒸汽的相对湿度为100％(“完全饱和”)；“相对湿度”定义为特定温度下空气中水的实际重量或压力(含量)与该特定温度下空气可容纳的最大水重量或压力(含量)之间的关系；与“绝对湿度”相比，此处定义为气体混合物中存在的水蒸汽量，以每升空气中的水蒸汽毫克数(mg/L(“水蒸汽含量”))进行计量。在这种完全饱和的状态下，冷却导致潮湿的气体转变为液态(即冷凝)。因此，由第二区域(HS)提供的较凉温度将潮湿的气体冷凝成其液体形式。然后，至少一些、大多数情况是至少大部分(即50％、60％、70％或80％或更多)、至少基本全部(即90％或更多)或全部的剩余的潮湿气体将进入聚结器。由于聚结器至少部分地位于(例如，与之相连)带夹套的箱盖上，该带夹套的箱盖向第二区域(HS)提供热传递，聚结器内的温度通常会高于第二区域(HS)的温度，但仍然通常比第一区域所提供的温度低(即，它可以在第一和第二区域的温度之间)。因此，聚结器中可能会发生一些冷凝。然而，聚结器的主要好处是，当潮湿的气体经由一次性反应容器并进入环境(例如，通过排气孔)中时，它可以增加滞留时间，并用于收集潮湿的气体体经过第二区域(HS)并从中迁移而来的任何其他流体。因此，离开聚结器并进入过滤器的气体仍然是潮湿的气体。换句话说，潮湿的气体在第二区域(HS)或聚结器中均未除湿；任何收集到的流体都仅表示从潮湿的气体到液体的状态变化。假设一些离开第一区域的潮湿的气体在第二区域进入并冷凝，然后其中一些进入聚结器被收集为流体，则较少量的气体(即潮湿的气体)将通过过滤器进行处理。由聚结器提供的增加的滞留时间允许更多的已经转变成其液体形式的气体在遇到过滤器之前被收集在其中。还应注意，过滤器通常被加热，以使气体除湿。因此，离开过滤器并排放到环境中的气体是除潮湿的气体。

因此，在一些实施例中，可通过冷却，将从反应混合物中释放的气体(即排气)中的水分(即，水、水蒸气或水滴)除去，排气在离开DC时通常处于约37℃，从而冷凝和聚结潮湿空气(例如降低湿度或对排气除湿)。在一些实施例中，该排气可通过一个或多个经加热排气过滤器，或者优选地在进入一个或多个排气过滤器之前被加热(可被加热(例如，预热)或不被加热(例如，未预热))，以确保排气在通过一个或多个排气过滤器时具有较低的水分含量，并且因此不会积聚在例如过滤材料之上(或积聚在其中)，或者，将以比未加热(即更高湿度)的排气更低的量积聚。然而，在一些实施例中，由于热量与排气之间的间接接触、可被经加热过滤器的有限表面积以及过滤器可被加热到的温度限制，对过滤器加热以帮助排气除湿的有效性会受到限制。在此类情况下，能够传递到一个或多个排气过滤器((例如，经加热排气过滤器，和/或其中当排气进入排气过滤器(经加热或未经加热排气过滤器)时引入热量的过滤器))中以升高排气温度的热量可能不足以将排气的相对湿度(“RH”，在给定温度下水蒸气的分压与水的平衡蒸气压的比率)保持在足够远离其露点(即大气温度(根据压力和湿度而变化)的位置，低于该露点时水滴将开始凝结并会形成露水)，从而导致水分在一个或多个过滤器上积聚，导致其功能性不如过滤器有效(或者甚至不起作用)。针对此类问题的解决方案，在一些实施例中，本公开提供了这样的系统，其中“经加热外部空气”直接接触(即，进入排气流和/或与排气流混合)排气以在其进入排气过滤器(例如，接触排气过滤器材料或膜)之前将其加热到足够高于其露点的温度(即，降低排气的相对湿度)，从而确保很少或几乎没有湿气积聚在一个或多个过滤器(例如，排气过滤器材料或膜)上(或者至少与未经加热排气相比，湿气较少)。引入到排气(例如排气流)中的外部经加热空气的温度优选高于排气(例如排气流)流出DC(在一些实施例中，之后再进入聚结器))时的温度，并且足够高(例如充分高于排气的温度)以在与排气混合时将排气温度升高到充分高于其露点，从而使得其中包含的水分不会积聚在排气过滤器(例如，排气过滤材料或膜)上，或者至少减少积聚在其上的水分的量。因此，经加热外部空气用于蒸发排气中存在的水分，从而降低其RH。例如，仅出于说明目的，将饱和排气(即100％湿度)的温度从37℃升高至40℃会将使其相对湿度(RH)降低至88％；将饱和排气的温度从37℃升高至50℃会将使其相对湿度降低至54％；以及将饱和排气的温度从37℃升高至60℃会将使其相对湿度降低至35％。根据特定应用，将排气温度升高到60℃以上也是合适的。可使用具有特定温度的经加热外部空气来控制排气的温度。例如，与表现出较低温度(例如，40℃)的排气相比，表现出较高温度(例如，50℃)的排气需要较少的外部经加热空气，或者需要具有较低温度的外部经加热空气，(或者该两者都满足)以实现相同的混合温度和RH。因此，在外部空气与排气混合(例如，将其引入排气中)之前，通常将外部空气加热至高于排气目标温度的温度，从而使混合物表现出高于离开DC(在一些实施例中是聚结器)时与排气温度相同的温度，并且低于外部经加热空气的温度。例如，本领域普通技术人员将确定需要足够体积的温度为60℃的外部经加热空气，其将被引入温度约为40℃的排气中以产生目标温度设定为例如50℃的排气流(即，已经与外部经加热空气混合的排气)。在一些实施例中，外部经加热空气可以以比达到相等体积的外部经加热空气和排气的混合物的目标温度所需的温度更高的温度引入排气中，然后以小于1:1的比例将外部经加热空气排放到排气中，从而实现使用更小体积的外部经加热空气且同时将排气的温度升高到目标温度。在排气从DC传输到一个或多个排气过滤器的过程中的任何时刻，可将热量(例如，作为外部经加热空气)引入排气中。例如，在反应器系统包括聚结器的实施例中，在气体离开DC并且进入聚结器之后的某个时刻，但更优选地在气体离开聚结器之后并且在气体进入一个或多个排气过滤器之前，热量可作为经加热外部空气引入(例如，在图6中的3A和/或3B处或附近)。在优选实施例中，外部热量可引入离开聚结器(图6中的1)的排气流，并且在到达排气过滤器之前，使排气的温度升高至例如充分高于其露点并且达到较低的RH，然后再进入排气过滤器(例如，接触排气过滤器材料或膜)以确保几乎没有或没有水分积聚(或与未经加热排气相比，至少水分较少))在过滤器(例如，排气过滤材料或膜)之上(参见图6，在3A处或附近)。在一些优选实施例中，外部热量可在聚结器和排气过滤器之间的任何合适的点处(例如，图6中的3)引入连接件(例如，管状连接件)。

在一些实施例中，诸如那些系统中不包括聚结器的实施例中，外部经加热空气在排气离开DC之后并且在其接触排气过滤器之前引入排气中(例如，图7)。如图7所示，在一些实施例中，反应器系统可包括DC(1)和排气管线(2)，排气通过排气管线离开DC并在沉积到外部环境(4)中之前朝向过滤器(3)移动。在该说明性实施例中，来自源(5)的外部经加热空气可在其穿过排气管线(2)时的任何点引入到排气中和/或引入过滤器容器(3)中。此由从经加热空气源(5)(例如，电气或其它空气加热单元)延伸到排气管线(2)和/或过滤器容器(3)中的若干个点中的任一个或多个点的箭头来表示，且紧接在排气接触排气过滤器或排气过滤器本身的时刻之前。因此，在一些实施例中，可以是但不一定是无菌空气的热外部空气可引入(例如，泵送)已经离开DC(即，排气流)的排气以升高并保持其温度高于其离开DC时的温度，从而确保材料冷凝超出无菌界限。在一些实施例中，经加热外部空气(例如，可以是无菌空气)可通过使空气穿过电加热器或其等同物(例如，图7中的5)来产生处于一定温度的外部经加热空气，该温度在DC和/或其它一次性生物处理设备的操作能力范围内，然后将该经加热空气引入排气(例如，排气流)中。

在一些实施例中，外部经加热空气可通过将流体通道(例如，管道)、优选地可选地打开或关闭的流体通道(例如，通过包括诸如球阀或气动阀的阀)连接到供排气移动通过的流体通道(例如，管道)而引入排气流(即，排气)。在一些实施例中，经加热空气可在引入排气(例如，潮湿)空气之前通过过滤器(例如，无菌过滤器)。在一些实施例中，经加热空气可引入排气过滤器无菌侧的排气管线以直接加热排气(即潮湿)空气。在一些实施例中，经加热空气可通过排气过滤器的非无菌侧引入以在排气(即，潮湿)空气穿过疏水性无菌过滤器之前对其进行加热(从而产生无菌热空气)。在一些实施例中，当排出空气穿过流体通道、诸如管道(例如，图6中的2(即，DC和聚结器之间)或3(即，聚结器和聚结器之间的连接件(例如，管状连接件)；图8中的6A和/或6B)时，可直接加热该排出空气。如图8所示，在一些实施例中，外部经加热空气可流过可选的但优选的无菌过滤器(7)(来自外部经加热空气源(5)，通过连接到可选的但优选的流体通道6A，通过可选的但优选的无菌过滤器(7)并进入流体通道6B，并进入过滤容器(8))。如图9所示，在一些实施例中，外部经加热空气通过其被引入排气流的流体通道(6B)延伸到过滤器容器(8)中，该过滤器容器(8)可容纳过滤器(3)。将如上所述进行处理的离开过滤器(3)的排气作为除湿气体(4)排放到环境中。应注意，这些用于加热排气流的系统也可用于没有聚结器的系统。

因此，在一些实施例中，本公开提供了一种系统，该系统包括：从一次性反应容器(DC)引出的至少一个排气管线，该排气管线供离开DC的排气穿过；至少一个过滤器，排气通过该过滤器离开系统；至少一个外部经加热空气源；至少一个流体路径，其连接至少一个外部经加热空气源和至少一个排气管线；以及可选地但优选地，至少一个无菌过滤器，其位于至少一个外部经加热空气源和至少一个第二流体路径之间，该至少一个外部经加热空气源流向至少一个排气管线，该至少一个第二流体路径与经加热空气连接，该经加热空气离开无菌过滤器和至少一个排气管线。在一些实施例中，外部经加热空气包括或产生但引入温度足够高于排气温度的空气，从而在外部经加热空气和排气混合以产生混合排气时，混合排气的相对湿度能够低于排气的温度。在一些实施例中，混合排气的相对湿度足够低(例如，将混合排气的温度充分升高到其露点以上)，使得当混合排气离开系统时，来自混合排气的湿气不会积聚在过滤器上。本公开还提供了用于降低该反应系统内的排气的相对湿度(例如，将排气的温度充分升高到其露点以上)的方法，其包括使排气(例如，作为混合排气)穿过该系统(例如，如图6至图9中的任一个所示)。

通常将一个或多个聚结器放置在反应器皿的顶部，例如在带夹套箱盖的顶部(例如，参见图1B、图1D、图5)。通常但不是必须地，一个或多个聚结器不会提供明显的热交换和/或冷凝。经过顶部空间(第二区域5)的顶部热交换通常主要由带夹套的箱盖提供。在一些实施方案中，带夹套的箱盖可将热量传递到一个或多个聚结器，是因为这些聚结器位于带夹套的箱盖上。一个或多个聚结器可以包括上表面和下表面。每个聚结器的下表面通常与带夹套箱盖接触(或布置在带夹套箱盖上)，通常占聚结器下表面的表面积的一部分(例如，至少约10、20、25％或更多)。在一些实施方案中，每个聚结器的下表面与带夹套的箱盖接触，占它表面积的比例为至少约5、10、15、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或最多100％中的任何一个。

一个或多个聚结器通常包括弯曲的和/或正弦形的流体通道(“流体通道”是流体可通过其中流动的区域)，其延伸整个聚结器或基本上占整个聚结器的例如大于内部的50％。在一些实施方案中，一个或多个聚结器可以包括一容器或可以是一容器(例如，柔性容器)，该容器包括一个或多个流体通道，该一个或多个流体通道在聚结器内提供例如弯曲的和/或正弦形的流体路径。如上所述，该弯曲的和/或正弦形的流体路径为潮湿的气体提供了增加的滞留时间和增加的流体收集。在一些实施方案中，聚结器可以是柔性袋，该柔性袋由适于在DC中使用的材料(例如，可消毒的、柔性的不透水材料，例如低密度聚乙烯等)制成，其具有合适的厚度，例如大约在0.1至5mm(例如，0.2mm)之间。在一些这样的实施方案中，可以通过使用本领域中的标准技术，将至少两片这种柔性材料熔合在一起以提供内部体积来生成该聚结器。可以使用类似的技术在该内部容积内提供弯曲的和/或正弦形的流体路径的拐弯，例如，以在其内部腔室中提供连续的流体路径(例如，通道)的方式将柔性片材熔合在一起。在一些实施方案中，一个或多个聚结器可以提供或者可以是柔性的、半刚性的或刚性的管路状路径(例如管路)，以从顶部空间将气体旋除。

在一些实施方案中，聚结器还可包括、或被连接和/或附接到一设备，该设备包括网格状和/或填充实心的装置(例如，美国专利公开No.2016-0272931 A1(Rudolph等)记载的“防起泡沫设备”)。这样的设备可以放置在例如DC和一个或多个聚结器之间，以使潮湿的气体在进入一个或多个聚结器之前先经过防起泡沫设备，该防起泡沫设备在多个聚结器之间、聚结器内或聚结器与本文所述系统的任何其他部件(例如过滤器)之间。在一些实施方案中，如美国专利公开No.2016-0272931 A1中记载的，防起泡沫设备可以包括一容器，该容器的内部容积可以包括静态混合物和/或使进入防起泡沫设备的泡沫(例如以气泡的形式)塌陷的颗粒(例如弯曲的路径)。防起泡沫设备通常包括在腔室的任一侧上彼此相对定位的入口接收表面和通气表面。可以在防起泡沫设备的入口表面和通气表面之间的腔室内找到弯曲路径。腔室可以例如是管路(例如塑料管路)的形式。气体入口表面和通气表面中的每一个均可由用于保持颗粒的材料(例如，多孔和/或网格状材料)组成。因此，包括相同表面的材料可用于分隔颗粒，从而形成容器。在一些实施方案中，防起泡沫设备可被包含在与DC相连的管道的一部分，位于该DC的顶部处的排气端口之间，排气端口之前。在这样的实施方案中，防起泡沫设备不一定需要形成完全独立的设备，而是可以存在于一根管路中，潮湿的气体和/或流体通过该管路迁移出第二区域(HS)。在这样的实施方案中，可以通过将材料放置在包含弯曲的流体路径的管路段的任一端处来形成防起泡沫设备。一件所述材料可以被放置在管路内，位于DC的近端并且在排气口的远端，并且用作气流接收表面。另一件材料可以放置在管路内，位于排气口的近端并且在DC的远端，并用作通气表面。因此，弯曲的流体路径位于气流接收表面和通气表面之间。在一些实施方案中，弯曲的流体路径、管路、材料和/或DC均由基本相同的材料组成。可替代地，例如，该防起泡沫设备可以被制造，然后将其插入到管路中。在一些这样的实施方案中，从第二区域(HS)迁移的潮湿气体在进入聚结器之前遇到防起泡沫设备(例如，防起泡沫设备位于第二区域(HS)和聚结器之间，并提供气体出口)。系统可以包括一个或多个这样的设备，例如，连接到系统的单个聚结器的单个设备、连接到系统的(多个)聚结器中的其中一个和/或每一个的多个设备、和/或连接到系统的(多个)聚结器中的其中一个和/或每一个的单个设备。然后，在一些实施方案中，系统可以包括DC，该DC包括第二区域(HS)，潮湿的气体从第二区域迁移通过该设备并进入聚结器。如本领域普通技术人员将理解的，其他实施方案也可能是合适的。

如上所述，潮湿的气体(例如，蒸汽、雾气)通过连接第二区域(HS)和聚结器的一个或多个流体路径(例如，管路)从第二区域(HS)进入聚结器。在一些实施方案中，这样的流体路径可以包括例如滤网和/或其他附加特征(例如管路)，使得气体传播(例如，作为排气)行进的标称横截面面积不会产生实质性的压降。同样，这些流体路径可以是、或可以包括和/或可以与一个或多个输入和/或输出端口相关联。

因此，本文描述的聚结器通常包括一个或多个流体路径(例如，一个或多个管道)，其提供例如弯曲的和/或正弦形的流体路径，该路径贯穿整个或基本上贯穿整个聚结器。聚结器通常还连接到一个或多个输入端口(例如，排气输入)和/或一个或多个输出端口(例如，排气输出)。潮湿的气体(例如蒸汽和/或雾)可以通过一个或多个输入端口(例如，通过与之相关联的管道之类的路径)从第二区域(顶部空间)迁移到聚结器中；继续通过(多个)聚结器的一个或多个流体路径，并通过一个或多个输出端口(例如，通过与之相关联的管道之类的路径)流出，这些输出端口可布置在其中的各个位置(例如，通过排气孔到达外部)。随着潮湿的气体通过聚结器的(多个)流体路径迁移，流体会凝结在聚结器的壁上(例如，在其中温度低于第二区域的实施方案中)，然后在一些实施方案中，被动地返回至DC(即第二区域)并进入反应混合物。在一些实施方案中，尚未冷凝并且仅在聚结器内凝结(或收集)的流体也可以被动地返回第二区域(HS)和/或第一区域(例如，沉积到反应混合物中)。

在一些实施方案中，聚结器可以布置成蛇形通道或多组基本笔直或笔直的主通道(这些主通道通过连接通道彼此连接)。蛇形通道的单元(例如，至少一个笔直的主通道或任何两个或更多个笔直的主通道(通过连接通道(例如，图6中的1所示)连接的))可以物理地彼此连接，但在一些实施方案中也可以允许或不允许：一个或多个所述主通道从第二区域(顶部空间)连接到一个或多个进气端口(例如，通过在主通道上的管路连接；例如，图6中的2所示)。非聚结的流体可在其中通过流到排气系统的出口/排气端口(例如，一个或多个过滤器(例如，图6中的4所示))也位于所述主通道内，并用于通过合适的路径(例如，管道(例如，图6中的3所示))将其连接至(多个)过滤器。在一些实施方案中，其中的聚结器定位成在反应器上水平或基本水平放置(例如，在顶部空间上或顶部空间周围的绝缘层上)，进气端口的位置最靠近第二区域(顶部空间)(例如，在主通道的底部)，排气端口位于比进气端口相对于第二区域(顶部空间)较远的位置(例如，在主通道的顶部)。因此，流体从第二区域(顶部空间)通过连接器(例如，管路)进入聚结器，未聚结的流体通过主通道(例如，在一些实施方案中也通过一个或多个连接器通道)迁移到排气端口，并通过连接到排气系统(例如，过滤器)的连接器(例如，管路)，然后将离开该系统排出到大气中。

在一些实施方案中，系统中可以包括多个聚结器(例如在图1D中)。这样的多个聚结器可以通过例如一个或多个输入和输出端口通过一个或多个流体通道(例如，管路)彼此连接。在这样的实施方案中，每个聚结器可以单独地和/或通过一个或另一个聚结器连接到DC。在包括有多个聚结器的情况下，单独一个、多于一个或全部聚结器可以与带夹套的箱盖接触。

如上所述，系统中可以包括一个或多个过滤器。该过滤器是通常用在一次性反应器系统中的类型，例如但非必需地为无菌过滤器(如0.2微米过滤器)。过滤器通常连接到(例如，使用管路)到HS和/或更典型地连接到聚结器。为了改善过滤器的功能，一个或多个加热元件也可以与其相关联(例如，接触过滤器的外表面)，并且可以用于使已经离开聚结器的饱和气体除湿。如下所述，排气系统可以包括一真空泵，其用于将空气和/或气体从系统内拉到排气系统，这甚至可以进一步提高过滤器的使用寿命。因此，使用热量和/或真空降低了流体积聚在内部的可能性，从而增加了过滤器的功能。因此，可以在本文所述的系统中使用一个或多个过滤器。

该系统通常还包括排气系统。排气系统可以包括诸如真空泵之类的排气泵。在一些实施方案中，管路可以将排气泵连接在无菌过滤器的下游，该无菌过滤器附接至反应容器(例如DC)。管路将排气泵连接至聚结器，并将无菌过滤器的入口或出口连接至反应容器(例如DC)。排气泵包括变速控制，并且(可选地)可操作地连接至用于维持反应容器(例如，DC)压力的仪器。第一风扇，可选地位于聚结器上，将来自顶部空间的排气通过聚结装置吸入并进入或通过下游无菌过滤器；和/或，该系统包括至少第二风扇，该第二风扇将冷凝器顶部空间和/或聚结装置内的排气再循环。每个这样的排气系统都提供了从反应容器系统中去除空气和/或(干燥或潮湿的)气体的能力。示例性的排气泵和排气系统可包括但不限于例如美国专利公开No.2011/0207170A1(Niazi等)中描述的那些。

本文描述的系统还可包括一个或多个手动和/或自动控制系统(例如，不需要连续的直接人工干预)，包括但不限于一个或多个远程控制系统。例如，控制系统可以连续地监视在第一和/或第二区域内发生的一个或多个条件(例如温度)并且对其进行调节以维持特定的值(例如闭环系统)。使用温度作为示例性条件，控制系统可以分别监视第一区域、第二区域(顶部空间)和/或聚结器(例如，通过连接到各自的恒温器并独立地向控制系统报告温度)中的温度。可以通过例如通过改变穿过热传递系统的传热流体的类型、温度和/或速度来增加或降低这些区域中的温度来优化温度。这样的控制系统可以用于将第一区域的温度保持在例如大约37℃，并且将第二区域的温度(顶部空间)保持在大约32℃的温度。这样的控制系统通常包括一个或多个通用计算机，该计算机包括用于处理这样的信息并根据特定过程的需要手动或自动调节反应的期望参数的软件。这样，控制系统对阀等进行控制，以控制传热材料进出系统(例如，其中的一个或多个热传递系统)的流动。

图1中示出了本文所述的DC系统的示例性实施方案。图1A提供了示例性DC系统1的正视图，该示例性DC系统1包括反应器皿2(通常包括门2a)，在反应容器2中包括一次性反应容器3、第一区域4、第二区域5(即顶部空间(“HS”))、带夹套的箱盖6(在图1B中进行了详细描述，并且其可以是在其中使用第三热传递系统的第三区域(例如图2中的“区域3”)、过滤器7、排气泵8、空气输入(例如喷射)9、热交换设备10(例如，围绕第二区域5的热交换夹套)和/或11(例如，被定位在第一区域4中的一个或多个热交换挡板11，这样的一个或多个挡板可选地延伸到第二区域5中和/或也被定位在第二区域5中(例如，作为独立挡板，不同于区域4中的那些挡板，该独立挡板具有热传递功能)、与带夹套的箱盖6接触的聚结器13、排气输入14、排气输出15、聚结液体16、直流负载支持组件17以及驱动系统18(例如，包括叶轮)。根据需要和/或期望(例如，如图1A所示)，也可以包括可选的端口带(12)。通常，在第一区域4中存在未充气的液体，在第二区域5(HS)中存在充气的液体以及潮湿的气体，尽管路第二区域5(HS)中可能存在一些未充气的液体(例如，在反应混合物的最高水平延伸到区域5(HS)的情况下)。反应器器皿还可以包括门，通过该门可以将系统的DC和/或其他组件插入门中并从中移除(2a，见图2)。图1B中提供的顶视图进一步示出了夹套罐头6、接触(例如，设置在其上)夹套罐头6的聚结器13、以及包括排气输入14、排气输出15、聚结液体16和DC负载支撑组件17。图1C提供了该示例性实施方案的侧视图。如图所示，在此实施方案中，聚结器13覆盖第二区域5(HS)顶部的大约75％，并与带夹套的罐头6接触和/或定位在该带夹套的罐头6上。DC 3位于反应器皿2中并提供一空间((例如第一区域4)在该空间中发生反应(例如发酵))，和顶部空间(第二区域5)。

图1D-图1F提供了这些实施方案和其他方案的附加视图。图1D示出了一实施方案，其中多个聚结器位于带夹套的箱盖上。图1E示出了带夹套的箱盖的俯视图，其覆盖了DC的大约75％的顶表面，在该实施方案中，DC中的接缝被该带夹套的箱盖覆盖，从而为箱盖提供了额外的物理支撑。图1F示出了DC的侧视图，其中第一区域(“区域1”)被保持在35-40℃，第二区域(HS)被保持在较低的温度(称为“最大冷却”)。

如上所述，并且参考图1，一次性反应容器3包括第一区域4(反应在其中发生)和第二区域5(提供顶部空间(HS))。因此，第一区域4通常包括流体反应混合物(例如，生物反应的组分和产物)，其可以被驱动系统18(例如，包括叶轮)搅动(例如，搅拌)。空气(例如气体)通常被引入第一区域4中并且迁移到反应混合物中和/或迁移通过该反应混合物。第二区域5(HS)通常从反应混合物的顶部流体水平和DC 3的顶部延伸(DC 3的顶部通常延伸至反应器皿2的顶部和/或由夹套的箱盖6物理地支撑)。第一区域和第二区域也可以与一个或多个热交换设备10和11相关联(例如，接触)，该一个或多个热交换设备10和11在每个区域中可以是相同的或不同的。一个或多个热交换设备可以单独地或共同地(例如，当包括横穿第一区域4和第二区域5(HS)的单个单元时)用于维持容纳在一次性反应容器3(特别是在第一区域4和/或第二区域5(HS))内的反应混合物的平均温度。热交换设备通常被布置为在第一区域4中维持期望的温度，并且在第二区域5(HS)中维持较低的(即，较凉的)温度，以便在HS中引起冷凝。例如，热交换设备可以将第一区域4的温度保持在35-40℃，并且将第二区域5(HS)的温度保持在例如30℃的温度。延伸在第一区域4和第二区域5之间的单个热传递设备，因为反应混合物的温度通常高于顶部空间的温度，所以在该设备中的传热流体被用以维持这些区域的不同温度。因此，由热交换设备提供的冷却效果可以与每个区域的内容物的温度(例如，第一区域4内的反应混合物以及第二区域5(HS)内的空气等)有关。例如，第一区域4中的反应混合物的温度可以通过热交换设备从50℃降低到40℃，而第二区域5中的温度可以通过热交换设备从35℃降低到30℃。相同的热交换设备。如上所述，在一些实施例中，可以向第一区域4和第二区域5中的每个提供不同的热交换设备，并且每个这样的设备可以分别冷却它们各自的区域。

如上所述，热交换系统可包括夹套系统(10)和/或一个或多个挡板系统(11)，其中该夹套系统(10)围绕一次性反应容器3。夹套系统例如可以作为器皿壁的一部分结合到器皿中。位于反应器皿的顶端的带夹套的箱盖6可以如本文所述(例如，使用蜂窝状的三明治布置)进行夹套，并且通常覆盖第二区域5(HS)的顶表面的至少5％。在一些实施方案中，带夹套的箱盖6可以覆盖第二区域5(HS)的顶表面的5％以上，例如占该表面的约10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％中的任何一个比例。在图1所示的实施方案中，聚结器13与夹套箱盖6相关联或定位在其上、或与其相邻、或在其附近。如上所述，聚结器的至少一个表面通常以其中一部分(例如，该聚结器表面的至少约25％)覆盖在带夹套箱盖6上。聚结器13包括连接到第二区域5(HS)的一个或多个排气输入14，通过这些排气输入，气体从第二区域5经过并进入聚结器13；还包括一个或多个排气输出15，气体(例如，潮湿的气体)可通过这些排气输出15离开聚结器13并进入排气系统，以从该系统排出到(例如，环境中)。排气输出15通常还连接至过滤器7，该过滤器7连接至排气系统8。聚结液体16通常离开第二区域5(HS)并聚集在聚结器13中。聚结液体16可以离开或可以不离开聚结器13，但通常是不主动离开聚结器13。这样一来，聚结液体16可以离开聚结器13，例如被动地(例如，通过重力)返回第二区域5(HS)，然后典型地，返回至第一区域4。该运动在图1A中通过向上和向下的箭头表示，箭头定位在第二区域5和聚结器13之间。在该实施方案中，系统的各个部件(包括但不限于第二区域5(HS)、聚结器13、过滤器7和排气系统8)均通过柔性管路相连。

图2A-图2E示出了DC保持在其中的示例性反应器器皿的各种视图。如图2A所示，例如，反应器器皿可包括搅拌器组件、通过铰链和闩锁组件固定的门、具有传热能力的顶盖(即“带夹套的箱盖(膨胀的传热表面(HTS))(区域3))”提供的蜂窝夹套结构、以及DC负载支撑组件。图2B提供了反应器器皿的另一视图，示出了与第一区域和第二区域相关联的蜂窝传热表面(例如，“蜂窝夹套(区域1)”将热量传递到第一区域4；以及“蜂窝夹套(区域2)”和带夹套的箱盖(“区域3”)将热量传递到第二区域5(HS)，这些热传递系统彼此相邻或不相邻)。图2C提供了该示例性反应器器皿的俯视图和带夹套的箱盖的另一视图(“带夹套的箱盖(区域3)”)。图2D示出了与图2A相反的反应器的视图(即，在该视图中门是位于反应器器皿的另一侧)，并且还显示了与区域1和区域2相关联的蜂窝传热表面(分别为“蜂窝HTS(区域1)”和“蜂窝HTS(区域2)”)，以及“带夹套的箱盖(区域3)”也可将热量传递到第二区域5(HS)。图2D还示出了第一和第二区域的传热表面之间的“间隙”4”。应当理解，该间隙的长度可以变化，并且4”在此仅作为“非限制性示例”。图2E还示出了“带夹套的箱盖(区域3)”，类似于图2C。应当理解，这些图示中的每一个标记仅是示例性的，并且可以对其进行修改。

图3示出了系统的替代或附加布置，其中，包括有聚结器(19)的聚结装置至少部分地与一个或多个传热表面(例如，一个或多个蜂窝夹套型传热单元例如20A和20B)接触和/或受其约束，除此之外，还连接了带夹套的箱盖。在此类实施方案中，被传热流体(例如水)冷却的一个或多个传热表面，例如一个或多个板(最好是位于聚结器的两侧的两个板)。由于流体(凝聚物(“C”))和潮湿的气体通过聚结器的进气口(“I”)进入聚结器中而使其膨胀(例如，聚结器是由围绕内部腔室的柔性材料构成的情况，其包括单独的管道和/或包含在内部腔室中的管道)，因此该多个板与聚结器接触，并冷却它的内部腔室及其内容物。在这些实施方案中，如在本文别处所描述的，聚结器提供了弯曲的和/或蛇形的流体路径，聚结物和/或潮湿的气体可以通过该路径迁移。流体路径在其全部或部分中还可以包括一种或多种类型的网状和/或实心装置(如上述的防起泡沫设备)。在这些实施方案中，聚结器的表面积通常不是以整个表面积与传热表面接触。例如，在一些实施方案中，聚结器在其表面积的50％或更少的范围内接触一个或多个传热表面(例如，参见图3所示的示例)。如在其他实施方案中一样，聚结器的内容物还可以通过聚结器周围的、不与主动热传递系统(例如，一个或多个板)接触的环境的环境温度来冷却，该环境温度通常为大约室温(例如25℃)。内部腔室的内容物通常是从顶部空间(例如区域5)迁移来的潮湿的气体和液体。聚结器的膨胀通过被动力(例如重力)或主动(例如使用泵)促进聚结的液体排回到DC中。潮湿的气体继续通过系统迁移，移动通过聚结器并从其排气端口(“O”)排出，然后经过过滤器(可加热以使潮湿的气体除湿)，并通过排气口排入环境中。可以通过使用如上所述的排气系统来辅助这种运动，该排气系统可以包括例如一个或多个风扇。

本公开提供并描述了(多个)系统(例如，反应系统)，该系统包括反应容器(例如，DC)；至少一个热传递系统；位于反应容器(例如DC)上方的带夹套的箱盖；以及一个或多个聚结器，其包括内部弯曲的流体路径并接触(例如，通常定位在)带夹套的箱盖上；其中：一次性反应容器可包括第一区域，该第一区域可包含保持在第一温度的反应混合物；一次性反应容器可包括第二区域，该第二区域包括在反应混合物上方的顶部空间，从反应混合物迁移的潮湿气体可迁移到该顶部空间中；第二区域可以保持在低于第一温度的第二温度；和，从第二区域迁移的流体可在聚结器的内部弯曲流体路径内聚结。然后，在一些实施方案中，该系统包括：至少一个包括第一区域和第二区域的一次性反应容器，该第一区域包括反应混合物，该第二区域包括顶部空间，潮湿的气体从第一空间迁移到该顶部空间中；至少一个热传递系统，用于将第一区域保持在第一温度；至少一个热传递系统，用于将第二区域保持在低于第一温度的第二温度；并且，流体从顶部空间(即，第二区域)迁移，在聚结器的内部流体路径内聚结。在一些实施方案中，该系统包括反应器皿，该反应器皿包括热传递系统。在一些实施方案中，带夹套的箱盖与反应器皿是一体的。在一些实施方案中，反应器皿还包括一个或多个传热挡板。在一些实施方案中，带夹套的箱盖物理地支撑一次性反应容器。在一些实施方案中，热传递通过辐射、对流、导电或直接接触来实现，和/或传热流体是气体和/或液体。在一些实施方案中，第一热传递系统与第一区域相关联，第二热传递系统与第二区域相关联。在一些实施方案中，第三热传递系统也由带夹套的箱盖提供，并且可以与第一和/或第二热传递系统流体连通。在一些实施方案中，至少两个热传递系统彼此相邻(例如，通过流体路径互连)，至少一个热传递系统与至少一个其他热传递系统不相邻。在一些实施方案中，第二和第三热传递系统是互连的。在一些实施方案中，相同类型的传热流体在一个或多个热传递系统的每个中，而在一些实施方案中，一个或多个热传递系统中的每一个具有不同的传热流体。在优选的实施方案中，第二区域定位在第一区域的上方，所谓“上方”是指相对于潮湿气体从第一区域中的反应混合物进入第二区域的流动方向(例如，第二区域在物理高度上高于第一区域)。在一些实施方案中，第二区域由与带夹套的箱盖相邻的顶部外表面部分地限定。如上所述，这种布置使得一次性反应容器比没有该种布置的反应容器承受更高的压力成为可能。在一些实施方案中，该聚结器或这些聚结器中的至少一个包括上表面和下表面，并且内部的弯曲流体路径与该上表面和/或下表面中的任一个邻接。在一些实施方案中，该聚结器或这些聚结器中的至少一个由至少两件柔性材料熔合在一起以形成包括内部弯曲流体路径的腔室。在一些实施方案中，容器的内部弯曲流体路径可以由至少两件柔性材料的熔合部分限定。在一些实施方案中，内部弯曲流体路径由包含在腔室内的第三材料限定。在一些实施方案中，至少一个防起泡沫设备位于一次性反应容器和聚结器或至少一个聚结器之间。在一些实施方案中，该系统可包括通常配置为反应器器皿的一部分的至少一个挡板，该至少一个挡板包括第一子组件，该第一子组件基本上由与第二材料邻接以形成第一分配通道的第一材料组成；第二子组件，该第二子组件基本上由与第二材料邻接以形成第二分配通道的第一材料组成；可选的闭合杆，该闭合杆将第一组件和第二子组件彼此邻接；以及释放通道，该释放通道设置在第一子组件和第二子组件之间；其中，当存在闭合杆时，其设置释放通道的宽度，并且除非在分配通道内形成泄漏否则分配通道和释放通道是不连通的。在一些实施方案中，至少一个这样的挡板与第一区域相关联，并且单独的这样的挡板与第二区域相关联。如上所述，在一些实施方案中，该系统包括多个聚结器，该多个聚结器可以通过或不通过一个或多个流体路径和/或至少一个防起泡沫设备相互连接。在一些实施方案中，至少一个聚结器或每个聚结器包括下表面，并且该下表面的至少约25％的表面积接触在带夹套的箱盖上。在一些实施方案中，聚结器可以包括柔性容器，该柔性容器包括弯曲的流体路径；和柔性的、半刚性的、或刚性管路状形式，用于从顶部空间旋除气体；和/或包含网状和/或填充实心的容器。通常，此处描述的系统包括排气泵。在一些这样的实施方案中，管路可以将排气泵连接在与一次性反应容器流体连通的无菌过滤器的下游。管路可以将排气泵连接到聚结器、以及与一次性反应容器流体连通的无菌过滤器的入口或出口。排气泵包括变速控制和/或(可选地)可操作地连接至仪器以维持DC压力；排气系统包括至少第一风扇，该第一风扇可选地位于冷凝器上，可以将气体从顶部空间通过聚结装置吸入并进入和/或通过下游无菌过滤器；和/或可选地，至少一个风扇在冷凝器顶部空间和/或聚结装置内将排气再循环。在一些实施方案中，该系统包括热传递系统，该热传递系统至少部分地直接与第二区域的外部直接接触并且至少部分地不位于反应器皿内(例如，如图5所示)。本领域普通技术人员将能够从本公开中得出其他实施方案。

在一些实施例中，本文所述的系统可包括与第二区(例如顶部空间)接触的一个或多个压力变送器或传感器、称重传感器和/或秤(例如，平台秤)，其通过例如存在于其中的气体和流体测量第二区内的反应容器壁上的压力。在一些实施例中，压力变送器可以是隔膜压力变送器或称重传感器。压力变送器可包括用于检测反应容器壁上的压力的膜。在一些实施例中，压力变送器或称重传感器接触反应容器的外表面(例如，隔膜压力变送器的膜接触反应容器的与第二区相邻的外表面)。在一些实施例中，压力变送器与控制系统通信以监测(例如，连续监测)第二区内的压力(例如，通过接收和分析关于该压力的信息)并根据需要调整压力以确保压力不超过反应容器(例如，一次性反应容器)在该压力存在下保持其完整性的能力。在一些实施例中，控制系统使用排气泵来调节第二区内的压力(例如，通过启动排气泵以从第二区移除一些气体等)。在一些实施例中，控制系统是自动化的(例如，使用软件)。如本领域普通技术人员将理解，本文还设想了包括此类压力变送器的其它实施例。

在一些实施方案中，反应系统可包括一次性反应容器，其包括壁，该壁具有围绕反应腔室的外表面和内表面，该内表面直接邻近反应腔室；一个或多个穿过壁延伸到反应腔室中的流体通道(或通道)；流体通道包括多个流体出口并且终止于封闭端。当流体通道终止于封闭端时，流经流体通道的流体通过流体出口流出。在一些实施方案中，流体通道可以是或可以包括具有流体出口的管路(例如，在管路壁中的孔)。在一些实施方案中，流体在足够的压力下离开流体通道，以通过例如以下方式引起流体接触内表面：朝着同一方向向外喷射。在一些实施方案中，封闭端由例如流体通道的熔合壁或覆盖流体通道的端部的盖形成。在一些实施方案中，流体出口相对于内表面在反应腔室内大致位于中心。在一些实施方案中，反应腔室内的流体出口沿流体通道相对均匀地分布。在一些实施方案中，流体出口被布置成以各种角度分配来自流体通道的流体；和/或在基本上所有垂直和/或向上的方向和/或基本上所有方向上将流体分配离开流体通道。在一些实施方案中，反应腔室是至少部分球形的(例如，形成诸如圆顶的形状(例如，类似于球体的空心上半部分)。在一些实施方案中，流过流体通道的流体是清洁溶液。在一些实施方案中，通过诸如自动控制系统的控制系统(例如，使用软件)来调节进入流体通道和/或反应腔室的流体的流动。这些实施方案可能适合的示例性反应系统包括但不限于本文描述的任何反应系统(例如，包括第一和第二区域(例如顶部空间)的反应系统)，在美国专利No.8,658,419B2、美国专利No.9,228,165B2、和/或美国专利公开No.2016/0272931A1中记载的任何内容，其全部内容通过引用整体地并入本公开。如本领域普通技术人员将理解的，在本文中还设想了包括这种流体通道结构的其他实施例。

常规地，将酸和碱添加到反应器系统(例如，发酵罐、生物反应器等)中，以将pH调节在pH2.5和pH11之间，以进行某些过程，例如消化细胞、灭活病毒、或用于此类系统(例如，微生物或活性剂)的化学净化。在一些实施方案中，可能需要使用强酸或强碱来处理(例如，清洁)反应腔室。本领域普通技术人员将理解，诸如聚乙烯膜和聚烯烃端口的典型材料能够兼容于具有pH2.5至pH11的溶液(例如，结构稳定)，在仅具有关于这些材料实际上在哪个pH值是失效的有限支持数据的情况下。本领域中需要适用于pH为0至14的溶液的反应器系统。然后，在一些实施方案中，上述一个或多个流体通道和相关结构(例如，端口)与pH值为0至14的溶液化学地相容(例如，结构稳定)(本文称为“低/高pH相容性”)。可以提供这种低/高pH相容性的示例性材料包括热塑性弹性体(TPE)，例如，包含热塑性弹性体(例如，至少约20wt％)和聚烯烃(小于约50wt％)的混合物、可选地还包含苯乙烯、和/或如美国专利No.9,334,984B2(Siddhamalli等)中所记载的内容。可如本文所述使用的示例性低/高pH相容管路是可商购的

管路(Saint-Gobain Performance Plastics Corp.，例如包含配方374、082或072中的任何一种)。在一些实施方案中，酸或碱溶液可以保持在低/高pH相容的容器(例如，玻璃容器)中，并通过高/低pH相容的流体通道(例如，由TPE制成的管路)输送至反应腔室。低/高pH相容流体通道可延伸通过由低/高pH不相容材料制成的端口(例如，聚烯烃端口)，该端口从反应室的外部通向内部，或者它可以与通向反应腔室的端口末端齐平，以使包含端口的低/高pH不相容材料(例如聚烯烃)不与高/低pH溶液接触。在一些实施方案中，聚烯烃端口可包括盘形表面，该盘形表面的直径比流体通道的直径宽(例如，参见图4)。图4示出了在较大直径的管路内的低/高pH相容流体通道(例如管路)(1)的示例性布置，该管路通常不是由低/高pH相容材料制成(即，由低/高pH不相容材料(2)制成)。在图4中，示出了低/高pH相容管路(1)和低/高pH不相容管路(2)具有端口结构(3包括端口盘4a和端口颈部4b)。在一些实施例中，端口可包括端口盘(4a)和延伸颈部(5)，该延伸颈部(5)可有效地用作外部管路(直径大于低/高pH相容流体通道/管路的直径)。低/高pH相容管路(1)通常连接至低或高pH溶液源，该溶液源将通过低/高pH相容管路(1)沉积到反应腔室中。使用这种布置，然后可以将高/低pH溶液沉积到反应腔室中，并且其中包含的任何流体(例如，反应完成后剩余的反应物)都不会接触和/或损坏反应器系统中的pH不相容部分。反应腔室内包含的流体(包括添加低或高pH溶液后的流体)保持在与构成一次性容器的材料(例如包围或形成反应腔室的材料)相容的pH值。这种相容的pH通常为约2.5至约11(例如，可接受的设定/控制点)。对本文所述系统的这些修改允许低/高pH溶液(即，低于pH 2.5或高于pH 11)从源容器通过至反应腔室，而没有由于pH不相容而导致材料失效的风险。因此，在一些实施方案中，本文所述的一次性反应系统可包括流体通道，(可选的是包括)通向流体通道和/或反应室的一些管路或(优选地包括)通向流体通道和/或反应室的所有管路，这些管路由能够在pH为0至14的流体中保持结构完整的材料构成。在一些实施例中，该材料是或包括热塑性弹性体。如本领域普通技术人员将理解的，在此也考虑了此类部件和类似部件以及其他低/高pH相容性材料的其他布置。

可以准备一个或多个低/高pH相容管路(例如，流体通道)并将其包括在用于低/高pH溶液输送系统的管路组中(例如，“管路组”、“管路内管路”系统；例如参见图4所示的示例性实施方案)。例如，包含在低/高pH相容材料(例如，该材料在pH 0-14的范围内是稳定的)上的第一流体通道(例如，管路)可以插入第二流体通道或构造在其中(例如，包覆模制)，该第二流体通道(例如，管路)不包括低/高pH相容材料(例如，该材料在pH 0-14的范围内不稳定)。在一些实施方案中，这样的管路组可以例如通过以下方式构造：构造包覆模制的零件(将外管路的内径(ID)包覆到内管路的外径(OD))，然后将内管路插入端口(通往反应腔室)，在该端口，外软管路位于内软管路和倒钩(如果有)之上。在一些实施方案中，管路组可以例如通过以下方式构造：例如构造包覆模制的部件，将内管路(例如软管路)插入端口(通往反应腔室)，该端口由低/高pH不相容材料组成，因此外管路(例如软管路)位于内管路(例如软管路)上方和倒钩上方，用树脂填充环形空间并将其熔化以实现两个管路的流动/密封(例如，从而填充环形空间)。如本领域普通技术人员将理解的，本文中还考虑了用于制造这种pH-相容性系统的其他方法。

因此，在一些实施例中，本公开提供了包括以下各项的系统：反应容器；可选地但优选地至少一个热传递系统；可选地位于反应容器上方的带夹套的箱盖；可选地但优选地包括内部弯曲流体路径的聚结器；至少一个排气过滤器；和经加热空气源；其中：反应容器可包括第一区域，该第一区域可包含保持在第一温度的反应混合物；反应容器可包括第二区域，该第二区域包括在反应混合物上方的顶部空间，从反应混合物迁移的潮湿气体可迁移到该顶部空间中；第二区域可以保持在低于第一温度的第二温度；从第二区域迁移的流体(当出现时)可在聚结器的内部弯曲流体路径内聚结。并且，排气从反应容器离开，然后通过排气过滤器排出系统。在排气离开反应容器后并且在其通过排气过滤器离开系统之前或同时，经加热空气源将热空气引入排气中以产生混合排气。在此类系统的一些实施例中，经加热空气源在其离开反应容器之后并且在其通过排气过滤器离开系统之前将空气引入排气中。在一些实施例中，该系统包括供排气穿过的聚结器，并且经加热空气源在排气离开聚结器后将空气引入排气中以产生混合排气，之后该混合排气通过排气过滤器离开系统。在优选实施例中，混合排气的相对湿度低于排气的相对湿度。在一些实施例中：a)反应容器是一次性反应容器；b)该系统还包括反应器皿，该反应器皿包括热传递系统；c)该系统包括带夹套的箱盖，其与包含反应系统的反应器皿是一体的；d)该系统包括聚结器；一次性反应容器包括第一区域和第二区域，第一区域包括反应混合物，并且第二区域包括顶部空间，潮湿气体从第一区域迁移到顶部空间中；第一区域保持在第一温度；第二区域处于低于第一温度的第二温度；并且，从顶部空间迁移的流体在聚结器的内部流体通道内聚结；e)热传递通过辐射、对流、传导或直接接触实现，和/或传热流体是气体和/或液体；f)一次性反应容器包括第一区域和第二区域，第一区域包括反应混合物，并且第二区域包括顶部空间，潮湿气体从第一区域迁移到顶部空间中；以及与第一区域相关联的第一热传递系统和与第二区域相关联的第二热传递系统；g)该系统包括带夹套的箱盖；并且一次性反应容器包括第一区域和第二区域、与第一区域相关联的第一热传递系统、与第二区域相关联的第二热传递系统，并且第三热传递系统由带夹套的箱盖提供，该带夹套的箱盖可选地与第一和/或第二热传递系统流体连通，热传递系统中的至少两个热传递系统彼此邻接，热传递系统中的至少一个热传递系统不与至少一个其它热传递系统邻接，热传递系统中的至少两个热传递系统通过流体路径互连，第二和第三热传递系统互连，和/或在每个热传递系统中具有相同类型的传热流体；h)第二区域位于第一区域上方；i)系统包括带夹套的箱盖，并且第二区域部分地由邻近带夹套的箱盖的上部外表面限定；j)系统包括聚结器，其中：聚结器包括上表面和下表面，并且内部弯曲流体路径与所述上表面和/或下表面中的任一个邻接，聚结器由熔合在一起以形成包括内部弯曲流体路径的腔室的至少两片柔性材料构成，内部弯曲流体路径由至少两片柔性材料的熔合部分限定，和/或内部弯曲流体路径由包含在腔室内的第三材料限定；k)系统包括聚结器，还包括位于一次性反应容器与聚结器之间的至少一个消泡装置；l)系统包括热传递系统，该热传递系统包括至少一个挡板，该挡板包括：第一子组件，其基本上由与第二材料邻接以形成第一分配通道的第一材料组成；第二子组件，其基本上由与第二材料邻接以形成第二分配通道的第一材料组成；可选地，闭合杆，其将第一组件和第二子组件彼此邻接；以及泄压通道，其位于第一子组件与第二子组件之间；其中闭合杆(当存在时)设定泄压通道的宽度，并且分配通道和泄压通道不连通，除非在分配通道内形成泄漏，可选地，其中至少一个所述挡板与第一区域相连，并且单独的所述挡板与第二区域相连；m)系统包括多个聚结器，可选地，其中聚结器不通过一个或多个流体路径互连，通过一个或多个流体路径互连，一个或多个聚结器与至少一个消泡装置相连，每个聚结器包括与带夹套的箱盖接触的下表面；n)系统包括聚结器，该聚结器包括柔性容器，该柔性容器包括弯曲流体路径，该聚结器包括柔性、半刚性或刚性管状形式，用于从顶部空间气旋移除气体；和/或包括含有网/或填充固体的容器；o)系统包括排气泵，可选地，其中：管道将无菌屏障过滤器下游的排气泵与一次性反应容器流体连通；管道将排气泵连接到聚结器和与一次性反应容器流体连通的无菌屏障的入口或出口；排气泵包括变速控制器，并且可选地可操作地连接到用于保持DC压力的仪器上；第一风扇，其可选地位于冷凝器上，将排气从顶部空间通过聚结装置吸入或通过下游无菌屏障；和/或在冷凝器顶部空间和/或聚结装置内将排气再循环的至少第二风扇；p)系统包括物理支撑一次性反应容器的带夹套的箱盖；q)系统包括热传递系统，该热传递系统与第二区域的外部至少部分地直接接触，并且至少部分地不位于反应器皿内；和/或r)反应容器包括第一区域，该第一区域包括保持在第一温度的反应混合物；第二区域，其包括在反应混合物上方的顶部空间，从反应混合物迁移的潮湿气体可迁移到该顶部空间中；以及与第二区域接触的至少一个隔膜压力变送器、称重传感器和/或秤，可选地包括用于检测与反应容器接触的压力的膜，检测由第二区域中存在的气体和流体施加在反应容器上的压力，和/或接触反应容器的外表面，与控制系统通信以响应于从隔膜压力变送器接收的信息来调节第二区域内的压力，可选地，其中控制系统连续监测由系统产生的信息，使用排气泵和/或自动化调节第二区域内的压力。在优选实施例中，包括在此类系统中的反应容器是一次性反应容器。在一些优选实施例中，该系统包括：a)从一次性反应容器(DC)引出的至少一个排气管线，该排气管线供离开DC的排气穿过；b)排气过滤器，排气通过该过滤器排出系统；c)至少一个外部经加热空气源；d)至少一个流体路径，将至少一个外部经加热空气源连接到至少一个排气管线；以及，e)可选地，无菌过滤器，其位于至少一个外部经加热空气源和至少一个第二流体路径之间，该至少一个外部经加热空气源流向至少一个排气管线，该至少一个第二流体路径与经加热空气连接，该经加热空气离开无菌过滤器和至少一个排气管线。在优选实施例中，外部经加热空气的温度充分高于排气温度，从而在外部经加热空气和排气混合以产生混合排气时，混合排气的相对湿度低于排气的相对湿度。在优选实施例中，混合排气的相对湿度足够低，以至于当混合排气离开系统时来自混合排气的水分不会积聚在过滤器上。在优选实施例中，本公开还提供了用于降低反应系统内的排气的相对湿度的方法，包括使排气穿过任何此种系统。在优选实施例中，本公开还提供了使用任何此类系统进行反应的方法。如本领域普通技术人员将理解，本公开还设想了其它方面和实施例。

当在数值或范围列表之前时，术语“大约”、“近似”等独立地指代该列表或范围中的每个单独的值，就好像该列表或范围中的每个单独的值是紧接着该术语。该术语表示指代相同的精确的值、接近或相似的值。关于温度的术语“保持”，其并不意味着指示特定温度在任何特定时间段内保持相同。应当理解，“保持”在特定水平的温度将随时间变化例如0.1-10％，例如1％、5％或10％中的任何一个。“固定地附接”、“固定”或“邻接”是指至少两种材料以基本上永久的方式彼此结合。本文所述的各个部件可以使用例如焊接、使用粘合剂、另一类似的工艺和/或使用诸如管路的连接器彼此结合。零件在使用过程中必须保持彼此连接，这意味着零件之间的连接点(例如边界、接头)必须能够承受反应容器内部以及零件之间由于例如以下原因而遇到的液压力和其他力：例如除了由传热介质流产生的压力之外，响应于搅拌器机构作用的反应器内容物的运动“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或未发生，并且该描述包括事件或情况发生的情况以及事件或情况没有发生的情况。范围可以在本文中表示为从大约一个特定值和/或到大约另一特定值。当表达这样的范围时，另一方面包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当使用先行词大约或近似将值表示为近似值时，将理解的是，特定值形成另一方面。还将理解的是，每个范围的端点相对于另一端点而言都是重要的，且独立于另一端点。范围(例如，90-100％)旨在包括该范围本身以及该范围内的每个独立值，就好像每个值都被单独列出一样。除非另外指出，否则术语“位于...上”和“在...上”是指“直接在另一元件上或直接连接到另一元件”(例如，本文所述的系统的两个部件)。术语“与...相邻”可以指两个元件之间的间接连接，例如本文所述系统的多个部件。

“流体路径”是带有本文所述系统的路径(例如，通道)，一种或多种流体(例如，气体或液体)可以通过该“流体路径”迁移和/或可以被运输和/或从中移动通过。“流体连接”或“流体连通”是指在本文所述系统的至少两个部件之间，流体可直接和/或间接地流过该两个部件(例如，由于流体可从一次性反应容器移入聚结器，和/或反之亦然，因此，一次性反应容器和聚结器共享“流体连接”并彼此“流体连通”)。“流体途径”或“流体路径”或“流体通道”是本领域普通技术人员通常理解的路径(例如，通道)，流体可以在其中流过该通道。在适当的上下文中阅读时，本领域普通技术人员将理解本公开中的其他相似术语。

在本公开内容中引用的所有参考文献均通过引用整体并入本文。本文在此已经描述了一些实施方案，但是仅将这些实施方案作为示例提供，并且不意图以任何方式限制权利要求的范围。尽管路已经根据优选实施方案描述了一些实施方案，但是应当理解，本领域技术人员将想到各种变化和修改。因此，本公开的意图是所附权利要求覆盖将落入所附权利要求的范围内的所有等同变化。

Claims (11)

1.一种系统，其包括:

a.反应容器；

b.至少一个传热系统；

c.可选地，带夹套的箱盖，所述带夹套的箱盖位于所述反应容器上方；

d.可选地，聚结器，所述聚结器包括内部弯曲流体路径；

e.至少一个排气过滤器；和

f.经加热空气源；

其中：

所述反应容器包括第一区域，所述第一区域包含保持在第一温度的反应混合物；

所述反应容器包括第二区域，所述第二区域包括在反应混合物上方的顶部空间，从所述反应混合物迁移的潮湿气体迁移到所述顶部空间中；

所述第二区域保持在低于所述第一温度的第二温度；

当存在时，从所述第二区域迁移的流体在所述聚结器的所述内部弯曲流体路径内聚结；并且

排气离开所述反应容器，且之后通过所述排气过滤器离开系统；

所述经加热空气源在所述排气离开所述反应容器之后，并且在通过所述排气过滤器离开所述系统之前或同时，将经加热空气引入所述排气中以产生混合排气。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述经加热空气源在排气离开所述反应容器之后且在其通过所述排气过滤器离开所述系统之前将空气引入所述排气中。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统包括供所述排气穿过的所述聚结器，并且所述经加热空气源在所述排气离开所述聚结器之后将空气引入所述排气中以产生所述混合排气，所述混合排气再通过所述排气过滤器离开所述系统。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述混合排气的相对湿度低于所述排气的相对湿度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中：

a)所述反应容器为一次性反应容器；

b)所述系统还包括反应器皿，所述反应器皿包括热传递系统；

c)所述系统包括与反应器皿一体化的带夹套的箱盖，所述反应系统容纳在所述反应器皿中；

d)所述系统包括聚结器；所述一次性反应容器包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括反应混合物，所述第二区域包括顶部空间，潮湿气体从所述第一区域迁移到所述顶部空间中；所述第一区域保持在第一温度；所述第二区域处于低于所述第一温度的第二温度；并且，从所述顶部空间迁移的流体在所述聚结器的内部流体通道内聚结；

e)通过辐射、对流、传导或直接接触实现传热，和/或所述传热流体是气体和/或液体；

f)所述一次性反应容器包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括反应混合物，所述第二区域包括顶部空间，潮湿气体从所述第一区域迁移到所述顶部空间中；以及与所述第一区域相关联的第一热传递系统与所述第二区域相关联的第二热传递系统；

g)所述系统包括带夹套的箱盖；所述一次性反应容器包括第一区域和第二区域、与所述第一区域相关联的第一热传递系统、与所述第二区域相关联的第二热传递系统以及由所述带夹套的箱盖所提供的第三热传递系统，所述带夹套的箱盖可选地与所述第一和/或第二热传递系统流体连通，所述热传递系统中的至少两个热传递系统彼此邻接，所述热传递系统中的至少一个热传递系统不与至少一个其它热传递系统邻接，所述热传递系统中的至少两个热传递系统通过流体路径互连，所述第二和第三热传递系统互连，和/或每个热传递系统中具有相同类型的传热流体；

h)所述第二区域位于所述第一区域上方；

i)所述系统包括带夹套的箱盖，并且所述第二区域部分地由邻近所述带夹套的箱盖的上外表面限定；

j)所述系统包括聚结器，其中：所述聚结器包括上表面和下表面，并且所述内部弯曲流体路径与所述上表面和/或下表面中的任一个邻接，所述聚结器由至少两片柔性材料组成，所述柔性材料熔合在一起以形成包括内部弯曲流体路径的腔室，所述内部弯曲流体路径由所述至少两片柔性材料的熔合部分限定，和/或所述内部弯曲流体路径由包含在所述腔室内的第三材料限定；

k)所述系统包括聚结器，所述聚结器还包括位于所述一次性反应容器和所述聚结器之间的至少一个消泡装置；

l)所述系统包括热传递系统，所述热传递系统包括至少一个挡板，所述挡板包括：第一子组件，其基本上由与第二材料邻接以形成第一分配通道的第一材料组成；第二子组件，其基本上由与第二材料邻接以形成第二分配通道的第一材料组成；可选地，闭合杆，所述闭合杆将所述第一组件和所述第二子组件彼此邻接；以及泄压通道，所述泄压通道位于所述第一子组件与所述第二子组件之间；其中，当所述闭合杆存在时，其设定所述泄压通道的宽度，并且所述分配通道和所述泄压通道不连通，除非在所述分配通道内形成泄漏，可选地，其中至少一个所述挡板与所述第一区域相关联，并且单独的所述挡板与所述第二区域相关联；

m)所述系统包括多个聚结器，可选地，其中所述聚结器不通过一个或多个流体路径互连，通过一个或多个流体路径互连，所述多个聚结器中的一个或多个与至少一个消泡装置相关联，每个聚结器包括与带夹套的箱盖接触的下表面；

n)所述系统包括聚结器，所述聚结器包括柔性容器，所述柔性容器包括弯曲流体路径，所述聚结器包括柔性、半刚性或刚性管状形式以用于从所述顶部空间气旋移出气体；和/或包括含有网和/或填充固体的容器；

o)所述系统包括排气泵，可选地，其中：管道连接无菌屏障过滤器下游的所述排气泵，所述无菌屏障过滤器与一次性反应容器流体连通；管道将所述排气泵连接到所述聚结器和与所述一次性反应容器流体连通的无菌屏障过滤器的入口或出口；所述排气泵包括变速控制器并且可选地可操作地连接到用于保持DC压力的仪器；第一风扇，其可选地位于所述聚结器上且将排气通过所述聚结装置从所述顶部空间吸入或通过下游无菌屏障；和/或，至少一个第二风扇，其在所述冷凝器顶部空间和/或聚结装置内将排气再循环；

p)所述系统包括带夹套的箱盖，所述带夹套的箱盖物理支撑一次性反应容器；

q)所述系统包括热传递系统，所述热传递系统与所述第二区域的外部至少部分地直接接触并且至少部分地不位于所述反应器皿内；和/或

r)所述反应容器包括第一区域，所述第一区域包括保持在第一温度的反应混合物；第二区域，所述第二区域包括在所述反应混合物上方的顶部空间，潮湿气体从所述反应混合物迁移到所述顶部空间中；和至少一个与所述第二区域接触的隔膜压力变送器、称重传感器和/或秤，可选地包括用于检测与所述反应容器接触的压力的膜，检测由存在于所述第二区域的气体和流体施加在所述反应容器上的压力，和/或接触所述反应容器的外表面，所述反应容器与控制系统通信以用于响应于从隔膜压力变送器接收的信息来调节所述第二区域内的压力，可选地，其中所述控制系统连续监测由所述系统产生的信息，使用排气泵和/或自动调节所述第二区域内的压力。

6.根据任何前述权利要求所述的系统，其中，所述反应容器是一次性反应容器。

7.根据任何前述权利要求所述的系统，所述系统包括：

a)从一次性反应容器(DC)引出的至少一个排气管线，所述排气管线供离开所述DC的排气穿过；

b)排气过滤器，所述排气通过所述排气过滤器离开所述系统；

c)至少一个外部经加热空气源；

d)至少一个流体路径，其将所述至少一个外部经加热空气源连接到所述至少一个排气管线；以及

e)可选地包括无菌过滤器，所述无菌过滤器位于至少一个外部经加热空气源和至少一个第二流体路径之间，所述至少一个外部经加热空气源流向至少一个排气管线，所述至少一个第二流体路径与经加热空气连接，所述经加热空气离开无菌过滤器和至少一个排气管线。

8.根据任何前述权利要求所述的系统，其中，所述外部经加热空气的温度充分高于所述排气温度，使得在所述外部经加热空气和所述排气混合以产生混合排气时，所述混合排气的所述相对湿度低于所述排气的相对湿度。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述混合排气的相对湿度足够低以至于当所述混合排气离开所述系统时来自所述混合排气的水分不会积聚在过滤器上。

10.一种降低反应系统内的排气的相对湿度的方法，包括：将所述排气穿过任何前述权利要求所述的系统。

11.一种使用任何前述权利要求所述的系统进行反应的方法。

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