DE102008027638A1

DE102008027638A1 - Disposable Vorrichtung und Verfahren zur Abluftkühlung, Luftfeuchtereduzierung und Schaumreduzierung

Info

Publication number: DE102008027638A1
Application number: DE200810027638
Authority: DE
Inventors: Heiner Sann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung vorwiegend disposabler Form und ein Verfahren zur effektiven Abkühlung von Abluft aus Reaktoren, insbesondere aus Fermentern, Bioreaktoren und anderen belüftbaren Reaktionsapparaten. Dabei liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Wasserdampfsättigung der Luft, welche im Reaktionsprozess bei Reaktortemperatur eintritt, reduziert, um einen Steril-Abluftfilter durch auftretendes Kondenswasser nicht zu verblocken. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß das Kondenswasser ab- oder zurückgeführt. Die Anordnung erlaubt weiterhin in begrenztem Umfang, Schaum aufzunehmen und zu zerstören. Die Vorrichtung besteht aus einem Bag (1) mit mehreren Ports (2)(3)(4), einer Befestigungseinrichtung (5) und einer wechselbaren Kühlvorrichtung (6) in einer Halterung des Bags (7) oder auf einer haftbaren Fläche.

Description

Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung vorwiegend disposabler Form und ein Verfahren zur effektiven Abkühlung von Abluft aus Reaktoren, insbesondere aus Fermentern, Bioreaktoren und anderen belüftbaren Reaktionsapparaten. Dabei liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Wasserdampfsättigung der Luft, welche im Reaktionsprozess bei Reaktortemperatur eintritt, reduziert, um einen Steril-Abluftfilter durch auftretendes Kondenswasser nicht zu verblocken. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß das Kondenswasser ab- oder zurückgeführt. Die Anordnung erlaubt weiterhin in begrenztem Umfang, Schaum aufzunehmen und zu zerstören. Die Vorrichtung besteht aus einem Bag (1) mit mehreren Ports (2) (3) (4), einer Befestigungseinrichtung (5) und einer wechselbaren Kühlvorrichtung (6) in einer Halterung des Bag (7) oder auf einer haftbaren Fläche.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung vorwiegend disposabler Form und ein Verfahren zur effektiven Abkühlung von Abluft aus Reaktoren, insbesondere aus Fermentern, Bioreaktoren und anderen belüftbaren Reaktionsapparaten. Dabei liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Wasserdampfsättigung der Luft, welche im Reaktionsprozess bei Reaktortemperatur eintritt, reduziert, um einen Steril-Abluftfilter durch auftretendes Kondenswasser nicht zu verblocken. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß das Kondenswasser ab- oder zurückgeführt. Die Anordnung erlaubt weiterhin in begrenztem Umfang, Schaum aufzunehmen und zu zerstören. Die Vorrichtung besteht aus einem Bag (1) mit mehreren Ports (2) (3) (4), einer Befestigungseinrichtung (5) und einer wechselbaren Kühlvorrichtung (6) in einer Halterung des Bag (7) oder auf einer haftbaren Fläche.
Für Reaktoren mit Begasung, insbesondere Fermenter oder Bioreaktoren, sind Abluftkühler bekannt. Deren Wirkungsweise besteht darin, innerhalb eines bestimmten Strömungsweges vom Reaktor abgehendes Gas, Abluft, abzukühlen. Dabei kann transportierter Wasserdampf oder anderes Fluid kondensieren. Dies ist nötig, um den Mediumverlust durch Begasung gering zu halten und den Gasstrom über verwendete Abluftfilter, insbesondere Membranfilter nicht zu verhindern. Ein aktueller Trend zur Benutzung von disposablen Bauteilen für Reaktoren oder ganzen Disposable-Reaktoren führt zu der Notwendigkeit, auch den Abluftkühler in dieser Bauweise zu fertigen. Dabei sind die preiswerte Herstellung, Entsorgung sowie die Vermeidung von Reinigung und Sterilisation beachtenswerte Aspekte. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Abluftkühler besteht aus einem luftdichten Bag aus flexiblem Material, insbesondere sterilisierbarem Kunststoff, mit zu- und abführbaren Leitungen. Der Eingangsport für die dampfgesättigte Abluft wurde aufgeteilt. Es gibt einen zuführenden Weg vom Reaktor zum Bag und es gibt einen rückführenden Weg vom Bag zum Reaktor. Die Aufteilung erlaubt die Verwendung von flexiblen Rohren oder Schläuchen geringen Durchmessers anstelle eines Abluftweges mit großem Durchmesser, in welchem die Abluft und das Kondensat gegenläufig strömen müssen. Hierdurch ergibt sich zusätzlich ein verbessertes Schaumrückhalte und -zerstörungsvermögen. Der Bag kann passiv durch die Umgebungsluft mit oder ohne Oberflächenvergrößerung gekühlt werden, aber auch aktiv z. B. durch Kühlschlangen, Kühlmäntel oder Peltierelemente. Die Kühlelemente sind flexibel ausführbar. Der Bag ist mit äußeren Taschen ausgerüstbar, in welche Kühlelemente eingesetzt werden. Er kann ebenfalls mit Haftflächen ausgerüstet sein, die einen Kontakt mit Kühlelementen erlauben. Er kann aber auch den Raum, welcher von Kühlelementen umschrieben wird, ausfüllen. Als ein Vorteil erweist sich beim Betrieb eines nachgeschalteten Abluftfilters, dass der Arbeitsdruck des Abluftfilters, insbesondere Membranfilters, höher ist, als der Luftdruck der Umgebung. Dadurch bläht der Bag auf, bis seine flexible Wand die Kraft des Gasdruckes ausgleicht und kann so einen engen Kontakt zu begrenzenden Flächen schaffen. Dies trifft auch bei Haftflächen oder Taschen für Kühlelemente zu. Innerhalb des Bag können bestimmte Wege ausgeformt sein durch Anhaftung gegenüberliegender Seiten oder äußere formgebende Elemente. Zum Austritt der Abluft aus dem Bag ist mindestens ein weiterer Port vorhanden, welcher mit einem Abluftfilter, insbesondere Membranfilter, verbunden sein kann.

Claims

Disposable Vorrichtung zur Abluftkühlung, Luftfeuchtereduzierung und Schaumreduzierung dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem sterilisierbaren Behälter, insbesondere Bag, besteht, welcher in der Form flexibel sein kann, welcher Ports in Form von Rohrleitungen besitzt, welcher Befestigungseinrichtungen besitzen kann, welcher mit Kühlvorrichtungen ausrüstbar ist, für die der Bag Halterungen besitzen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bag aus einem sterilisierbaren Material, insbesondere gamma-sterilisierbarer Kunststofffolie, besteht, welche gute Verarbeitungs- und Recycling-Eigenschaften aufweist. Andere Sterilisationsarten wie z. B. mit Gas, Alkohol oder E-beaming sind ebenfalls möglich.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material flexibel ist und einem minimalen Überdruck zum Umgebungsdruck widersteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bag mehrer Ports besitzt, welche mit dem anschließbaren Reaktor, insbesondere Fermenter oder Bioreaktor, und mit der Abluftleitung nach Außen oder zum Abluftfilter verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Fermenter oder Bioreaktor und Bag Leitungen vonhanden sind zur Trennung von Abluftweg und Kondensatweg.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlvorrichtungen für eine Kühlung der im Bag befindlichen Abluft am Bag betrieben werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Haltevorrichtungen oder Klebevorrichtungen zum Befestigen der Kühlvorrichtungen vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bag von einer Kühlvorrichtung umhüllt ist, die starr, flexibel und/oder als Doppelmantel ausführbar ist.
Verfahren zur Abluftkühlung, Luftfeuchtereduzierung und Schaumreduzierung mit einer disposablen Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass Abluft eines Reaktors, insbesondere Fermenters oder Bioreaktors, über einen Port in den Bag gelangt, im Bag gekühlt wird, kondensierbares Fluid kondensiert und das Kondensat durch einen Port abgeführt wird, die getrocknete Abluft durch einen weiteren Port nach Außen oder zu einem Filter, insbesondere Membranfilter, geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Trennung von Abluft- und Kondensatleitung Abluft und Kondensat nicht gegenläufig strömen und dadurch kleine Rohrleitungsdurchmesser verwendet werden können.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass einer Schaumbildung im Bag entgegengewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb mit einem nachgeschalteten Abluftfilter, insbesondere Membranfilter, ein minimaler Überdruck zum Umgebungsdruck innerhalb des Bag entsteht, welcher geeignet ist, den Bag aufzublähen oder anderweitig in seiner Form zu verändern.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass angebrachte zusätzliche Elemente, insbesondere Kühlelemente, einen sehr engen Kontakt zum Bag bekommen, was die Haftfunktion und/oder den Wärmeübergang begünstigt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bag im Druckzustand eine die Kondensation von kondensierbarem Fluid begünstigende Form ausbildet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bag im drucklosen Zustand mit sehr wenig Raum auskommt, was für den Anwender vorteilhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtungen vom Bag lösbar sein können, wie auch in oder an den Bag integriert sein können.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtungen und oder der Bag mit Sensoren ausgerüstet sind, welche zur Überwachung und Steuerung der Luftfeuchte geeignet sind.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtungen und die Sensoren über ein Regelglied verbunden sind, welches den optimalen Betrieb aufrechterhält.