DE19634413A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sortierzentrifugation oder Sortierdurchflußzentrifugation - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Sortierzentrifugation oder SortierdurchflußzentrifugationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Sortierzentrifugation oder Sortierdurchflußzentrifugation.
Die Zentrifugation ist ein Trennverfahren, daß zur Auftrennung
von Gemischen oder Suspensionen wie z. B. Blutzellen, subzellu
lären Komponenten, Proteinen und chemischen Verbindungen einge
setzt wird. Dabei findet eine Auftrennung in Abhängigkeit von
der Sedimentationsgeschwindigkeit der jeweiligen Bestandteile im
Schwerefeld statt. Die Sedimentationsgeschwindigkeit ist von den
physikalischen Eigenschaften der Substanzen wie z. B. der Dichte
und der Zentrifugalbeschleunigung abhängig. Eine Auftrennung er
folgt speziell durch Aufschichtung der verschiedenen Fraktionen
in der Zentrifugenkammer bzw. in Sedimentationsgefäßen. So läßt
sich z. B. nach der Zentrifugation von Vollblut das Blutplasma
ohne Schwierigkeiten vom den Blutkörperchen abtrennen, die alle
zum Boden des Sedimentationsgefäßes sedimentieren. Eine saubere
Trennung der verschiedenen Blutkörperchen gelingt hingegen
nicht, da sich im sogenannten "buffy-coat", einer 1-2 mm dicken
Schicht oberhalb des Erythrozytensedimentes die verschiedenen
Leukozyten und die Blutplättchen anreichern. Zur Fraktionierung
der verschiedenen Blutzellen sind nunmehr verschiedene Zellsepa
ratoren im Einsatz. Hierbei handelt es sich um Zentrifugen, die
nach dem Durchflußprinzip arbeiten. Dabei wird antikoaguliertes
Blut während der Zentrifugation in die Separationskammer des
Zellseparators geleitet. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft
findet eine Auftrennung der Blutbestandteile durch Aufschichtung
statt. In weiteren Schritten werden die gewünschten Zellschich
ten durch unterschiedliche Verfahren, z. B. nach dem Überlauf
prinzip abgeerntet und in separate Behälter geleitet. Dabei ist
in der Regel eine erhebliche Verunreinigungen durch Zellbestand
teile angrenzender Schichten nicht zu vermeiden. Werden Abfall
stoffe oder Rohstoffe zerkleinert und in einer Flüssigkeit sus
pendiert und zentrifugiert, so tritt in der Regel ebenfalls eine
Auftrennung unterschiedliche Bestandteile durch Aufschichtung
ein. Auch hierbei ist die saubere Abtrennung der verschiedenen
Schichten in der Regel mit erheblichen Aufwand verbunden. Bei
der Untrazentrifugation von subzellulären Bestandteilen oder
Proteingemischen in einem flüssigen Medium wird das gleiche
Phänomen beobachtet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll
eine Möglichkeit angegeben werden, die verschiedenen Bestandtei
le von Gemischen oder Suspensionen schon primär bei der Zentri
fugation räumlich in unterschiedlichen Auffangbehältern zu tren
nen, ohne daß eine vorherige Aufschichtung dieser Bestandteile
stattfindet. Hierbei wird in die Separationskammer eines Zentri
fugenrotorsystems eine Ablenkvorrichtung integriert, die mit
differenter Winkelgeschwindigkeit gegenüber dem Zentrifugen
rotorsystem angetrieben wird und die während der Zentrifugation
den gerichteten radiären Einstrom der zu trennenden Bestandteile
in die Separationskammer zirkulär in Auffangbehälter im Bereich
der peripheren Zirkumferenz des Zentrifugenrotorsystems um
lenkt, wobei in Abhängigkeit von der Sedimentationsgeschwindig
keit der jeweiligen Bestandteile unterschiedliche Auffangbehäl
ter erreicht werden.
In einem Zellseparator der Fa. Haemonetics wird antikoaguliertes
Vollblut während der Zentrifugation über eine Gleitdichtung in
eine sogenannte Latham-Glocke geleitet. Die Glocke besteht aus
einem feststehenden Bereich mit dem Zu- und Ablaufkanal und
einem rotierenden Teil mit der Separationskammer und der
Gleitdichtung. Das antikoagulierte Blut wird über den
Einlaßkanal zum Glockenboden gepumpt. Durch die Zentrifugalkraft
wandert das Blut am Glockenboden nach auswärts in die Separa
tionskammer zwischen Glockenkern und Glockenaußenwand. Die in
der Glocke vorhandene sterile Luft wird durch das einströmende
Blut nach oben über den Ablaufkanal in einen Sammelbeutel
überführt. Die Bestandteile des Blutes trennen sich entsprechend
ihrer Dichte durch Aufschichtung in verschiedene Komponenten,
wobei die schweren Erythrozyten an der Glockenaußenwand sedimen
tieren. Wenn die Luft bei der Füllung der Glocke gänzlich
entwischen ist, werden die verschiedenen Zellschichten, die
durch optische Sensoren erkannt werden durch Schaltung ver
schiedener Ventile in unterschiedliche Sammelbeutel übergelei
tet.
Nach PCT/US88/00295 ist ein Verfahren zur gleitdichtungsfreien
Durchflußzentrifugation bekannt, bei dem eine Doppelzentrifuge
realisiert ist, die aus einer äußeren und einer inneren
Zentrifuge besteht, wobei die innere Zentrifuge in der äußeren
installiert ist, wobei die Antriebsachsen beiden Zentrifugen
coaxial und entgegengerichtet angeordnet sind und wobei die
innere Zentrifuge gegenüber der äußeren Zentrifuge mit der
doppelten Winkelgeschwindigkeit im gleichen Drehsinn betrieben
wird und wobei die innere Zentrifuge eine Separationskammer
antreibt, wobei die Separationskammer axial auf der Gegenseite
der Antriebsachse mit einer mehrkanaligen Schlauchanordnung für
die Einfuhr und Ausfuhr von Bestandteilen in Verbindung steht,
wobei die Schlauchanordnung durch eine Führungseinrichtung der
äußeren Zentrifuge um Separationskammer und innere Zentrifuge
mit der halben Geschwindigkeit der inneren Zentrifuge herumge
führt wird und im Bereich der Verlängerungslinie der Rotations
achse der Doppelzentrifuge fixiert ist und wobei die Kanäle der
Schlauchanordnung mit Pumpensystemen verbunden sind, die die
Einfuhr und Ausfuhr gewährleisten. Eine Auftrennung des einge
leiteten antikoagulierten Vollblutes findet auch hierbei gemäß
der Dichte der Blutzellen durch Aufschichtung statt, wobei die
aufgeschichteten Bestandteile in weiteren Schritten aus der
Separationskammer über eine Pumpe abgepumpt werden, wobei die
Bestandteile über optische Sensoren geführt werden zur Dis
kreminierung der Trenngrenzen zwischen den Schichten und eine
Einleitung in Sammelbeutel erfolgt.
Alle genannten Verfahren der Zellseparation sind an eine primäre
Trennung durch Aufschichtung bei der Zentrifugation gekoppelt.
In weiteren Schritten werden die unterschiedlichen Zellschichten
abgeerntet. Hierbei wird jedoch stets eine erhebliche Verun
reinigung durch Zellen angrenzender Zellschichten in Kauf
genommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung anzugeben, bei dem die Möglichkeit besteht die
verschiedenen Bestandteile von Gemischen oder Suspensionen schon
primär bei der Zentrifugation räumlich in unterschiedliche
Auffangbehälter zu trennen, ohne daß eine vorherige Aufschich
tung dieser Bestandteile stattfindet.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw.
2, 3, 4, 5, 6 und 7 gelöst. Dabei werden die zu trennenden Bestand
teile während der Zentrifugation durch Pumpensysteme und
Schläuche kontinuierlich in ein mit flüssigem Medium vorgefüll
tes Zentrifugenrotorsystem eingeleitet, während der Zentrifugen
überstand und/oder die aufgetrennten Bestandteile gleichzeitig
entsprechend ausgeleitet werden. Im Falle einer Blutzellsepara
tion würde antikoaguliertes Vollblut als Ausgangsmaterial
eingesetzt und als Medium wäre ein Gemisch aus NaCl-Lösung und
Antikoagulantien geeignet. Die zu trennenden Bestandteile werden
im Bereich der zentralen Rotationsachse in das Zentrifugen
rotorsystem eingeleitet und die Ausleitung von Flüssigkeitsüber
stand und/oder aufgetrennten Bestandteilen aus dem jeweiligen
Ort ihrer Anreicherung findet ebenfalls räumlich abgegrenzt im
Bereich der zentralen Rotationsachse statt. Dabei kann die Ein-
und Ausfuhr in das rotierende Zentrifugenrotorsystem über ein
starres und durch eine Befestigungsvorrichtung am Zentrifugenge
häuse fixiertes Rohr mit mehreren getrennten Leitungen erfolgen,
welches im Bereich der zentralen Rotationsachse über ringförmige
Öffnungen in die Einfuhrkammer, in das zentrale Kompartiment der
Separationskammer und die Ausfuhrkammern des Zentrifugenrotor
systems eintritt, wobei Gleitdichtungen hier einen dichten Ab
schluß des Systems bei der Zentrifugation gewährleisten. Die
Leitungen im Rohr sind mit Schläuchen verbunden, die über Peris
taltikpumpen geführt werden, und über Ventile und Weichen in
verschiedene Sammelbeutel einmünden. Alternativ können für die
Ein- und Ausfuhr von Bestandteilen aus dem Zentrifugenrotor
system auch gleitdichtungsfreie Verfahren zur Durchflußzentri
fugation angewendet werden. Dabei muß jedoch in einem Zentri
fugengehäuse eine Doppelzentrifuge, bestehend aus einer äußeren
und einer inneren Zentrifuge installiert sein, wobei die
Antriebsachsen beider Zentrifugen coaxial und entgegengerichtet
angeordnet sein müssen und wobei die innere Zentrifuge gegenüber
der äußeren Zentrifuge mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit
im gleichen Drehsinn betrieben werden muß. Weiter muß auf der
Antriebsachse der inneren Zentrifuge das Zentrifugenrotorsystem
mit der Einfuhrkammer, der Separationskammer und den Auffang
behältern installiert sein, wobei das Zentrifugenrotorsystem
axial auf der Gegenseite der Antriebsachse mit einer mehrkana
ligen Schlauchanordnung in Verbindung steht, deren Kanäle in die
Einfuhrkammer, die Separationskammer und den Auffangbehältern
einmünden, wobei die Schlauchanordnung durch eine Führungsvor
richtung der äußeren Zentrifuge um Zentrifugenrotorsystem und
innere Zentrifuge mit der halben Winkelgeschwindigkeit der
inneren Zentrifuge herumgeführt wird und im Bereich der
Verlängerungslinie der Rotationsachse der Doppelzentrifuge aus
dem Zentrifugengehäuse austritt und hier gleichzeitig fixiert
wird. Die Kanäle der Schlauchanordnung sind dann weiter an ein
Pumpensystem angeschlossen, daß die Einfuhr der zu trennenden
Bestandteile in die Einfuhrkammer und die Ausfuhr des Zen
trifugenüberstandes aus der Separationskammer und der aufge
trennten Bestandteile aus den Auffangbehältern gewährleistet.
Durch die komplexe Schlauchführung erfährt die Schlauchanordnung
eine stete Entdrillungsbehandlung, d. h. der Schlauch dreht sich
nicht nur um die Separationskammer herum, sondern dreht sich
auch stets um seine eigene Schlauchachse, gegensinnig zur
Verdrillungsrichtung. Sowohl bei den Verfahren mit Einsatz von
Gleitdichtungen als auch bei den gleitdichtungsfreien Verfahren
findet eine Einfuhr der zu trennenden Bestandteile in die
Einfuhrkammer des rotierenden Zentrifugenrotorsystems statt. Die
Flußrichtung der einströmenden zu trennenden Bestandteile wird
dann durch einen radiär gerichteten Öffnungsstutzen aus der
Einfuhrkammer in die Separationskammer speziell auf einen peri
pheren Fixpunkt des rotierenden Zentrifugenrotorsystems gelei
tet. Dabei findet unter der Wirkung der Zentrifugalkraft eine
zum peripheren Fixpunkt des rotierenden Zentrifugenrotorsystems
gerichtete Sedimentation der zu trennenden Bestandteile im
flüssigen Medium statt. Gleichzeitig wird jedoch durch eine
zirkulär bewegliche Ablenkvorrichtung, die aus einem ringförmi
gen Kapillarkranz mit radiär in gleichmäßigem Abstand in einer
Ebene angeordneten Kapillaren besteht, eine zirkuläre Ablenkung
der gerichtet sedimentierenden Bestandteile erzielt. Das Ausmaß
der zirkulären Ablenkung ist von der Differenz der Winkelge
schwindigkeiten des Zentrifugenrotorsystems und der zirkulär
beweglichen Ablenkvorrichtung und von der Sedimentationsge
schwindigkeit der zu trennenden Bestandteile anhängig. Die
zirkuläre Ablenkvorrichtung wird über eine spezielle Lagervor
richtung geführt und durch ein Antriebsaggregat im Zentrifugen
rotorsystem radiär gegenüber dem Zentrifugensystem bewegt. Das
Antriebsaggregat besteht aus einem Akkumulator und einem
Schrittmotor mit entsprechender Ansteuerungsschaltung. Über ein
Rad oder Zahnrad auf der Schrittmotorachse findet eine kraft
schlüssige Verbindung zum Zentrifugenrotorsystem statt. In einen
letzten Schritt werden die aufgetrennten Bestandteile in Auf
fangbehältern im Bereich der peripheren Zirkumferenz des Zentri
fugenrotorsystems aufgefangen. Dabei gelangen schnell sedimen
tierende Bestandteile in Auffangbehälter in der Nähe des peri
pheren Fixpunktes des Zentrifugenrotorsystems, der in der Ver
längerung des radiär gerichteten Öffnungsstutzens der Einfuhr
kammer liegt. Langsam sedimentierende Bestandteile werden von
der Ablenkvorrichtung weiter mitgeführt und gelangen in entfern
tere Auffangbehälter. Die getrennten Bestandteile können entwe
der aus den Auffangbehältern durch Ausfuhrleitungen, die mit den
Ausfuhrkammern in Verbindung stehen über Pumpensysteme in
Sammelbehälter gepumpt werden. Alternativ können die Auffangbe
hälter durch gut zugängliche Kunststoffröhren an die Separa
tionskammer angeschlossen werden, so daß sie nach Abschluß der
Zentrifugation durch eine spezielle Schweißvorrichtung abge
trennt und verschlossen werden können. Weiter können die
Auffangbehälter an ihrer Deckseite über einen Verschluß
mechanismus oder eine Verschlußmembran verfügen, worüber die
aufgetrennten Bestandteile entnommen werden können. Den geordne
ten Ablauf des Separationsvorganges gewährleistet eine Zentral
einheit, die die Zentrifugengeschwindigkeit und die Pumpvorgänge
und Ventilbewegungen steuert und die gegebenenfalls über eine
Vorrichtung zur Trübungsmessung, die über der Separationskammer
oder den Auffangbehältern lokalisiert ist, Informationen über
das Sedimentationsverhalten der zu trennenden Bestandteile be
zieht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in einer
sauberen Auftrennung der zu trennenden Bestandteile mit
höchstmöglicher Trennschärfe.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. I zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße
Sortierzentrifuge, wobei die wesentlichen Bestandteile herausge
stellt werden. Auf die Darstellung des Schlauchsystems und des
Pumpensystems wurde bewußt verzichtet.
Fig. II zeigt einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße
Sortierzentrifuge, wobei die wesentlichen Bestandteile herausge
stellt werden. Auf die Darstellung des Gehäuses wurde hierbei
der Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Fig. III zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Sortierzentri
fuge im Horizontalschnitt. Hierbei ist der Separationsvorgang
bei Zentrifugenbetrieb angedeutet.
In Fig. I ist innerhalb eines Zentrifugengehäuses (1) ein Zentri
fugenrotorsystem (5, 6, 12, 13) auf der Antriebsachse eines Zentri
fugenantriebes (11) installiert. Das ringförmige Zentrifugen
rotorsystem (5, 6, 12, 13) weist im zentralen Bereich deckseitig
eine Einfuhrkammer (12) auf, unterhalb derer sich das zentrale
Kompartiment der Separationskammer (5) erstreckt. Der äußere
Anteil der Separationskammer (5) umgibt die Einfuhrkammer (12)
konzentrisch und mündet in der peripheren Zirkumferenz über
dünne Kunststoffröhren in Auffangbehältern (6) ein. Die Einfuhr
kammer (12) und das zentrale Kompartiment der Separationskammer
(5) verfügen im Bereich der Rotationsachse über ringförmige
Öffnungen, an die Gleitdichtungen (4) angebracht sind, über die
die Einfuhrkammer (12) und das zentrale Kompartiment der Separa
tionskammer (5) mit den senkrecht stehenden zentralen Einfuhr-
und Ausfuhrkanälen (3) in Verbindung stehen. Die senkrecht
stehenden zentralen Einfuhr- und Ausfuhrkanäle (3) treten an der
Deckseite des Zentrifugengehäuses (1) aus dem Zentrifugengehäuse
(1) aus und sind hier über eine Befestigungsvorrichtung (2) am
Zentrifugengehäuse (1) fixiert. Die Einfuhrkammer (12) weist an
ihrer Begrenzung zu den äußeren Anteilen der Separationskammer
(5) einen radiär gerichteten Öffnungsstutzen (13) auf, der
Einfuhrkammer (12) und Separationskammer (5) verbindet. In den
äußeren Anteilen der Separationskammer (5) ist eine radiär
bewegliche Ablenkvorrichtung (7) positioniert, die über eine
zirkuläre konzentrisch angeordnete Lagervorrichtung (8) geführt
wird. Unterhalb der Lagervorrichtung (8) ist ein Antriebs
aggregat (9, 10), bestehend aus einem Akkumulator (9) und einem
Schrittmotor (10) mit entsprechender Ansteuerungsschaltung in
stalliert. Der Schrittmotor (10) steht über ein Zahnrad mit
einem Zahnkranz an der radiär beweglichen Ablenkvorrichtung in
Verbindung. Die Ablenkvorrichtung (7) besteht aus einem ring
förmigen Kapillarkranz, wobei die Kapillaren den Kapillarkranz
radiär in einer Ebene durchsetzen und dabei in gleichmäßigem
Abstand zueinander angeordnet sind. An der inneren Begrenzung im
Kapillarkranz sind die Kapillaren konisch aufgeweitet.
In Fig. II sind zentral die Einfuhr- und Ausfuhrkanäle (3)
horizontal angeschnitten. Hierum befinden sich in einer konzen
trischen Anordnung die Einfuhrkammer (12) mit ihrem radiär
gerichteten Öffnungsstutzen (13), der eine Verbindung zur
äußeren Separationskammer (5) darstellt, sowie die zirkuläre
Ablenkvorrichtung (7), die aus einem ringförmigen Kapillarkranz
mit radiär in einer Ebene angeordneten Kapillaren besteht, wobei
die Kapillaren an der inneren Begrenzung im Kapillarkranz
konisch aufgeweitet sind. Weiter finden sich in den peripheren
Zirkumferenz des Zentrifugenrotorsystems (5, 6, 12, 13) Auffangbe
hälter (6), die über dünne Kunststoffröhren mit der Separations
kammer in Kontakt stehen.
In Fig. III treten aus dem radiär gerichteten Öffnungsstutzen
(13) der Einfuhrkammer (12) die zu trennenden Bestandteile aus,
und zwar gerichtet auf einen peripheren Fixpunkt des Zentri
fugenrotorsystems (5, 6, 12, 13), der sich in der Verlängerungs
linie des radiär gerichteten Öffnungsstutzens (13) befindet. Die
zu trennenden Bestandteile sind hier als runde und eckige
Partikel angedeutet. Die Auftrennung unter der Wirkung der
Zentrifugalbeschleunigung und die Verteilung auf die Auffang
behälter (6) ist hier in einer Momentaufnahme wiedergegeben. Die
schnell sedimentierenden runden Bestandteile reichern sich in
Auffangbehältern (6) nahe des peripheren Fixpunktes an. Langsam
sedimentierende Bestandteile werden hingegen weiter mitgeführt.
Claims (17)
1. Verfahren zur Sortierzentrifugation oder Sortierdurchflußzen
trifugation, bei dem die zu trennenden Bestandteile während der
Zentrifugation oder Ultrazentrifugation kontinuierlich in ein
mit flüssigem Medium vorgefülltes Zentrifugenrotorsystem einge
leitet werden und bei dem optional eine kontinuierliche Auslei
tung von Flüssigkeitsüberstand und/oder aufgetrennten Bestand
teilen stattfindet,
dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Einstrom der zu
trennenden Bestandteile in das Zentrifugenrotorsystem im Bereich
der zentralen Rotationsachse erfolgt und optional eine Auslei
tung von Flüssigkeitsüberstand und/oder aufgetrennten Bestand
teilen aus dem jeweiligen Ort ihrer Anreicherung im Zentrifugen
rotorsystem räumlich abgegrenzt ebenso im Bereich der zentralen
Rotationsachse stattfindet, daß die Flußrichtung der einströmen
den zu trennenden Bestandteile auf einen peripheren Fixpunkt des
rotierenden Zentrifugenrotorsystems gelenkt wird, daß unter der
Wirkung der Zentrifugalkraft eine zum peripheren Fixpunkt des
rotierenden Zentrifugenrotorsystems gerichtete Sedimentation der
zu trennenden Bestandteile im flüssigen Medium stattfindet, daß
gleichzeitig über eine geeignete zirkulär bewegliche Ablenkvor
richtung innerhalb des Zentrifugenrotorsystems eine zirkuläre
Ablenkung der gerichtet sedimentierenden Bestandteile erzielt
wird, wobei das Ausmaß der Ablenkung von der Differenz der Win
kelgeschwindigkeiten des Zentrifugenrotorsystems und der zirku
lär beweglichen Ablenkvorrichtung und von der Sedimentationsge
schwindigkeit der zu trennenden Bestandteile abhängt, die die
Kontaktzeit zwischen Ablenkvorrichtung und den jeweiligen Be
standteilen bestimmt und daß die aufgetrennten Bestandteile in
einem letzten Schritt in Auffangbehälter im Bereich der periphe
ren Zirkumferenz des Zentrifugenrotorsystems gelenkt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
mit einem in einem Zentrifugengehäuse (1) befindlichen Zentri
fugenantrieb (11), der über eine Antriebsachse ein Zentrifugen
rotorsystem (5, 6, 12, 13) mit Einfuhrkammer (12, 13), Separations
kammer (5) und Auffangbehältern (6) antreibt, wobei die Einfuhr
kammer (12, 13) und ein zentrales Kompartiment der Separations
kammer (5) im zentralen Bereich des Zentrifugenrotorsystems (5,
6, 12, 13) lokalisiert sind, wobei der äußere Anteil der Separa
tionskammer (5) die Einfuhrkammer (12, 13) umgibt, wobei die Se
parationskammer (5) in der peripheren Zirkumferenz in Auffangbe
hälter (6) einmündet, wobei die Einfuhrkammer (12, 13) und/oder
das zentrale Kompartiment der Separationskammer (5) im Bereich
der Rotationsachse über ringförmige Öffnungen verfügen und hier
über Gleitdichtungen (4) mit den zentralen Einfuhr- und/oder
Ausfuhrkanälen (3) für die Einfuhr der zu trennenden Bestand
teile in die Einfuhrkammer (12, 13) und/oder die Ausfuhr des
Flüssigkeitsüberstandes aus der Separationskammer (5) in Kontakt
treten, wobei die zentralen Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanäle (3)
über eine Befestigungsvorrichtung (2) am Zentrifugengehäuse (1)
fixiert und über Schläuche an Pumpensysteme angeschlossen sind
und wobei die Einfuhrkammer (12, 13) einen radiär gerichteten
Öffnungsstutzen (13) zu den äußeren Anteilen der Separations
kammer (5) hin aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Anteilen der Separa
tionskammer (5) eine radiär bewegliche Ablenkvorrichtung (7) po
sitioniert ist, die über eine spezielle Lagervorrichtung (8) ge
führt und durch ein Antriebsaggregat (9, 10) am oder im Zentri
fugenrotorsystem (5, 6, 12, 13) radiär gegenüber dem Zentrifugen
rotorsystem (5, 6, 12, 13) bewegt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
mit einem in einem Zentrifugengehäuse befindlichem Zentrifugen
antrieb, der über eine Antriebsachse ein Zentrifugenrotorsystem
mit Einfuhrkammer, Separationskammer, Auffangbehältern und Aus
fuhrkammern antreibt, wobei die Einfuhrkammer, die Ausfuhrkam
mern und ein zentrales Kompartiment der Separationskammer im
zentralen Bereich des Zentrifugenrotorsystems lokalisiert sind,
wobei der äußere Anteil der Separationskammer die Einfuhr- und/
oder Ausfuhrkammern umgibt und wobei die Separationskammer in
der peripheren Zirkumferenz in Auffangbehältern einmündet, die
über Leitungssysteme mit den Ausfuhrkammern verbunden sind,
wobei die Einfuhr- und Ausfuhrkammern und das zentrale Komparti
ment der Separationskammer im Bereich der Rotationsachse über
ringförmige Öffnungen verfügen und hier über Gleitdichtungen mit
den zentralen Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanälen für die Einfuhr
der zu trennenden Bestandteile in die Einfuhrkammer, die Ausfuhr
des Flüssigkeitsüberstandes aus der Separationskammer und der
aufgetrennten Bestandteile aus den Auffangbehältern in Kontakt
treten, wobei die zentralen Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanäle über
eine Befestigungsvorrichtung am Zentrifugengehäuse fixiert und
über Schläuche an Pumpensysteme angeschlossen sind und wobei die
Einfuhrkammer einen radiär gerichteten Öffnungsstutzen zu den
äußeren Anteilen der Separationskammer hin aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Anteilen der Separa
tionskammer eine radiär bewegliche Ablenkvorrichtung positio
niert ist, die über eine spezielle Lagervorrichtung geführt und
durch ein Antriebsaggregat am oder im Zentrifugenrotorsystem ra
diär gegenüber dem Zentrifugenrotorsystem bewegt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
mit einem in einem Zentrifugengehäuse befindlichem Zentrifugen
antrieb, der über eine Antriebsachse ein Zentrifugenrotorsystem
mit Einfuhrkammer, Separationskammer und Auffangbehältern an
treibt, wobei die Einfuhrkammer und ein zentrales Kompartiment
der Separationskammer im zentralen Bereich des Zentrifugenrotor
systems lokalisiert sind, wobei der äußere Anteil der Separa
tionskammer die Einfuhrkammer umgibt, wobei die Separationskam
mer in der peripheren Zirkumferenz in Auffangbehälter einmündet,
wobei die Einfuhrkammer und/oder das zentrale Kompartiment der
Separationskammer im Bereich der Rotationsachse über ringförmige
Öffnungen verfügen und hier über Gleitdichtungen mit den zen
tralen Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanälen für die Einfuhr der zu
trennenden Bestandteile in die Einfuhrkammer und/oder die Aus
fuhr des Flüssigkeitsüberstandes aus der Separationskammer in
Kontakt treten, wobei die zentralen Einfuhr- und/oder Ausfuhr
kanäle über eine Befestigungsvorrichtung am Zentrifugengehäuse
fixiert und über Schläuche an Pumpensysteme angeschlossen sind
und wobei die Einfuhrkammer einen radiär gerichteten Öffnungs
stutzen zu den äußeren Anteilen der Separationskammer hin auf
weist,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Separationskammer eine
radiär bewegliche Ablenkvorrichtung positioniert ist, die über
eine spezielle Lagervorrichtung geführt wird, und daß der Zen
trifugenantrieb über eine innere und äußere Antriebsachse ver
fügt, wobei die äußere Antriebsachse als Hohlachse über der
inneren Antriebsachse geführt wird und gegenüber der inneren
Antriebsachse mit differenter Winkelgeschwindigkeit angetrieben
wird, und daß jeweils eine Antriebsachse das Zentrifugenrotor
system und die andere Antriebsachse die radiär bewegliche Ab
lenkvorrichtung antreibt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
mit einem im einem Zentrifugengehäuse befindlichen Zentrifugen
antrieb, der über eine Antriebsachse ein Zentrifugenrotorsystem
mit Einfuhrkammer, Separationskammer, Auffangbehältern und
Ausfuhrkammern antreibt, wobei die Einfuhrkammer, die Ausfuhr
kammern und ein zentrales Kompartiment der Separationskammer im
zentralen Bereich des Zentrifugenrotorsystems lokalisiert sind,
wobei der äußere Anteil der Separationskammer die Einfuhr- und/
oder Ausfuhrkammern umgibt und wobei die Separationskammer in
der peripheren Zirkumferenz in Auffangbehältern einmündet, die
über Leitungssysteme mit den Ausfuhrkammern verbunden sind, wo
bei die Einfuhr- und Ausfuhrkammern und das zentrale Komparti
ment der Separationskammer im Bereich der Rotationsachse über
ringförmige Öffnungen verfügen und hier über Gleitdichtungen mit
den zentralen Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanälen für die Einfuhr
der zu trennenden Bestandteile in die Einfuhrkammer, die Ausfuhr
des Flüssigkeitsüberstandes aus der Separationskammer und der
aufgetrennten Bestandteile aus den Auffangbehältern in Kontakt
treten, wobei die zentralen Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanäle über
eine Befestigungsvorrichtung am Zentrifugengehäuse fixiert und
über Schläuche an Pumpensysteme angeschlossen sind und wobei die
Einfuhrkammer einen radiär gerichteten Öffnungsstutzen zu den
äußeren Anteilen der Separationskammer hin aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Anteilen der
Separationskammer eine radiär bewegliche Ablenkvorrichtung posi
tioniert ist, die über eine spezielle Lagervorrichtung geführt
wird, und daß der Zentrifugenantrieb über eine innere und äußere
Antriebsachse verfügt, wobei die äußere Antriebsachse als Hohl
achse über der inneren Antriebsachse geführt wird und gegenüber
der inneren Antriebsachse mit differenter Winkelgeschwindigkeit
angetrieben wird, und daß jeweils eine Antriebsachse das Zentri
fugenrotorsystem und die andere Antriebsachse die radiär beweg
liche Ablenkvorrichtung antreibt.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit einer in einem Zentrifugengehäuse befindlichen Doppelzentri
fuge, bestehend aus einer äußeren und inneren Zentrifuge, wobei
die innere Zentrifuge in der äußeren installiert ist, wobei die
Antriebsachsen beider Zentrifugen coaxial und entgegengerichtet
angeordnet sind und wobei die innere Zentrifuge gegenüber der
äußeren Zentrifuge mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit im
gleichen Drehsinn betrieben wird und wobei die innere Zentrifuge
ein Zentrifugenrotorsystem mit Einfuhrkammer, Separationskammer
und Auffangbehältern antreibt, wobei das Zentrifugenrotorsystem
axial auf der Gegenseite der Antriebsachse mit einer mehrkanali
gen Schlauchanordnung für die Einfuhr der zu trennenden Bestand
teile in die Einfuhrkammer und die Ausfuhr von Zentrifugenüber
stand oder aufgetrennten Bestandteilen aus Separationskammer
oder Auffangbehältern in Verbindung steht, wobei die Schlauchan
ordnung durch eine Führungsvorrichtung der äußeren Zentrifuge um
Zentrifugenrotorsystem und innere Zentrifuge mit der halben
Winkelgeschwindigkeit der inneren Zentrifuge herumgeführt wird
und im Bereich der Verlängerungslinie der Rotationsachse der
Doppelzentrifuge aus dem Zentrifugengehäuse aus tritt und hier
gleichzeitig fixiert wird, wobei die Kanäle der Schlauchanord
nung mit Pumpensystemen verbunden sind, wobei der Einfuhrkanal
in die zentral im Zentrifugenrotorsystem lokalisierte Einfuhr
kammer einmündet und weitere Kanäle mit der Separationskammer
und den Auffangbehältern verbunden sind, wobei die Einfuhrkammer
über einen radiär gerichteten Öffnungsstutzen mit der außen an
grenzenden Separationskammer in Kontakt steht, die in ihrer
peripheren Zirkumferenz in die Auffangbehältern einmündet,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Separationskammer eine
radiär bewegliche Ablenkvorrichtung positioniert ist, die über
eine spezielle Lagervorrichtung geführt und durch ein Antriebs
aggregat am oder im Zentrifugenrotorsystem radiär gegenüber dem
Zentrifugenrotorsystem bewegt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit einer in einem Zentrifugengehäuse befindlichen Doppelzentri
fuge, bestehend aus einer äußeren und inneren Zentrifuge, wobei
die innere Zentrifuge in der äußeren installiert ist, wobei die
Antriebsachsen beider Zentrifugen coaxial und entgegengerichtet
angeordnet sind und wobei die innere Zentrifuge gegenüber der
äußeren Zentrifuge mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit im
gleichen Drehsinn betrieben wird und wobei die innere Zentrifuge
ein Zentrifugenrotorsystem mit Einfuhrkammer, Separationskammer
und Auffangbehältern antreibt, wobei das Zentrifugenrotorsystem
axial auf der Gegenseite der Antriebsachse mit einer mehrkanali
gen Schlauchanordnung für die Einfuhr der zu trennenden Bestand
teile in die Einfuhrkammer und die Ausfuhr von Zentrifugenüber
stand oder aufgetrennten Bestandteilen aus Separationskammer
oder Auffangbehältern in Verbindung steht, wobei die Schlauch
anordnung durch eine Führungsvorrichtung der äußeren Zentrifuge
um Zentrifugenrotorsystem und innere Zentrifuge mit der halben
Winkelgeschwindigkeit der inneren Zentrifuge herumgeführt wird
und im Bereich der Verlängerungslinie der Rotationsachse der
Doppelzentrifuge aus dem Zentrifugengehäuse austritt und hier
gleichzeitig fixiert wird, wobei die Kanäle der Schlauchanord
nung mit Pumpensystemen verbunden sind, wobei der Einfuhrkanal
in die zentral im Zentrifugenrotorsystem lokalisierte Einfuhr
kammer einmündet und weitere Kanäle mit der Separationskammer
und den Auffangbehältern verbunden sind, wobei die Einfuhrkammer
über einen radiär gerichteten Öffnungsstutzen mit der außen
angrenzenden Separationskammer in Kontakt steht, die in ihrer
peripheren Zirkumferenz in Auffangbehältern einmündet,
dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Anteilen der Separa
tionskammer eine radiär bewegliche Ablenkvorrichtung positio
niert ist, die über eine spezielle Lagervorrichtung geführt
wird, und daß der Zentrifugenantrieb der inneren Zentrifuge über
eine innere und äußere Antriebsachse verfügt, wobei die äußere
Antriebsachse als Hohlachse über der inneren Antriebsachse
geführt wird und gegenüber der inneren Antriebsachse mit
differenter Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, und daß
jeweils eine Antriebsachse das Zentrifugenrotorsystem und die
andere Antriebsachse die radiär bewegliche Ablenkvorrichtung
antreibt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (9, 10) der
radiär beweglichen Ablenkvorrichtung (7) aus einem Akkumulator
(9) und einem Motor- oder Schrittmotor (10) mit entsprechender
Ansteuerungsschaltung besteht, wobei auf der Motor- oder
Schrittmotorachse ein Rad- oder Zahnrad befestigt ist, welches
über einen Zahnkranz mit der radiär beweglichen Ablenk
vorrichtung (7) in direktem Kontakt steht und diese antreibt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanäle
(3) als kompaktes Rohr angelegt sind, welches über getrennte
Leitungen für die Ein- und Ausfuhr von Bestandteilen verfügt,
wobei das Rohr so bemessen ist, das es gegenüber den Gleit
dichtungen (4) des Zentrifugenrotorsystems (5, 6, 12, 13) einen
dichten Abschluß gewährleistet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Zentrifugen
rotorsystems (5, 6, 12, 13), der Einfuhr- und/oder Ausfuhrkanäle
(3), der Gleitdichtungen (4), der radiär beweglichen Ablenkvor
richtung (7), der Lagervorrichtung (8) und der Antriebsaggregate
(9, 10) als Einwegartikel ausgelegt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter (6) durch gut
zugängliche Kunststoffröhren an die Separationskammer (5) ange
schlossen sind, so daß sie nach Abschluß der Zentrifugation durch
eine Abschweißvorrichtung abgetrennt und verschlossen werden
können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangbehälter (6) an ihrer
Deckseite über einen Verschlußmechanismus oder eine Verschluß
membran verfügen, über den nach Zentrifugationsende die aufge
trennten Bestandteile entnommen werden können.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8
dadurch gekennzeichnet, daß die radiär bewegliche Ablenkvor
richtung (7) aus einem ringförmigen Kapillarkranz besteht, bei
dem die Kapillaren den Kapillarkranz radiär in einer Ebene
durchsetzen und dabei in gleichmäßigem Abstand zueinander
angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillaren an ihrer inneren
Begrenzung im Kapillarkranz konisch aufgeweitet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die radiär bewegliche Ablenkvorrich
tung (7) aus einem ringförmigen Kranz mit einer Grundplatte und
einer Deckplatte besteht, wobei zwischen Grund- und Deckplatte
in gleichmäßigen Abständen senkrecht und radiär ausgerichtete
Ablenklamellen angebracht sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß über die Separationskammer oder über
den Auffangbehältern eine Vorrichtung zur Trübungsmessung
installiert ist, die daß Sedimentationsverhalten der zu trennen
den Bestandteile erfaßt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpensystem aus Peristaltik
pumpen besteht, über die die Einfuhr- und Ausfuhrschläuche ge
führt werden und daß die Schläuche zusätzlich über Verschluß
ventile geleitet werden.
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