ES2289388T3 - Aparato y metodo para la mezcla o agitacion de componentes, que comprende un recipiente flexible deformable. - Google Patents

Aparato y metodo para la mezcla o agitacion de componentes, que comprende un recipiente flexible deformable. Download PDF

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Abstract

Un dispositivo para crear un movimiento en un primer fluido, que comprende: una bolsa (2) que tiene un volumen interior para contener el primer fluido que se va a mover; una o más bolsa (o bolsas) de presión (8; 8A, B; 30A, B; 40;; 40A, B;50; 50A, B; 60; 70; 102A, B) adyacentes a la bolsa (2), teniendo las una o más bolsas de presión una admisión (10; 32) y una descarga (12, 34), estando conectada al menos la admisión de las una o más bolsas de presión a una fuente de segundo líquido presurizado (16; 104) y siendo capaces de abrirse y cerrarse selectivamente; y una o más válvulas (14) que actúan sobre la admisión (10; 32) y/o la descarga (12; 34) de las una o más bolsas para controlar el inflamiento o desinflamiento selectivos de las una o más bolsas de presión; caracterizado porque dichas una o más válvulas (14) comprenden un restrictor de liberación lenta en la descarga de las bolsas de presión (102A, B) o se seleccionan del grupo que consiste en válvulas activadas por solenoide o neumáticamente destinadas a actuar sobre la admisión (10; 32) y/o descarga (12; 34) de las una o más bolsas de presión para crear un movimiento ondulatorio en el primer fluido contenido en la bolsa (2).

Description

Aparato y método para la mezcla o agitación de componentes, que comprende un recipiente flexible deformable.
El presente invento se refiere a un dispositivo para crear un movimiento en un fluido de acuerdo con la parte de preámbulo de la reivindicación 1, por ejemplo en la forma de un sistema de mezcla desechable o a un sistema útil para mezclar componentes o para proveer agitación en la industria biofarmacéutica.
Antecedentes
La industria biofarmacéutica ha usado tradicionalmente sistemas y tuberías de acero inoxidable en sus procedimientos de fabricación porque se pueden esterilizar con vapor y volver a usar.
Frecuentemente, el coste de estos sistemas es prohibitivo. Además, dichos sistemas son estáticos, a menudo se sueldan juntos y no se reconfiguran con facilidad.
La industria ha comenzado a explorar una solución alternativa, a saber, utilizar bolsas y tuberías desechables individuales de plástico para reemplazar al acero inoxidable tradicional. Esto permite la flexibilidad de redisponer estos sistemas a un coste mínimo. Adicionalmente, la inversión inicial de capital es varias veces menor que la de los sistemas de acero inoxidable, permitiendo que se puedan fabricar productos biofarmacéuticos en cantidades menores, poniendo disponibles nuevos agentes terapéuticos que antes de este avance no se justificaban desde el punto de vista económico y haciendo posible la expansión de la fabricación por contrato de dichos productos o cuando la demanda requiera rápidamente una capacidad adicional.
Un aspecto de la instalación biofarmacéutica desechable ha sido el biorreactor, que necesita un suministro permanente de gas y principios nutritivos y la extracción de los productos residuales y de los gases expulsados. Adicionalmente, un movimiento constante de las células en el reactor ayuda a proveer una mezcla constante del contenido.
Un sistema para un biorreactor ha sido usar una mesa grande, dotada de motores o equipos hidráulicos sobre la que se coloca una bolsa de biorreactor. Los motores/equipos hidráulicos balancean la bolsa comunicando un movimiento constante a las celdas. Adicionalmente, la bolsa tiene un tubo para la alimentación de gas y de principios nutritivos y un tubo para los productos y gases residuales que permiten suministrar elementos nutritivos y gases tales como aire para organismos aeróbicos y la extracción de residuos tales como los gases respirados, dióxido de carbono y productos similares. Los tubos están destinados a trabajar con el movimiento de la bolsa con el fin de permitir un movimiento uniforme de los gases y fluidos/sólidos. Véase la patente de EE.UU. Número 6.190.913.
Dicho sistema requiere el uso de equipos de gran inversión de capital, con componentes que son susceptibles de desgastarse Adicionalmente, el tamaño de la bolsa que se puede usar con la mesa viene limitado por el tamaño de la propia mesa y por la capacidad de elevación de los motores/sistemas hidráulicos.
Un sistema alternativo usa una bolsa tubular larga y flexible que tiene los dos extremos fijados a unos brazos móviles de tal manera que la bolsa, después de llenarla, se suspende hacia debajo de los brazos móviles en la forma de una U. Luego, los brazos se mueven alternativamente hacia arriba y hacia abajo uno con respecto al otro, con el fin de producir un movimiento de balanceo y el movimiento del fluido contenido en la bolsa. Si se desea, la sección central podría contener un elemento restrictivo, para causar una acción de mezcla más íntima.
Este sistema requiere el uso de una bolsa especialmente conformada y de un equipo elevador hidráulico o de otro tipo para causar el movimiento del líquido. Adicionalmente, debido a consideraciones de peso, el tamaño y el volumen de la bolsa están restringidos por la capacidad de elevación del equipo y por la resistencia mecánica de la bolsa.
El documento WO 01/83004A describe un dispositivo para dispensar un anticoagulante desde un recipiente flexible o bolsa CPD. El dispositivo dispensador tiene por objeto la dosificación continua y en proporciones precisas del anticoagulante a una cantidad de sangre aspirada. El dispositivo comprende una bolsa con aire presurizado para dispensar el anticoagulante cuando el dispositivo está aspirando sangre pero no cuando está aspirando aire. La bolsa 31 de aire presurizado o bien se evacua para que esté completamente alejada de la bolsa CPD o bien se infla para proveer una presión sobre la bolsa CPD. El objeto del inflamiento de la bolsa de aire es activar o desactivar la dispensación del líquido desde la bolsa CPD, pero no mezclar el fluido dentro de la bolsa.
Lo que se necesita es un dispositivo más barato que no esté limitado por el tamaño para desempeñar la misma función que los dispositivos actuales y que elimine o minimice la inversión de capital involucrada en tales dispositivos. Con más preferencia, este dispositivo es desechable.
El presente invento provee un dispositivo para crear un movimiento en un primer fluido según se define en la reivindicación 1, y un sistema y un método para mezclar dos o más componentes usando dicho dispositivo. En las reivindicaciones subordinadas se definen realizaciones preferidas del dispositivo.
Sumario del invento
El presente invento usa una o más bolsas que son capaces de presurizarse y desinflarse selectivamente en conjunción con una bio-bolsa desechable tal como un fermentador, una bolsa de mezcla, una bolsa de almacenamiento o un elemento similar. La bolsa presurizada (o bolsas presurizadas) podría circundar una parte exterior seleccionada de la bio-bolsa, o podría estar contenida dentro de una parte interior de dicha bio-bolsa. Mediante la presurización y desinflamiento selectivos de la bolsa (o bolsas) presurizada, se puede conseguir el movimiento del fluido contenido en la bio-bolsa asegurando de ese modo la suspensión de las células, y la mezcla y/o la transferencia de gases y/o nutrientes y/o excrementos dentro de la bio-bolsa sin perjudicar los esfuerzos de cizalladura o la generación de espuma.
Preferiblemente, se usan dos o más bolsas de presión en o cerca de los extremos opuestos de la bio-bolsa. Cada bolsa de presión tiene una admisión y una descarga que se pueden abrir o cerrar selectivamente. En la admisión de la bolsa de presión se provee una alimentación de aire. Opcionalmente, en la descarga se provee una alimentación de vacío. Mientras una bolsa de presión se infla mediante el cierre de la descarga y la apertura de la admisión, la otra se desinfla mediante el cierre de la admisión y la apertura de la descarga. Este proceso de inflamiento/desinflamiento aplica una presión a un extremo de la bolsa comprimiendo el fluido presente en ese extremo y desplazándolo hacia el extremo en el que la presión es menor. Mediante la alternancia del proceso de inflamiento/desinflamiento en las bolsas de presión opuestas, se consigue un movimiento ondulatorio o de balanceo del fluido en toda la bio-bolsa.
Descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra una primera realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 2 muestra una segunda realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 3 muestra en uso la realización de la Figura 2.
La Figura 4 muestra una tercera realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 5 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 6 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 7 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 8 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 9 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 10 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 11 muestra otra realización del presente invento en una vista en corte transversal.
La Figura 12 muestra una unidad de control para una realización del presente invento.
Descripción detallada
La Figura 1 presenta una primera realización del presente invento, que consiste en una bolsa 2 que contiene un fluido 4. El fluido puede ser una suspensión celular, un caldo de fermentación o algún otro líquido. Alrededor de una parte 6 de la bolsa 2 hay una bolsa de presión 8. Como se muestra en la figura, la bolsa de presión está situada hacia un extremo de la bolsa 2. Podría estar también situada cerca o en el centro o en el otro extremo de la bolsa 2, si se desea. Alternativamente, y como se describe más adelante, la bolsa (o bolsas) S de presión podrían estar contenidas dentro del interior de la bolsa 2.
La bolsa de presión 8 tiene una admisión 10 y una descarga 12. Preferiblemente, al menos la admisión 10 tiene una válvula 14 para incomunicar selectivamente la admisión 10 de una alimentación 16 de fluido a presión. Preferiblemente, la alimentación 16 de fluido a presión es aire o algún otro gas, aunque, en algunas aplicaciones, podría ser un líquido tal como agua u otro fluido hidráulico.
La bolsa 2 contiene también una admisión 18 y una descarga 20 que preferiblemente están conectadas o bien a un filtro esterilizado o bien a un sistema cerrado esterilizado (que no se ha mostrado).
Para usar el sistema, se abre la admisión 18 de bolsa y se introduce un líquido 4 y/o gases, tales como un líquido que contiene microbios y una alimentación de nutrientes en el caso de un biorreactor. Dichos fluidos son bien conocidos y pueden comprender un medio acuoso y una o más líneas celulares para fermentación y crecimiento. Uno de dichos fluidos es un fluido que contiene la bacteria E.coli elaborado a partir de un medio de cultivo de tejido celular, vitaminas u otros suplementos nutrientes. Otras aplicaciones pueden incluir la fabricación de vino, la fabricación de cerveza, la mezcla de grandes volúmenes de componentes, tales como un polvo en el interior de un líquido o dos líquidos miscibles o productos similares. La cantidad de líquido introducido es típicamente menor que el volumen de la propia bolsa 2. Típicamente desde aproximadamente el 10% hasta alrededor del 90%, preferiblemente desde aproximadamente el 20% hasta alrededor del 80% del volumen de la bolsa, es aspirado por el líquido 4- Se puede introducir un gas en alguna parte o en la totalidad del volumen remanente si se desea. En la mayoría de las realizaciones, el volumen de líquido /gas dentro de la bolsa 2 deberá ser menor que el volumen total de la bolsa 2. En algunos casos, podría ser igual al volumen remanente de la bolsa 2 para crear un recipiente relativamente rígido.
La admisión 18 y la descarga 20 de la bolsa podrían cerrarse o bien dejarse abiertas, siempre que estén en un sistema cerrado o provistas de un filtro esterilizante (que no se ha mostrado) para prevenir el desplazamiento de contaminantes, tales como bacterias o virus, al interior de la bolsa 2 o el desplazamiento de los elementos constituyentes en la bolsa 2 fuera de la bolsa 2, como un aerosol o producto similar.
La bolsa 2 de presión inicialmente está desinflada. La descarga 12 está cerrada y la admisión 10 está abierta a la alimentación 16 de fluido a presión a través de la válvula 14. La bolsa de presión 8 se infla comprimiendo el área 6 de la bolsa 2 que circunda. Esto causa que el fluido 4 contenido en la bolsa 2 se desplace hacia el extremo opuesto 22 de la bolsa 2. Cuando se ha alcanzado una presión suficiente, se cierra la válvula 14 de admisión y se abre la descarga 12 para liberar la presión, dando lugar a que el fluido 4 retorne hacia el área 6 que contiene la bolsa de presión 8.
La Figura 2 presenta una realización en la que se usan dos bolsas de presión 8A y 8B, que funcionan en secuencia de tal manera que, cuando la 8A está inflada, la 8B está desinflada, y viceversa.
La Figura 3 presenta la realización de la Figura 2 en uso. La bolsa de presión 8A está inflada y la bolsa de presión 8B está desinflada. El líquido 4 aparece desplazándose hasta el extremo de la bolsa que contiene la bolsa de presión 8B. Se muestran también en esta figura los filtros esterilizantes 24 o la admisión 18 de bolsa y la descarga 20 de bolsa.
La Figura 4 presenta otra realización del presente invento. La bolsa de presión 30 está situada debajo de una parte de la bolsa 2. En este caso, se muestra en o cerca del extremo izquierdo de la bolsa 2, pero podría estar en o cerca del extremo derecho o en el centro. Se podrían usar también bolsas adicionales de presión 30, por ejemplo situando una en o cerca de cada extremo de la bolsa 2.
La admisión 32 y la descarga 34 de la bolsa de presión 30 funcionan de la misma manera que en las Figuras 1 a 3 para inflar y desinflar alternativamente la bolsa de presión 30 dando lugar al desplazamiento del fluido 4 contenido en la bolsa 2.
Si es necesario, se podrían proveer algunos medios (que no se han mostrado) para sujetar la bolsa de presión 30 a la bolsa 2 con el fin de prevenir el desplazamiento de la bolsa 2. Como medios de fijación podrían usarse cintas de fijación de bucle, de gancho o de tira, adhesivos, unión por calor o dispositivos similares.
La Figura 5 presenta una realización de la Figura 4 que usa dos bolsas de presión 30A y 30B. La bolsa 30A se muestra inflada y la 30B desinflada. Inflando y desinflando alternativamente las dos bolsas 30A y 30B se crea un movimiento ondulante en el interior de la bolsa 2 y en el fluido 4 contenido en ésta.
La Figura 6 presenta otra realización en la que la bolsa de presión 40 está situada por encima o a un lado de la bolsa 2 en lugar de alrededor o debajo de ésta. En este caso, la bolsa de presión 40 se sujeta a un plato inmóvil 42 de tal manera que toda la fuerza aplicada a la bolsa de presión 40 esté dirigida contra la bolsa 2. Dicho plato 42 puede ser una vigueta o plato de metal, de plástico o de madera fijados a una pared, bastidor o elemento similar. Lo mismo que en las otras realizaciones anteriormente descritas, se podría usar más de una bolsa de presión 40 en dicho sistema, preferiblemente en ubicaciones diferentes a lo largo de la longitud de la bolsa 2.
La Figura 7 presenta una variante de la realización de la Figura 6, en la que las bolsas de presión 40A y 40B están montadas sobre platos 42A y 42B respectivamente en el extremo de la bolsa 2. Como se muestra en la figura, el inflamiento de una bolsa, en este caso la 40A, causa el desplazamiento del fluido hacia el otro extremo donde la bolsa 40B está desinflada. Inflando y desinflando alternativamente las bolsas 40A y 40B se produce el movimiento del fluido 4 en el interior de la bolsa 2.
La Figura 8 muestra otra realización del presente invento. En esta realización, la bolsa de presión 50 está contenida dentro de la bolsa 2. La admisión 10 y la descarga 12 a la bolsa de presión 50 se dirigen a través de unas aberturas practicadas en la pared de la bolsa 2 formando un obturador a prueba de líquidos alrededor de la admisión 10 y la descarga 12.
La Figura 9 presenta una realización que es similar a la realización de la Figura 8, pero que tiene dos bolsas de presión 50A y 50B.
La Figura 10 presenta otra realización en la que la bolsa de presión 60 forma una parte central de la bolsa 2. A través de la bolsa 60 se ha formado un conducto 62 para proveer comunicación de fluido entre la primera sección 64 de la bolsa 2 y la segunda parte 66. Preferiblemente, la superficie exterior de la bolsa de presión 60 está sujeta permanentemente a la pared interior de la bolsa 2 de tal manera que el inflamiento y/o el desinflamiento tienden a concentrar el movimiento hacia el centro de la bolsa 2.El fluido se desplaza entre las partes 64 y 66 mediante el inflamiento/desinflamiento de la bolsa de presión 60. Adicionalmente, mediante el uso de una restricción de estrechamiento en la forma de un conducto 62, se puede conseguir la mezcla del fluido a medida que éste atraviesa el conducto. Este efecto se puede ampliar por medio del uso de paletas (que no se han mostrado) en el conducto 62 para crear un mezclador estático. Opcionalmente, se podrían añadir una o más bolsas de presión adicionales (que no se han mostrado) similares a las de las Figuras 1 a 9 para amplificar el movimiento del fluido.
La Figura 11 presenta una realización adicional del presente invento. En este caso, la bolsa de presión 70 circunda una parte central de la bolsa 2 y cuando se infla, impulsa el fluido 4 hacia los extremos. Después del desinflamiento, el fluido 4 se vuelve a desplazar hacia el centro y hacia el extremo opuesto. La realización crea un alto grado de mezcla y turbulencia, y resulta particularmente útil en la aplicaciones de mezcla.
Un uso adicional para el sistema del presente invento es como una bomba o una vasija de alimentación con presión regulada para el líquido del interior. Si se desea bombear el fluido contenido en la bolsa a otra ubicación, tal como para almacenamiento o tratamiento posterior, se pueden usar las bolsas de presión y una válvula instalada en la salida de la bolsa para impulsar selectivamente una parte, la mayor parte o todo el fluido fuera de la descarga de la bolsa. Análogamente, cuando el fluido contenido en la bolsa se va a filtrar, se pueden usar las bolsas de presión para crear una presión constante sobre el fluido contenido en la bolsa y luego suministrar ese fluido presurizado desde la bolsa a través de su descarga a una admisión de un filtro. De esta manera se elimina la necesidad de disponer de una bomba en este procedimiento desechable. La presión en el interior de las bolsa de presión así como el fluido se pueden monitorizar y ajustar según sea necesario para proveer la alimentación de presión correcta al fluido cuando se está filtrando.
Las bolsas utilizadas en el presente invento pueden ser las usadas típicamente en la industria biofarmacéutica para biorreactores, fermentadores, bolsas de almacenamiento y artículos similares. Estas bolsas las fabrican una variedad de proveedores tales como Stedim SA de Francia e Hyclone de Loga, UTA. La capacidad de estas bolsas abarca desde unos pocos litros hasta 2.000 litros o más. Típicamente se fabrican de una película de plástico de múltiples estratos (extrudidos o laminados) tales como polietileno, polipropileno, copolímeros de EVA, VEO, PET, PETG, polímeros especiales o exclusivos tales como la película de HyQ CX5-14 fabricada por Hyclone que es una película de múltiples estratos coextrudida con un estrato exterior de un elastómero con un estrato de protección de VEO y un estrato de contacto de un producto de polietileno de densidad ultra-baja, mezclas de polímeros y productos similares. El polímero (o polímeros) seleccionados se eligen teniendo en cuenta la combinación prevista de limpieza, resistencia mecánica y viabilidad.
La bolsa (o bolsas) de presión se podrían fabricar de los mismos materiales que las bolsas 2 y se pueden hacer de la misma manera tal como moldeo por soplado, cerrando herméticamente por calor las costuras de películas planas juntas para formar una bolsa, y mediante técnicas similares. Cuando las bolsas de presión se usen fuera de la bolsa 2, la cuestión de la limpieza podría ser menos importante. Los atributos fundamentales de las bolsas de presión exteriores son la resistencia mecánica, la resistencia (para soportar las repetidas operaciones de inflamiento y desinflamiento) y el coste. Si estas bolsas se van a reutilizar, se puede considerar el uso de materiales elastómeros tales como cauchos (naturales o sintéticos como nitrilo, neopreno y materiales similares), elastómeros tales como los copolímeros de estireno-butadieno- estireno (en adelante copolímeros de SBS), elastómeros termoplásticos como la resina SANTOPRENE® fabricada por Advanced Elastomer Systems de Akron, Ohio y suministradores similares. Cuando se usen en el interior y por tanto en contacto con el producto, las bolsas de presión deberían hacerse de los mismos materiales que las propias bolsas 2 con el fin de mantener la limpieza.
Según se ha descrito anteriormente, las bolsas de presión se podrían inflar con aire, otros gases o fluidos. El medio elegido depende del usuario y de la fuente más común disponible. La mayoría de las fábricas tienen tuberías de aire y de vacío instaladas en el interior y son éstas la que se usarían más típicamente en esta aplicación.
En algunas instalaciones se podrían necesitar reguladores de presión para mantener la presión del aire que entre en las bolsas dentro de un intervalo regulado deseado con el fin de evitar que la bolsa se deteriore por sobreinflamiento o prevenir un bajo inflamiento de la bolsa. La presión utilizada en una bolsa determinada variará dependiendo de la resistencia mecánica de la bolsa, de la cantidad de compresión o de movimiento de la bolsa deseados y de la fuente disponible de presión. Típicamente, la presión será desde aproximadamente 34,47 kPa hasta alrededor de 689,47 kPa (5 a 100 libras por pulgada cuadrada), más típicamente desde aproximadamente 68, 94 kPa hasta alrededor de 551,58 kPa (10 a 80 libras por pulgada cuadrada).
Si se desea, el uso de un vacío en la descarga de la bolsa de presión podría ayudar en el desinflamiento rápido de la bolsa cuando se desee. Aunque es útil, no obstante no es necesario al presente invento. Todo lo que se necesita es una simple válvula de liberación de presión, porque el desplazamiento del fluido en la bolsa desde el extremo que se está inflando hacia el extremo que se esté desinflando añadirá peso (el del fluido que se mueve dentro de la bolsa) contra la bolsa de presión que se desinfla para ayudar al desinflamiento.
Cuando se use un líquido tal como agua o un fluido hidráulico, se podrían usar bombas para suministrar la presión deseada y extraer la cantidad prevista de líquido presurizado de las bolsa de presión según se necesite. Se podría utilizar cualquier bomba empleada comúnmente en la industria farmacéutica o alimenticia incluyendo bombas de pistones, bombas rotatorias, bombas peristálticas y bombas similares.
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El número de inflamientos/desinflamientos por hora o por minuto depende de la aplicación involucrada. Algunas aplicaciones como la mezcla exigirán un movimiento casi continuo del líquido en la bolsa, y por tanto necesitarán uno o más ciclos de inflamiento/desinflamiento por minuto. A menudo el ciclo de inflamiento/desinflamiento puede abarcar desde uno (1) hasta aproximadamente treinta (30) ciclos por minuto de inflamiento/desinflamiento. en dichas aplicaciones. En el otro extremo, cuando solamente se requiere o desea un ligero movimiento del líquido, el ciclo de inflamiento/desinflamiento podría estar en el orden de aproximadamente uno (1) hasta alrededor de sesenta (60) ciclos por hora. En otras aplicaciones, tales como para mezclar componentes que pueden soportar cizalladura y formación de espuma, los ciclos podrían ser aún más rápidos que los anteriormente mencionados, si se desea.
Adicionalmente, el ciclo de inflamiento/desinflamiento se podría acoplar con otras funciones de la bolsa tales como el suministro de nutrientes o el suministro de gases y la extracción de gases de escape, excrementos y bio-producto. La temporización de la introducción de gases, nutrientes y productos análogos se puede hacer con el movimiento de la bolsa mediante la bolsa de presión de tal manera que el movimiento del líquido cree una aspiración o diferencia de presión en la admisión del gas/nutriente a la bolsa para ayudar a la aspiración de la cantidad deseada en el interior de la bolsa según se requiera. Análogamente, la diferencia de presión puede trabajar sobre la descarga a los gases respiratorios gastados de escape o para permitir la toma de muestras de una parte alícuota de líquido para pruebas o la extracción de una parte del líquido para eliminar excrementos y productos similares.
El inflamiento/desinflamiento se podrían hacer manual o automáticamente. Se prefiere que el sistema sea automático para reducir los costes de mano de obra y asegurar la repetibilidad de la precisión. En la Figura 12 se muestra uno de dichos sistemas. En este caso, una unidad de control 100 monitoriza un parámetro de las bolsas de presión 102A y B tal como el tiempo de inflamiento o desinflamiento, la presión o parámetros similares. Cuando el parámetro en una bolsa, por ejemplo la presión en la 102B alcanza un nivel inferior regulado o un nivel cero, la unidad de control deja de inflar la bolsa 102A, empieza a llenar la bolsa 102B a través de la alimentación 104 de presión y empieza a desinflar la bolsa 102A a través de la tubería de descarga 106 mostrada con la válvula preferida de escape 108. Se muestra también un monitor 110 de presión para las bolsas y un aparato de medida para presentar visualmente el número de ciclos por un tiempo determinado (ya sean minutos u horas). Si se desea, la unidad de control podría ser un controlador proporcional de integral y derivada (en adelante controlador PID) o un ordenador. Se podría incorporar también software al sistema según se desee para permitir una flexibilidad y control mayores.
El uso de válvulas controlables, tales como válvulas controladas neumáticamente o válvulas de solenoide instaladas en las admisiones y descargas a las bolsas 102A y B, permite a la unidad de control 100 funcionar con más rendimiento. Sin embargo, se contemplan también otros medios para controlar el inflamiento/desinflamiento de las bolsas 102A y B. Por ejemplo, se podría usar un simple restrictor de liberación lenta de flujo en la descarga de las bolsas 102A y B que desinfle a una velocidad más lenta que el aire suministrado a la bolsa para permitir que se infle cuando se desee. Simplemente se conmuta la presión de aire desde la admisión de una bolsa a la otra basándose en la velocidad de desinflamiento del restrictor, controlando así el ciclo de inflamiento/desinflamiento de esa manera.
El presente invento provee de un sistema sencillo para mover líquido, incluso en volúmenes grandes en un sistema desechable. Permite conseguir el movimiento adecuado para la mezcla de los componentes según se desee sin la necesidad de inversiones de capital ni de equipos de mantenimiento intensivo tales como las plataformas basculantes o los montacargas o las grúas hidráulicas. Aprovecha también las alimentaciones comunes de aire/vacío en las fábricas. Aunque se ha contemplado para su uso en la industria biofarmacéutica, es evidente que el dispositivo del presente invento tiene aplicaciones en otros campos tales como la fabricación de la cerveza, elaboración de vino, mezcla de componentes peligrosos, pinturas, resinas epoxídicas y productos similares en bolsas desechables.

Claims (12)

1. Un dispositivo para crear un movimiento en un primer fluido, que comprende:
una bolsa (2) que tiene un volumen interior para contener el primer fluido que se va a mover;
una o más bolsa (o bolsas) de presión (8; 8A, B; 30A, B; 40; 40A, B; 50; 50A, B; 60; 70; 102A, B) adyacentes a la bolsa (2), teniendo las una o más bolsas de presión una admisión (10; 32) y una descarga (12, 34), estando conectada al menos la admisión de las una o más bolsas de presión a una fuente de segundo líquido presurizado (16; 104) y siendo capaces de abrirse y cerrarse selectivamente; y
una o más válvulas (14) que actúan sobre la admisión (10; 32) y/o la descarga (12; 34) de las una o más bolsas para controlar el inflamiento o desinflamiento selectivos de las una o más bolsas de presión;
caracterizado porque dichas una o más válvulas (14) comprenden un restrictor de liberación lenta en la descarga de las bolsas de presión (102A, B) o se seleccionan del grupo que consiste en válvulas activadas por solenoide o neumáticamente destinadas a actuar sobre la admisión (10; 32) y/o descarga (12; 34) de las una o más bolsas de presión para crear un movimiento ondulatorio en el primer fluido contenido en la bolsa (2).
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que las una o más bolsas de presión (8; 8A, B; 30A, B; 40; 40A, B; 50; 50A, B; 60; 70; 102A, B) son adyacentes a una parte exterior de la bolsa (2) y/o están contenidas dentro del volumen de la bolsa (2).
3. El dispositivo de la reivindicación 2, en el que las bolsas de presión son al menos dos en número.
4. El dispositivo de la reivindicación 3, en el que dos de las bolsas de presión (8A, B; 30A, B; 40a, b; 50A, B; 102A, B) están dispuestas en los extremos opuestos de la bolsa (2) entre sí.
5. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos una de las bolsas de presión (60; 70) está situada en una ubicación central de la bolsa (2).
6. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que una o más de las bolsas de presión (40; 40a, B) es/son adyacentes a una parte exterior de la bolsa (2) y adyacentes a un punto fijo (42; 42A, B) en un lado de la respectiva bolsa de presión (40; 40A, B) opuesto al de la bolsa (2).
7. El dispositivo de la reivindicación 5, en el que al menos una de las bolsas de presión (60) está contenida dentro del volumen de la bolsa en la ubicación central y la bolsa de presión (60) contiene un conducto (62) que atraviesa la bolsa de presión para permitir la circulación de fluido desde un extremo (64) del volumen de la bolsa hasta el otro extremo (66) a través del conducto (62) de la bolsa de presión.
8. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el fluido presurizado se selecciona del grupo que consiste en aire, gases y líquidos.
9. El dispositivo de la reivindicación 8, en el que el fluido presurizado se selecciona del grupo que consiste en agua y fluidos hidráulicos.
10. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la bolsa (2) tiene una admisión (18) y una descarga (20), cuyas admisión (18) y descarga (20) son capaces de abrirse y cerrarse selectivamente.
11. Un sistema para mezclar dos o más componentes, al menos uno de los cuales se encuentra en estado líquido, que comprende:
un dispositivo para crear un movimiento en un fluido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que los componentes a mezclar se alojan en el volumen de la bolsa (2); y
una unidad de control (100) conectada al menos a la válvula (14) que actúa sobre la admisión de la bolsa (o bolsas) de presión para activar la válvula (14) con el fin de abrir y cerrar selectivamente la admisión (10) para inflar y desinflar alternativamente la bolsa (o bolsas) de presión para crear un movimiento ondulatorio en los componentes alojados en el volumen de la bolsa (2).
12. Un método para mezclar dos o más componentes, al menos uno de los cuales se encuentra en estado líquido, que usa el dispositivo para crear un movimiento en un fluido de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, que comprende:
llenar los componentes que se van a mezclar en el volumen interior de la bolsa (2) del dispositivo;
\newpage
aplicar selectivamente fluido presurizado al menos a una de las una o más bolsas de presión del dispositivo con el fin de inflar alternativamente dicha bolsa (o dichas bolsas) de presión y detener selectivamente la alimentación de fluido presurizado a dicha bolsa (o dichas bolsas) de presión para crear un movimiento ondulatorio de los componentes dentro del volumen de la bolsa (2).
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