FR2617286A1 - Sampling device comprising a sampling head which can be sterilised in position mounted on a bioreactor - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE PRELEVEMENT COMPORTANT UNE TETE DE PRELEVEMENT
STERILISABLE EN POSITION MONTEE SUR UN BIOREACTEUR.SAMPLING DEVICE COMPRISING A SAMPLING HEAD
STERILIZABLE IN POSITION MOUNTED ON A BIOREACTOR.
DESCRIPTION. DESCRIPTION.
L'invention concerne un dispositif de prélèvement permettant de prélever un liquide dans une enceinte telle qu'un bioréacteur. The invention relates to a sampling device for withdrawing a liquid from an enclosure such as a bioreactor.
Plus précisément, ce dispositif permet l'extraction stérile reproductible, et rapide d'échantillons d'une solution représentative de la solution renfermant des solides ou des micro-organismes en suspension contenus dans un bioréacteur, notamment en vue du suivi analytique continu ou semi-continu des concentrations en réactif et/ou en produits de réaction. More specifically, this device allows the reproducible, rapid sterile extraction of samples of a solution representative of the solution containing solids or microorganisms in suspension contained in a bioreactor, in particular for continuous or semi-analytical monitoring. continuous concentrations of reagent and / or reaction products.
On connaft déjà des dispositifs permettant de prélever une solution. A titre d'exempLe, le document Cas Chromatography and Gateway Sensors for On-Line State Estimation of Complex
Fermentations (Butanol-Acetone Fermentation), (p. 1 246 - 1 251), décrit un système de prélèvement permettant de prélever au moyen d'une pompe péristaltique une solution dans un bioréacteur à double paroi de verre et d'introduire cette solution dans un module d'ultrafiltration. A la sortie du module, le filtrat est ensuite dirigé vers un analyseur.We already know devices for taking a solution. As an example, the document Cas Chromatography and Gateway Sensors for On-Line State Estimation of Complex
Fermentations (Butanol-Acetone Fermentation), (p. 1 246 - 1 251), describes a sampling system allowing a solution to be sampled by means of a peristaltic pump in a bioreactor with double glass walls and to introduce this solution into an ultrafiltration module. On leaving the module, the filtrate is then directed to an analyzer.
Toutefois, dans un dispositif de ce type, il existe un risque de contamination du bioréacteur lors du raccordement du module d'ultrafiltration. En effet, la stérilisation du bioréacteur et celle du module de filtration sont faites séparément avant leur raccordement. Ce raccordement nécessite des manipulations qui entraient des risques de contamination. En outre, dans un dispositif de ce type, Les cellules passent à travers la pompe qui risque d'endommager leurs parois et donc de modifier leurs caractéristiques. However, in a device of this type, there is a risk of contamination of the bioreactor when connecting the ultrafiltration module. Indeed, the sterilization of the bioreactor and that of the filtration module are done separately before their connection. This connection requires manipulations which involved the risk of contamination. In addition, in a device of this type, the cells pass through the pump which risks damaging their walls and therefore modifying their characteristics.
Enfin, un dépôt de particules, généralement appelé couche de polarisation, se forme à la surface de la membrane au cours du temps. Ce dépôt modifie évidemment les caractéristiques de filtration de la membrane et conduit à un prélèvement non représentatif du milieu. En effet la filtration est assuree également par ce dépôt. Dans ce cas, les caractéristiques de séparation peuvent dépendre plus de la couche de dépôt que de la membrane et certains produits, notamment les grosses molécules telles que les anti-corps monoclonaux risquent d'être retenus par la couche de polarisation et ne seront donc pas mis en évidence lors de l'analyse de L'échantillon de liquide clarifié. Finally, a deposit of particles, generally called a polarization layer, forms on the surface of the membrane over time. This deposition obviously modifies the filtration characteristics of the membrane and leads to a sample that is not representative of the medium. In fact, filtration is also ensured by this deposit. In this case, the separation characteristics may depend more on the deposition layer than on the membrane and certain products, in particular large molecules such as monoclonal antibodies, may be retained by the polarization layer and will therefore not be highlighted during the analysis of the clarified liquid sample.
L'article A Continuous Method for Monitoring and
Controlling Fermentations : Using an Automated HPLC System, pages 1 060 à 1 062 (1985)" décrit également un dispositif de prélèvement d'une solution dans un bioréacteur qui comporte les mêmes inconvénients.A Continuous Method for Monitoring and
Controlling Fermentations: Using an Automated HPLC System, pages 1 060 to 1 062 (1985) "also describes a device for sampling a solution in a bioreactor which has the same drawbacks.
L'invention a précisément pour objet un dispositif de préLèvement qui permet de remédier à ces inconvénients. The invention specifically relates to a sampling device which overcomes these drawbacks.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de prélèvement de liquide dans une enceinte telle qu'un bioréacteur, caractérisé en ce qu'il comprend - un corps monté sur une paroi de l'enceinte et traversant cette
paroi, une tête de prélèvement comportant une membrane
filtrante montée sur ledit corps et plongeant dans ledit
liquide ; - un récipient d'échantillonnage ; - des moyens d'aspiration raccordés au corps pour aspirer ledit
Liquide au travers de la membrane filtrante et l'introduire
dans le récipient d'échantillonnage ; - la membrane filtrante de la tête de prélèvement étant
constituée par une couche séparatrice minérale de filtration
déposée extérieurement sur un cylindre de support poreux
minéral ; - une source de vapeur pouvant être raccordée au corps par
l'intermédiaire d'une vanne pour stériliser ladite membrane de
filtration.To this end, the invention relates to a device for withdrawing liquid from an enclosure such as a bioreactor, characterized in that it comprises - a body mounted on a wall of the enclosure and passing through this
wall, a sampling head comprising a membrane
filter mounted on said body and immersed in said
liquid; - a sampling container; - suction means connected to the body for aspirating said
Liquid through the filter membrane and introduce it
in the sampling container; - the filtering membrane of the sampling head being
consisting of a mineral separating filtration layer
externally deposited on a porous support cylinder
mineral; - a source of steam which can be connected to the body by
through a valve to sterilize said membrane
filtration.
On assemble tout d'abord la tête de prélèvement sur le corps du dispositif, puis on fixe l'ensemble sur la paroi du bioréacteur. Grâce à la présence d'une source de vapeur, la stérilisation du dispositif est effectuée seulement à ce moment, par le passage de vapeur à travers La membrane de filtration et le volume d'échantillonnage. L'ensemble du dispositif est ainsi stérilisé juste avant son utilisation. Cette opération de stérilisation n'est suivie d'aucune manipulation. Il n'existe donc pas de risque de contamination ultérieure. Firstly, the sampling head is assembled on the body of the device, then the assembly is fixed on the wall of the bioreactor. Thanks to the presence of a steam source, sterilization of the device is only carried out at this time, by the passage of steam through the filtration membrane and the sampling volume. The entire device is thus sterilized just before use. This sterilization operation is not followed by any manipulation. There is therefore no risk of subsequent contamination.
Il est à souligner que l'utilisation de vapeur pour effectuer la stérilisation de la tête de préLèvement est possible parce que l'on utilise une barrière minérale qui est capable de supporter cette température. It should be emphasized that the use of steam to sterilize the sampling head is possible because a mineral barrier is used which is able to withstand this temperature.
De préférence, la tête de prélèvement comprend un support de membrane présentant une partie cylindrique et une partie terminale, la partie cylindrique étant traversée par un conduit de passage axial pour le liquide, un cylindre de support minéral poreux recouvert d'une couche de filtration entourant au moins partiellement le support de membrane, une chambre annulaire séparant le support de membrane du support minéral pores * cette chambre étant raccordée au conduit axial de passage du liquide par un canal radial, un nez étant fixé à la partie terminale du support de membrane. Preferably, the sampling head comprises a membrane support having a cylindrical part and an end part, the cylindrical part being traversed by an axial passage duct for the liquid, a porous mineral support cylinder covered with a filtration layer surrounding at least partially the membrane support, an annular chamber separating the membrane support from the mineral pore support * this chamber being connected to the axial conduit for the passage of the liquid by a radial channel, a nose being fixed to the terminal part of the membrane support.
Selon une autre réalisation, la tête de prélèvement comprend un corps cylindrique massif de support de membrane poreux, ce corps de support de membrane poreux comprenant une partie cylindrique et une partie terminale, la partie cylindrique étant traversée au moins partiellement par un canal pour le passage du liquide, une couche de filtration revêtant au moins partiellement la partie cylindrique du corps de support de membrane, un embout étanche recouvrant la partie terminale du corps de support. According to another embodiment, the sampling head comprises a solid cylindrical body for supporting the porous membrane, this support body for the porous membrane comprising a cylindrical part and a terminal part, the cylindrical part being traversed at least partially by a channel for passage liquid, a filtration layer covering at least partially the cylindrical part of the membrane support body, a sealed nozzle covering the end part of the support body.
Selon une caractéristique préférentielle, La pompe est placée entre la membrane filtrante et Le récipient d'échantillonnage. Ainsi, la solution prélevée dans le bioréacteur est fiLtrée avant de traverser la pompe. Les microorganismes sont donc retenus par la membrane filtrante de telle sorte que leurs parois ne risquent pas d'être endommagées par leurs passages dans cette pompe. Afin de réduire encore ce risque, les moyens d'aspiration sont constitués par une pompe à vide et par une source de gaz comprimé qui peuvent être connectées alternativement. Par une succession de vide primaire et de refoulement, le liquide est amené vers l'analyseur. According to a preferred characteristic, the pump is placed between the filter membrane and the sampling container. Thus, the solution taken from the bioreactor is filtered before passing through the pump. The microorganisms are therefore retained by the filter membrane so that their walls are not likely to be damaged by their passage through this pump. In order to further reduce this risk, the suction means consist of a vacuum pump and a source of compressed gas which can be connected alternately. By a succession of primary vacuum and delivery, the liquid is brought to the analyzer.
L'utilisation d'une pompe à vide supprime le risque de traumatiser les micro-organismes.Using a vacuum pump removes the risk of traumatizing microorganisms.
Enfin, selon une seconde caractéristique préférentielle, La tête de prélèvement est montée sur un axe d'entrafnement traversé par un conduit d'évacuation longitudinal et monté tournant dans Le corps. Un moteur permet d'entrarner cet axe en rotation. La vitesse linéaire de déplacement de la membrane est, pour une vitesse de rotation de mille tours par minute, de 0,52 m par seconde par cm de diamètre. Finally, according to a second preferred characteristic, the sampling head is mounted on a driving axis crossed by a longitudinal evacuation duct and mounted to rotate in the body. A motor allows to rotate this axis in rotation. The linear speed of movement of the membrane is, for a speed of rotation of a thousand revolutions per minute, 0.52 m per second per cm of diameter.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence aux figures annexées, qui représentent seulement un mode d'exécution - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier
mode de réalisation d'un dispositif de prélèvement conforme à
L'invention comportant une pompe à vide et une membrane
tournante ; - la figure 2 est une vue en coupe détaillée du mode de
réalisation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue à échelle agrandie d'une tête de
prélèvement pour un dispositif de prélèvement représenté sur
les figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une vue à échelle agrandie d'un mode de
réalisation d'une tête de prélèvement pour un dispositif
représenté sur les figures 1 et 2 ; - la figure 5 est une vue schématique d'un mode de réalisation
simplifié d'un dispositif de prélèvement de Liquide conforme à
l'invention.The invention will now be described in more detail with reference to the appended figures, which represent only one embodiment - Figure 1 is a schematic representation of a first
embodiment of a sampling device in accordance with
The invention comprising a vacuum pump and a membrane
rotating; - Figure 2 is a detailed sectional view of the mode of
embodiment of Figure 1; - Figure 3 is an enlarged view of a head
sampling for a sampling device shown on
Figures 1 and 2; - Figure 4 is an enlarged view of a mode of
production of a sampling head for a device
shown in Figures 1 and 2; - Figure 5 is a schematic view of an embodiment
simplified liquid withdrawal system in accordance with
the invention.
On a représenté sur la figure 1 une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de prélèvement conforme à l'invention. On a désigné par la référence 2 un bioréacteur et par 4 une paroi de ce bioréacteur. Le bioréacteur 2 permet la culture de cellules ou de micro-organismes. Afin de suivre en continu ou en semi-continu Les concentrations en réactifs et en produits de réaction contenus dans le bioréacteur 2, on a monté sur La paroi 4 comportant un bossage 5 un dispositif qui permet l'extraction stérile reproductible et rapide d'échantillons de solution clarifiée représentatifs de la solution- 8 renfermant des solides ou des micro-organismes en suspension. There is shown in Figure 1 a schematic view of a first embodiment of a sampling device according to the invention. We have designated by reference 2 a bioreactor and by 4 a wall of this bioreactor. Bioreactor 2 allows the culture of cells or microorganisms. In order to follow continuously or semi-continuously The concentrations of reagents and of reaction products contained in the bioreactor 2, a device which allows the reproducible and rapid sterile extraction of samples has been mounted on the wall 4 comprising a boss 5 of clarified solution representative of solution- 8 containing solids or microorganisms in suspension.
Le dispositif de prélèvement se compose d'un corps 10 monté sur la paroi 4, d'une tête de prélèvement 12 montée sur le corps 10 et plongeant dans le liquide 8, d'une pompe d'aspiration 30 raccordée au corps 10 par l'intermédiaire d'une vanne 33 à quatre voies, d'une source de vapeur 18, et d'une source de gaz comprimé 32. Une capacité tampon 31 est interposée entre la vanne 33 et la pompe à vide 30. Cette capacité a pour fonction d'éviter que du liquide ne puisse remonter jusqu'à La pompe 30. La mise en oeuvre successive de la pompe à vide 30 et-de la source de gaz comprimé 32 permet de remplir et de vider Le volume d'échantillonnage 20 de la solution clarifiée 8 sans utilisation de pompe. The sampling device consists of a body 10 mounted on the wall 4, a sampling head 12 mounted on the body 10 and immersed in the liquid 8, a suction pump 30 connected to the body 10 by l 'through a four-way valve 33, a source of steam 18, and a source of compressed gas 32. A buffer capacity 31 is interposed between the valve 33 and the vacuum pump 30. This capacity has for function of preventing liquid from going up to the pump 30. The successive use of the vacuum pump 30 and of the compressed gas source 32 makes it possible to fill and empty the sampling volume 20 of the clarified solution 8 without using a pump.
La pompe 30 permet d'aspirer le liquide 8 au travers de la membrane de la tête de prélèvement 12 et de l'introduire dans un volume d'échantillonnage 20 lui-même relié à un dispositif d'analyse 22 par l'intermédiaire d'une vanne 24. L'analyseur 20 ne fait pas partie de l'invention et ne sera par conséquent pas décrit en détail. The pump 30 makes it possible to suck the liquid 8 through the membrane of the sampling head 12 and to introduce it into a sampling volume 20 itself connected to an analysis device 22 by means of a valve 24. The analyzer 20 is not part of the invention and will therefore not be described in detail.
Lorsque la vanne 33 est actionnée de manière à mettre la source de vapeur 18 en communication avec le corps 10, une quantité de vapeur traverse la membrane de la tête de prélèvement 12 de telle sorte que cette dernière est stérilisée. Cette opération est effectuée lorsque la tête de prélèvement et le corps 10 ont été assemblés, puis montés sur la paroi 4 du bioréacteur 2. Par suite, la tête de prélèvement ne sera pas manipulée après sa stérilisation. En conséquence, elle ne sera pas contaminée de nouveau. IL est à remarquer que l'opération de stérilisation est effectuée lorsque le bioréacteur 2 est vide, c' est-à-dire ne contient pas le liquide 8 renfermant les microorganismes en suspension. Ainsi, ces derniers ne sont pas détruits par la vapeur.Toutefois, en cas de nécessité, la stérilisation de la membrane de le tête de prélèvement pourrait encore être effectuée lorsque le Liquide a été introduit, car seuls les micro-organismes situés au voisinage immédiat de la membrane risqueraient d'être endommagés. When the valve 33 is actuated so as to put the source of steam 18 in communication with the body 10, a quantity of steam passes through the membrane of the sampling head 12 so that the latter is sterilized. This operation is carried out when the sampling head and the body 10 have been assembled, then mounted on the wall 4 of the bioreactor 2. Consequently, the sampling head will not be handled after sterilization. As a result, it will not be contaminated again. It should be noted that the sterilization operation is carried out when the bioreactor 2 is empty, that is to say does not contain the liquid 8 containing the microorganisms in suspension. Thus, the latter are not destroyed by the steam. However, if necessary, the sterilization of the membrane of the sampling head could still be carried out when the Liquid has been introduced, because only the microorganisms located in the immediate vicinity membrane may be damaged.
On remarque également (figure 5) que la pompe d'extraction 14 est située entre la tête de prélèvement 12 et le volume d'échantillonnage 20. De cette manière, la solution qui est aspirée par la pompe a traversé au préalable la membrane filtrante. Les micro-organismes présents dans la solution 8 ont été retenus par cette membrane de telle sorte que la pompe 14 aspire seulement une solution clarifiée. En conséquence, ces micro-organismes ne peuvent pas être endommagés par leur passage dans la pompe 14, ce qui constitue un second avantage de l'invention. Note also (Figure 5) that the extraction pump 14 is located between the sampling head 12 and the sampling volume 20. In this way, the solution which is sucked by the pump has previously passed through the filter membrane. The microorganisms present in solution 8 have been retained by this membrane so that the pump 14 sucks only a clarified solution. Consequently, these microorganisms cannot be damaged by their passage through the pump 14, which constitutes a second advantage of the invention.
En outre, selon une caractéristique préférée de l'invention, la tête de prélèvement 12 est montée tournante sur le corps 10. Elle est entraînée en rotation par un moteur 34. Furthermore, according to a preferred characteristic of the invention, the sampling head 12 is mounted to rotate on the body 10. It is rotated by a motor 34.
On a représenté sur la figure 2, une vue détaillée en coupe du mode de réalisation de la figure 1. On voit que le corps 10 du dispositif de prélèvement, représenté seulement schématiquement sur la figure 2, est constitué d'un fourreau 80, d'un distributeur d'échantillon 86, et en outre d'une bride 100. There is shown in Figure 2, a detailed sectional view of the embodiment of Figure 1. We see that the body 10 of the sampling device, shown only schematically in Figure 2, consists of a sleeve 80, d 'a sample distributor 86, and furthermore a flange 100.
Le fourreau 80 est introduit dans le bossage 5. Il est fixé par l'intermédiaire d'une bride 82 et d'une contre-bride 84 fixée à la bride 82 par une série de boulons 1D3.The sleeve 80 is introduced into the boss 5. It is fixed by means of a flange 82 and a counter-flange 84 fixed to the flange 82 by a series of bolts 1D3.
Le distributeur d'échantillons 86 est monté coaxialement sur Le fourreau 80. Il est percé d'un canal radial 88 communiquant avec un canal 90 d'un récipient d'échantillonnage 20 et d'autre part par un canal radial 94 qui communique avec une vanne à quatre voies 33 (voir figure 1). A son autre extrémité, le récipient d'échantillonnage 20 communique avec un dispositif d'analyse. Une vanne 24 (voir figure 1) est interposée entre le récipient d'échantillonnage 20 et L'analyseur. Un flasque 100 est vissé sur le distributeur d'échantillons 86 par des vis 102. Le flasque permet de monter un moteur d'entrafnement 34 connecté à
L'arbre d'entrainement 62. Cet arbre d'entratnement est monté à l'intérieur du fourreau de liaison 80 et du flasque 100 par l'intermédiaire de deux roulements 104 et 106.Une étanchéité est assurée entre le bossage du bioréacteur et le fourreau par l'intermédiaire d'un joint torique 108.The sample distributor 86 is mounted coaxially on the sheath 80. It is pierced with a radial channel 88 communicating with a channel 90 of a sampling container 20 and on the other hand by a radial channel 94 which communicates with a four-way valve 33 (see Figure 1). At its other end, the sampling container 20 communicates with an analysis device. A valve 24 (see FIG. 1) is interposed between the sampling container 20 and the analyzer. A flange 100 is screwed onto the sample distributor 86 by screws 102. The flange makes it possible to mount a drive motor 34 connected to
The drive shaft 62. This drive shaft is mounted inside the connecting sleeve 80 and the flange 100 by means of two bearings 104 and 106. A seal is ensured between the boss of the bioreactor and the sleeve via an O-ring 108.
On a représenté sur la figure 3, un premier mode de réalisation d'une tête de prélèvement conforme à l'invention. FIG. 3 shows a first embodiment of a sampling head according to the invention.
Cette tête de prélèvement se compose d'un support de membrane 50 constitué par un manchon traversé par un canal axial 52 qui débouche å son extrémité dans un canal radial 54. Un cylindre de support 56 réalisé en un matériau minéral poreux tel que le carbone entoure le support de membrane 50. Une chambre annulaire 59 est prévue entre le cylindre 56 et Le support de membrane 50.This sampling head consists of a membrane support 50 consisting of a sleeve crossed by an axial channel 52 which opens at its end into a radial channel 54. A support cylinder 56 made of a porous mineral material such as carbon surrounds the membrane support 50. An annular chamber 59 is provided between the cylinder 56 and the membrane support 50.
Un nez 60 est vissé à L'extrémité du support de membrane creux 50. Une couche séparatrice 58 est déposée sur le cylindre de support minéral 56. La couche 58 peut être microfiltrante ou ultrafiltrante. Elle est également minérale. Elle est réalisée par exemple en zircone. L'ensemble constitué par le cylindre poreux 56 et la couche séparatrice 58 est appelé la membrane.A nose 60 is screwed to the end of the hollow membrane support 50. A separating layer 58 is deposited on the mineral support cylinder 56. The layer 58 can be microfiltrating or ultrafiltrating. It is also mineral. It is made for example of zirconia. The assembly constituted by the porous cylinder 56 and the separating layer 58 is called the membrane.
Cette membrane est fixée à une extrémité sur le support de membrane 50 et à son autre extrémité sur le nez 60, par exemple par un procédé appelé choupage ou par tout autre procédé convenable. La forme cylindrique de la membrane assure un écoulement hydraulique régulier du liquide autour de ladite membrane.This membrane is fixed at one end to the membrane support 50 and at its other end to the nose 60, for example by a process called choupage or by any other suitable process. The cylindrical shape of the membrane ensures a regular hydraulic flow of the liquid around said membrane.
La tête 48 est montée sur un axe d'entraînement 62 percé d'un canal longitudinal 64 qui prolonge le canal 52 du support de membrane 50. La chambre annulaire 59, le canal radial 54, le canal axial 52 et le canal axial 64 ont pour fonction
d'acheminer la solution clarifiée, prélevée dans le bio-réacteur,
vers le volume d'échantillonnage.The head 48 is mounted on a drive shaft 62 pierced with a longitudinal channel 64 which extends the channel 52 of the membrane support 50. The annular chamber 59, the radial channel 54, the axial channel 52 and the axial channel 64 have for function
to convey the clarified solution, taken from the bio-reactor,
towards the sampling volume.
On a représenté sur La figure 4 une variante de
réalisation de la tête de prélèvement. Cette variante, désignée
par la référence générale 148 est constituée d'un corps poreux
massif 156 traversé, sur une partie de sa longueur, par un canal
longitudinal 156a. Une couche minérale microfiltrante ou ultrafiltrante 58 est déposée sur la périphérie du support poreux
156. Sur l'extrémité hémisphérique du support poreux 156 on a
déposé un dépit étanche 160 qui a pour fonction d'empêcher la
pénétration des micro-organismes de manière que la surface
filtrante soit constituée uniquement par la partie cylindrique du
support poreux. On évite ainsi les effets d'extrémité.FIG. 4 shows a variant of
realization of the sampling head. This variant, designated
by general reference 148 consists of a porous body
massif 156 crossed, over part of its length, by a canal
longitudinal 156a. A microfiltrating or ultrafiltrating mineral layer 58 is deposited on the periphery of the porous support
156. On the hemispherical end of the porous support 156 we have
filed a tight suit 160 which has the function of preventing the
penetration of microorganisms so that the surface
filter is constituted only by the cylindrical part of the
porous support. This avoids end effects.
Une bague 150a est frettée sur l'autre extrémité du
support 156. Cette bague comporte un filetage sur sa partie
externe. Elle est vissée dans une bague de support 150b, elle
même vissée à l'extrémité de l'arbre d'entratnement 62. Une bague
d'étanchéité 66 est montée autour de l'arbre d'entratnement 62.A ring 150a is hooped on the other end of the
support 156. This ring has a thread on its part
external. It is screwed into a support ring 150b, it
even screwed to the end of the drive shaft 62. A ring
66 is mounted around the drive shaft 62.
Le canal axial 64 de l'arbre d'entratnement 62 est
situé dans Le prolongement du canal longitudinal 156a du support
poreux 156 afin de permettre l'acheminement de la solution
clarifiée, prélevée dans le bio-réacteur, vers Le récipient
d'échantillonnage 20.The axial channel 64 of the drive shaft 62 is
located in the extension of the longitudinal channel 156a of the support
porous 156 to allow the solution to flow
clarified, taken from the bio-reactor, to The container
sampling 20.
Etant donné que la tête de prélèvement 12 est montée
tournante par rapport au corps 10, il est nécessaire de prévoir
une étanchéité tournante entre cette tête et le fourreau 80. A
cette fin, une garniture mécanique, telle qu'on peut en trouver
dans le commerce, par exemple sous ta marque CYCLAM est
interposée entre le support de membrane 50 (figure 3) ou la bague
support 150b (figure 4) et une bague comportant une surface polie
(miroir). Un joint d'étanchéité 6 est interposé entre cette bague
67 et le fourreau 80. On retrouve un système de joints identique
constitué de deux garnitures mécaniques 66 au niveau de la
liai son entre l'axe d'entraînement 62 et les canaux axiaux 88 et 94 du distributeur d'échantillons. De la même manière, on retrouve deux bagues comportant des surfaces polies formant miroirs sur lesquelles les garnitures d'étanchéité 66 tournent.Since the sampling head 12 is mounted
rotating relative to the body 10, it is necessary to provide
a rotary seal between this head and the sleeve 80. A
for this purpose a mechanical seal, such as can be found
commercially, for example under your brand CYCLAM is
interposed between the membrane support 50 (Figure 3) or the ring
support 150b (Figure 4) and a ring with a polished surface
(mirror). A seal 6 is interposed between this ring
67 and the sleeve 80. We find an identical joint system
consisting of two mechanical seals 66 at the level of the
sound between the drive axis 62 and the axial channels 88 and 94 of the sample distributor. Similarly, there are two rings with polished surfaces forming mirrors on which the seals 66 rotate.
Le fonctionnement de ce node de réalisation est le suivant. The operation of this implementation node is as follows.
On procède tout d'abord à la stérilisation de la membrane de la tête de prélèvement. Cette opération est effectuée en reliant la source de vapeur au moyen de la vanne 33 au distributeur d'échantillons, les autres voies de la vanne étant fermées, ainsi que la vanne 24 placée entre le récipient d'échantillonnage 20 et l'analyseur 22. First of all, the membrane of the sampling head is sterilized. This operation is carried out by connecting the source of steam by means of the valve 33 to the sample distributor, the other ways of the valve being closed, as well as the valve 24 placed between the sampling container 20 and the analyzer 22.
Le remplissage du volume d'échantillonnage est effectué en ouvrant la voie de la vanne å quatre voies 33 reliée à la pompe à vide qui est suffisante pour créer un vide primaire, c'est-à-dire relativement peu poussé, par exemple au moyen d'une pompe à palettes. Sous l'effet de ce vide primaire, le récipient d'échantillonnage 20, ainsi que l'ensemble du volume mort du dispositif, à savoir le volume du canal longitudinal 64 de l'axe d'entratnement 62 du canal 52 ou'156a de la tête d'entraSnement, selon le mode de réalisation, le volume tampon 131, sont mis en dépression. Ces volumes ne se remplissent pas immédiatement de liquide d'échantillonnage étant donné que la membrane filtrante offre une résistance importante, de telle sorte que Le liquide peut pénétrer seulement lentement.Ce volume ayant été mis en dépression, on ferme la vanne reliée à la pompe à vide 30, et on attend le remplissage. On remarque également qu'une chambre annulaire 95 est prévue autour de l'axe d'entrafnement 62 au niveau de la liaison entre le canal 64 et le canaL 88, c'est-à- dire entre les deux garnitures d'étanchéité 66, de manière que le vide primaire provoqué par la pompe 30 puisse s'étendre au récipient d'échantillonnage 20. On notera également que ce récipient se trouve placé à la partie inférieure du dispositif, de manière à se remplir de liquide en premier. Ce récipient est de préférence transparent, par exemple en quartz, afin de pouvoir suivre la montée du niveau du liquide.Lorsque le remplissage du récipient 20 est terminé, on peut soit mettre le volume interne au dispositif à l'air libre, par l'intermédiaire d'un filtre stérilisant, soit envoyer directement une pression d'un gaz comprimé stérile en ouvrant la voie correspondante reliée à la source de gaz comprimé par la vanne à quatre voies 33. La vanne 24 située entre le volume d'échantillonnage 20 et l'analyseur 22 est alors ouverte. Sous l'effet de cette pression de gaz, le liquide est chassé vers L'analyseur 22 ou un collecteur d'échantillons. The filling of the sampling volume is carried out by opening the way of the four-way valve 33 connected to the vacuum pump which is sufficient to create a primary vacuum, that is to say relatively low pressure, for example by means a vane pump. Under the effect of this primary vacuum, the sampling container 20, as well as the entire dead volume of the device, namely the volume of the longitudinal channel 64 of the drive axis 62 of the channel 52 or '156 the drive head, according to the embodiment, the buffer volume 131, are placed under vacuum. These volumes do not immediately fill with sampling liquid since the filter membrane offers a high resistance, so that the liquid can only penetrate slowly. This volume having been placed under vacuum, the valve connected to the pump is closed empty 30, and we await filling. It is also noted that an annular chamber 95 is provided around the entrainment axis 62 at the connection between the channel 64 and the duct 88, that is to say between the two seals 66, so that the primary vacuum caused by the pump 30 can extend to the sampling container 20. It will also be noted that this container is placed at the bottom of the device, so as to fill with liquid first. This container is preferably transparent, for example made of quartz, in order to be able to follow the rise in the level of the liquid. When the filling of the container 20 is finished, the internal volume of the device can either be brought into the open air, by through a sterilizing filter, either directly send a pressure of a sterile compressed gas by opening the corresponding channel connected to the source of compressed gas by the four-way valve 33. The valve 24 located between the sampling volume 20 and the analyzer 22 is then open. Under the effect of this gas pressure, the liquid is expelled towards the Analyzer 22 or a sample collector.
On peut alors passer à la vidange du volume mort de manière à vider le dispositif de prélèvement de L'échantillon, ce qui permettra d'effectuer ultérieurement un autre prélèvement. It is then possible to proceed to the emptying of the dead volume so as to empty the device for taking the sample, which will make it possible to carry out another sampling later.
Cette opération est effectuée grâce à la source de gaz comprimé, la vanne 22 étant fermée. La vidange du liquide s'effectue au travers de la membrane poreuse et ce liquide retourne vers le bio-réacteur 2.This operation is carried out using the source of compressed gas, the valve 22 being closed. The liquid is drained through the porous membrane and this liquid returns to the bio-reactor 2.
On a représenté sur la figure 5 un mode de réalisation simplifié de L'invention. Cette réalisation se distingue du mode de réalisation des figures 1 à 4 par le fait que la pompe n'est pas une pompe à vide, mais une pompe de type classique. FIG. 5 shows a simplified embodiment of the invention. This embodiment differs from the embodiment of Figures 1 to 4 by the fact that the pump is not a vacuum pump, but a pump of conventional type.
Toutefois, comme on l'a mentionné précédemment, ce fait n'est pas excessivement gênant dans la mesure ou la solution a déjà été filtrée préalablement par la membrane 56, 58 qui retient les micro-organismes. Ils ne seront donc pas endommagés par leur passage dans la pompe.However, as mentioned previously, this fact is not excessively troublesome insofar as the solution has already been previously filtered by the membrane 56, 58 which retains the microorganisms. They will therefore not be damaged by their passage through the pump.
Dans ce mode de réalisation, la source de vapeur 18 est raccordée entre la pompe 14 et le corps 10 du dispositif de prélèvement par l'intermédiaire d'une vanne 16 dont l'ouverture permet la stérilisation de l'ensemble. Un tel dispositif permet un prélèvement en continu de liquide clarifié. In this embodiment, the steam source 18 is connected between the pump 14 and the body 10 of the sampling device by means of a valve 16 whose opening allows the sterilization of the assembly. Such a device allows continuous sampling of clarified liquid.
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