JP2022512183A - 遠心分離システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
遠心分離機は、回転軸周りに回転するように構成されかつ分離空間を備えるロータと、分離空間の内部に配置された分離円板の積層体と、ロータの第1の軸端に配置された第1の固定部と、ロータの第2の軸端に配置された第2の固定部とを含み、
入口通路は、第1または第2の固定部を介して分離空間内に延び、軽相出口通路は、第1または第2の固定部を介して分離空間から延び、重相出口通路は、第1または第2の固定部を介して分離空間から延び、
重相出口通路は、分離空間の半径方向外部からロータの中心部に向けてロータ内部で延びる少なくとも1つのチャネルを含み、
入口通路、軽相出口通路、および重相出口通路の各々は、ロータと第1および第2の固定部の各々との間で機械的に気密シールされ、
入口通路は、R0において回転軸上でロータの中心に入り、重相出口通路は、第1の半径R1においてロータを退出し、軽相出口通路は、第2の半径R2においてロータを退出し、R2≧R1≧R0およびR2>R0であり、
流量制御システムは、制御ユニットと、軽相導管内に配置された流量制御弁と、液体供給混合物測定デバイスと、軽相測定デバイスおよび/または重相測定デバイスとを含み、
制御ユニットは、液体供給混合物測定デバイスからの測定値ならびに軽相測定デバイスおよび/または重相測定デバイスからの測定値に基づいて、流量制御弁を制御するように構成される。
遠心分離機は、回転軸周りに回転するように構成されかつ分離空間を備えるロータと、分離空間の内部に配置された分離円板の積層体と、ロータの第1の軸端に配置された第1の固定部と、ロータの第2の軸端に配置された第2の固定部とを含み、
入口通路は、第1または第2の固定部を介して分離空間内に延び、軽相出口通路は、第1または第2の固定部を介して分離空間から延び、重相出口通路は、第1または第2の固定部を介して分離空間から延び、
重相出口通路は、分離空間の半径方向外部からロータの中心部に向けてロータ内部で延びる少なくとも1つのチャネルを含み、
入口通路、軽相出口通路、および重相出口通路の各々は、ロータと第1および第2の固定部の各々との間で機械的に気密シールされ、
入口通路は、R0において回転軸上でロータの中心に入り、重相出口通路は、第1の半径R1においてロータを退出し、軽相出口通路は、第2の半径R2においてロータを退出し、R2≧R1≧R0およびR2>R0であり、
流量制御システムは、軽相導管内に配置された流量制御弁と、液体供給混合物測定デバイスと、軽相測定デバイスおよび/または重相測定デバイスとを含み、
方法は、
- ロータを回転させるステップと、
- 液体供給混合物導管および入口通路を介して液体供給混合物の流れを分離空間内に導くステップと、
- 分離空間内で液体供給混合物を重相と軽相とに分離するステップと、
- 液体供給混合物の流量を測定するステップと、
- 軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップと、
- 液体供給混合物の流量を測定するステップにおいて獲得された測定値ならびに軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップにおいて獲得された測定値に基づいて流量制御弁を制御するステップとを含む。
- 液体供給混合物の流量を測定するステップと、
- 軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップと、
- 液体供給混合物の流量を測定するステップにおいて獲得された測定値ならびに軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップにおいて獲得された測定値に基づいて軽相導管内に配置された流量制御弁を制御するステップとを含むので、遠心分離システムを制御する方法が提供され、重相が穏やかな取り扱いを受けるための条件が規定される。その結果、上記の目的が達成される。
- 軽相と重相との間の接触面が分離空間内に生じる間に一バッチの液体供給混合物を分離する初期の分離段階の間に、遮断弁を閉に維持するステップと、
- 接触面が生じたときに一バッチの液体供給混合物を分離する主たる分離段階の間に、遮断弁を全開に維持するステップとを含み得る。このようにして、一定量の重相が、遮断弁が開かれる前に分離空間内で分離され得る。したがって、液体供給混合物および/または部分的に分離されただけの重相が、重相導管を通って流れることが回避され得る。
- 液体供給混合物の流量と軽相の流量および/または重相の流量との間の所望の関係に向けて流量制御弁を制御するステップを含み得る。このようにして、重相の所望の濃度および/または軽相の所望の程度の浄化が、達成され得る。
- 細胞培養混合物を含む液体供給混合物の流れを分離空間内に導くステップを含み得る。このようにして、方法は、細胞培養混合物を、細胞培養混合物の細胞を含有する重相と細胞培養混合物の細胞が実質的にない軽相とに分離することを制御するために利用され得る。
制御ユニット226は、液体供給混合物の流量と軽相の流量または重相の流量との間の所望の関係に基づいて、軽相導管206内に設けられた流量制御弁224を制御する。所望の関係は、遠心分離システム200の操作者によって選択される。たとえば、所望の関係は、軽相の流量が液体供給混合物の流量の90%であることであり得る。これは、軽相と重相との間で液体供給混合物の流量を90/10に分割することをもたらす。液体供給混合物の流量と軽相の流量または重相の流量との間の所望の関係は、体積流量にも質量流量にも適用され得る。
7%/0.70=10%
の計算につながる。
m’=ρ(t)*V’
である。
10%/0.70=14.3%
につながる。
- ロータ212を回転させるステップ302と、
- 液体供給混合物導管204および入口通路214を介して液体供給混合物の流れを分離空間88内に導くステップ304と、
- 分離空間88内で液体供給混合物を重相と軽相とに分離するステップ306と、
- 液体供給混合物の流量を測定するステップ308と、
- 軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップ310と、
- 液体供給混合物の流量を測定するステップ308において獲得された測定値ならびに軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップ310において獲得された測定値に基づいて流量制御弁224を制御するステップ312とを含む。
- 液体供給混合物の圧力を制御するステップ313を含み得る。このようにして、液体供給混合物を遠心分離機202に供給するステップが制御され得る。上記で説明した、測定するステップ310とともに液体供給混合物の流量を測定するステップ308は、依然として、流量制御弁224を制御するステップ312に対する基準を提供する。
- 液体供給混合物導管204内に配置された供給ポンプ230を制御するステップ314を含み得る。このようにして、液体供給混合物を遠心分離機202に供給するステップは、供給ポンプ230によって与えられる圧力によって制御され得る。上記で説明した、測定するステップ310とともに液体供給混合物の流量を測定するステップ308は、依然として、流量制御弁224を制御するステップ312に対する基準を提供する。
- 液体供給混合物容器236内の圧力を制御するステップ318を含み得る。このようにして、液体供給混合物を遠心分離機202に供給するステップは、液体供給混合物容器236の内部の圧力によって制御され得る。上記で説明した、測定するステップ310とともに液体供給混合物の流量を測定するステップ308は、依然として、流量制御弁224を制御するステップ312に対する基準を提供する。
- 軽相と重相との間の接触面が分離空間88内に生じる間に一バッチの液体供給混合物を分離する初期の分離段階の間に、遮断弁234を閉に維持するステップ320と、
- 接触面が生じたときに一バッチの液体供給混合物を分離する主たる分離段階の間に、遮断弁234を全開に維持するステップ322とを含み得る。
- 液体供給混合物の流量と軽相の流量および/または重相の流量との間の所望の関係に向けて流量制御弁224を制御するステップ326を含み得る。
16 回転可能部材
20 回転軸
22 第1の軸端
24 第2の軸端
26 内部空間
28 第1の開口
30 第2の開口
32 ロータボディ
34 電気モータ
35 キャップ
48 変速機
54 蓋
82 ロータケーシング
84 第1の固定部
86 第2の固定部
88 分離空間
90 積層体
92 分離円板
100 不明
102 チャネル
106 不明
109 流体入口
111 流体出口
120 第1の軸端部
122 第2の軸端部
200 遠心分離システム
202 遠心分離機
204 液体供給混合物導管
206 軽相導管
208 重相導管
210 流れ制御システム
212 ロータ
214 入口通路
216 軽相出口通路
218 重相出口通路
220 液体供給混合物測定デバイス
222 軽相測定デバイス
223 重相測定デバイス
224 流量制御弁
226 制御ユニット
228 圧縮された液体供給混合物のソース
230 供給ポンプ
232 重相受け容器
234 遮断弁
236 液体供給混合物容器
237 かくはん部材
238 圧力を制御するための手段
240 コンプレッサ
242 圧力センサ
244 質量流量計
246 シール
248 軸受
300 方法
302 ロータを回転させるステップ
304 液体供給混合物の流れを分離空間内に導くステップ
306 液体供給混合物を重相と軽相とに分離するステップ
308 液体供給混合物の流量を測定するステップ
310 軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップ
312 流量制御弁を制御するステップ
313 液体供給混合物の圧力を制御するステップ
314 供給ポンプを制御するステップ
318 液体供給混合物容器内の圧力を制御するステップ
320 遮断弁を閉に維持するステップ
322 遮断弁を全開に維持するステップ
326 流量制御弁を制御するステップ
Claims (22)
- 遠心分離機(202)と、液体供給混合物導管(204)と、軽相導管(206)と、重相導管(208)と、流量制御システム(210)とを含む遠心分離システム(200)であって、
前記遠心分離機(202)が、回転軸(20)周りに回転するように構成されかつ分離空間(88)を備えるロータ(212)と、前記分離空間(88)の内部に配置された分離円板(92)の積層体(90)と、前記ロータ(212)の第1の軸端(22)に配置された第1の固定部(84)と、前記ロータ(212)の第2の軸端(24)に配置された第2の固定部(86)とを含み、
入口通路(214)が、前記第1または第2の固定部(84、86)を介して前記分離空間(88)内に延び、軽相出口通路(216)が、前記第1または第2の固定部(84、86)を介して前記分離空間(88)から延び、重相出口通路(218)が、前記第1または第2の固定部(84、86)を介して前記分離空間(88)から延び、
前記重相出口通路(218)が、前記分離空間(88)の半径方向外部から前記ロータ(212)の中心部に向けて前記ロータ(212)内部で延びる少なくとも1つのチャネル(102)を含み、
前記入口通路(214)、前記軽相出口通路(216)、および前記重相出口通路(218)の各々が、前記ロータ(212)と前記第1および第2の固定部(84、86)の各々との間で機械的に気密シールされ、
前記入口通路(214)が、R0において前記回転軸(20)上で前記ロータ(212)の中心に入り、前記重相出口通路(218) が、第1の半径R1において前記ロータ(212)を退出し、前記軽相出口通路が、第2の半径R2において前記ロータ(212)を退出し、R2≧R1≧R0およびR2>R0であり、
前記流量制御システム(210)が、制御ユニット(226)と、前記軽相導管(206)内に配置された流量制御弁(224)と、液体供給混合物測定デバイス(220)と、軽相測定デバイス(222)および/または重相測定デバイス(223)とを含み、
前記制御ユニット(226)が、前記液体供給混合物測定デバイス(220)からの測定値ならびに前記軽相測定デバイス(222)および/または前記重相測定デバイス(223)からの測定値に基づいて、前記流量制御弁(224)を制御するように構成される、遠心分離システム(200)。 - 前記液体供給混合物導管(204)が、圧縮された液体供給混合物のソース(228)に接続されるように構成される、請求項1に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記液体供給混合物導管(204)内に配置された供給ポンプ(230)を含む、請求項1または2に記載の遠心分離システム(200)。
- 液体供給混合物容器(236)と、前記液体供給混合物容器(236)内の圧力を制御するための手段(238)とを含む、請求項1または2に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記重相導管(208)が、重相受け容器(232)まで延びるように構成され、
重相の流れが、前記重相出口通路(218)から前記重相受け容器(232)まで存在するときに、前記重相導管(208)が、前記遠心分離機(202)から前記重相受け容器(232)までの制限されない通路を形成する、請求項1から4のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。 - 前記重相導管(208)内に配置された遮断弁(234)を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記遠心分離機(202)が、交換可能な分離用挿入物(6)を含み、
前記交換可能な挿入物(6)がロータケーシング(82)と前記ロータケーシング(82)のそれぞれの軸端(120、122)に配置された前記第1および第2の固定部(84、86)とを含み、前記ロータケーシング(82)が、前記遠心分離機(202)の前記ロータ(212)の一部を形成し、前記分離空間(88)と、前記分離円板(92)と、前記少なくとも1つのチャネル(102)とを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。 - 前記ロータ(212)が、回転可能部材(16)と前記ロータケーシング(82)とを含み、前記ロータケーシング(82)が、前記回転可能部材(16)の内部空間(26)内に係合される、請求項7に記載の遠心分離システム(200)。
- 液体供給混合物容器(236)を含み、かくはん部材(237)が、前記液体供給混合物容器(236)内に配置される、請求項1から8のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記液体供給混合物測定デバイス(220)からの前記測定値が、液体供給混合物の流量に関し、前記軽相測定デバイス(222)および/または前記重相測定デバイス(223)からの前記測定値が、軽相の流量および/または重相の流量に関し、前記制御ユニット(226)が、液体供給混合物の前記流量と軽相の前記流量および/または重相の前記流量との間の所望の関係に向けて前記流量制御弁(224)を制御するように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。
- 液体供給混合物の前記流量ならびに軽相の前記流量および/または重相の前記流量が、体積流量である、請求項10に記載の遠心分離システム(200)。
- 液体供給混合物の前記流量ならびに軽相の前記流量および/または重相の前記流量が、質量流量である、請求項10に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記液体供給混合物測定デバイス(220)が、体積流量計である、請求項1から11のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記液体供給混合物測定デバイス(220)が、質量流量計である、請求項1から10または12のいずれか一項に記載の遠心分離システム(200)。
- 前記液体供給混合物導管(204)内に配置された質量流量計(244)を含む、請求項13に記載の遠心分離システム(200)。
- 遠心分離システム(200)を制御する方法(300)であって、前記遠心分離システム(200)が、遠心分離機(202)と、液体供給混合物導管(204)と、軽相導管(206)と、重相導管(208)と、流量制御システム(210)とを含み、
前記遠心分離機(202)が、回転軸(20)周りに回転するように構成されかつ分離空間(88)を備えるロータ(212)と、前記分離空間(88)の内部に配置された分離円板(92)の積層体(90)と、前記ロータ(212)の第1の軸端(22)に配置された第1の固定部(84)と、前記ロータ(212)の第2の軸端(24)に配置された第2の固定部(86)とを含み、
入口通路(214)が、前記第1または第2の固定部(84、86)を介して前記分離空間(88)内に延び、軽相出口通路(216)が、前記第1または第2の固定部(84、86)を介して前記分離空間(88)から延び、重相出口通路(218)が、前記第1または第2の固定部(84、86)を介して前記分離空間(88)から延び、
前記重相出口通路(218)が、前記分離空間(88)の半径方向外部から前記ロータ(212)の中心部に向けて前記ロータ(212)内部で延びる少なくとも1つのチャネル(102)を含み、
前記入口通路(214)、前記軽相出口通路(216)、および前記重相出口通路(218)の各々が、前記ロータ(212)と前記第1および第2の固定部(84、86)の各々との間で機械的に気密シールされ、
前記入口通路(214)が、R0において前記回転軸(20)上で前記ロータ(212)の中心に入り、前記重相出口通路(218)が、第1の半径R1において前記ロータ(212)を退出し、前記軽相出口通路が、第2の半径R2において前記ロータ(212)を退出し、R2≧R1≧R0およびR2>R0であり、
前記流量制御システム(210)が、前記軽相導管(206)内に配置された流量制御弁(224)と、液体供給混合物測定デバイス(220)と、軽相測定デバイス(222)および/または重相測定デバイス(223)とを含み、
前記方法(300)が、
- 前記ロータ(212)を回転させるステップ(302)と、
- 前記液体供給混合物導管(204)および前記入口通路(214)を介して液体供給混合物の流れを前記分離空間(88)内に導くステップ(304)と、
- 前記分離空間(88)内で前記液体供給混合物を重相と軽相とに分離するステップ(306)と、
- 液体供給混合物の前記流量を測定するステップ(308)と、
- 軽相の流量および/または重相の流量を測定するステップ(310)と、
- 液体供給混合物の前記流量を測定する前記ステップ(308)において獲得された測定値ならびに軽相の前記流量および/または重相の前記流量を測定する前記ステップ(310)において獲得された測定値に基づいて前記流量制御弁(224)を制御するステップ(312)とを含む、方法(300)。 - 前記液体供給混合物の圧力を制御するステップ(313)を含む、請求項16に記載の方法(300)。
- 前記液体供給混合物の前記圧力を制御する前記ステップ(313)が、
前記液体供給混合物導管(204)内に配置された供給ポンプ(230)を制御するステップ(314)を含む、請求項17に記載の方法(300)。 - 前記遠心分離システム(200)が、液体供給混合物容器(236)を含み、前記液体供給混合物の前記圧力を制御する前記ステップ(312)が、
前記液体供給混合物容器(236)内の圧力を制御するステップ(318)を含む、請求項17に記載の方法(300)。 - 前記遠心分離システム(200)が、前記重相導管(208)内に配置された遮断弁(234)を含み、前記方法(300)が、
前記軽相と重相との間の接触面が前記分離空間(88)内に生じる間に一バッチの液体供給混合物を分離する初期の分離段階の間に、前記遮断弁(234)を閉に維持するステップ(320)と、
前記接触面が生じたときに前記一バッチの液体供給混合物を分離する主たる分離段階の間に、前記遮断弁(234)を全開に維持するステップ(322)とを含む、請求項16から19のいずれか一項に記載の方法(300)。 - 液体供給混合物の前記流れを前記分離空間(88)内に導く前記ステップ(304)が、
細胞培養混合物を含む液体供給混合物の流れを前記分離空間(88)内に導くステップ(324)を含む、請求項16から20のいずれか一項に記載の方法(300)。 - 前記流量制御弁(224)を制御する前記ステップ(312)が、
液体供給混合物の前記流量と軽相の前記流量および/または重相の前記流量との間の所望の関係に向けて前記流量制御弁(224)を制御するステップ(326)を含む、請求項16から21のいずれか一項に記載の方法(300)。
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