JP5306214B2 - 混合装置 - Google Patents
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Description
本出願は、米国仮特許出願第60/862,904号(2006年10月25日出願)、同第60/862,955号(2006年10月25日出願)、および同第60/982,387号(2007年10月24日出願)の利益を主張するものである。
本発明は、概して、混合装置に向けられており、さらに詳しくは、回転するロータと固定のステータとの間などを含む、表面の間において2つ以上の材料を混合する混合装置に向けられている。
図1は、1つ以上のガス状または液状の材料(「注入材料」)を別のガス状または液状の材料(「ホスト材料」)へと拡散させ、あるいは乳化させるための従来技術の装置10について、参照によってその全体が本明細書に援用される特許文献1から再現した一部分のブロック図および部分断面図を提示している。装置10は、ステータ30およびロータ12を収容するように構成された筐体を備えている。ステータ30が、ロータ12を取り囲んでいる。筒状のチャネル32が、ロータ12とステータ30との間に画定されている。概して円筒形のロータ12が、約7.500インチの直径および約6.000インチの長さを有しており、約0.8という直径に対する長さの比をもたらしている。
本発明はまた、以下の項目を提供する。
(項目1)
第1の材料と第2の材料とを混合することによって出力混合物を生成する混合装置であって、
該第1の材料の供給源から該第1の材料を受け取るように構成される第1のチャンバと、
ステータと、
回転軸を有するロータであって、該ロータは、該ステータ内に配置され、かつ、該ステータ内において該回転軸の周りを回転するように構成され、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つは、複数の貫通孔を有する、ロータと、
該ロータと該ステータとの間に画定される混合チャンバであって、該混合チャンバは、該第1のチャンバと連通し、かつ、該第1のチャンバから該第1の材料を受け取るように構成され、該第2の材料は、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つに形成される複数の貫通孔を経由して該混合チャンバに提供される、混合チャンバと、
該第1のチャンバ内に収容される第1の内部ポンプであって、該第1の材料を該第1のチャンバから該混合チャンバに送るように構成される、第1の内部ポンプと
を備える、混合装置。
(項目2)
上記第1の内部ポンプは、上記第1の材料が上記混合チャンバに進入する前に、該第1の材料に周方向の速度を付与するように構成される、項目1に記載の混合装置。
(項目3)
上記ロータが、上記混合チャンバ内において第1の材料および第2の材料に混合の周方向の速度を付与し、上記第1の内部ポンプによって該第1の材料に付与される該周方向の速度は、該ロータによって付与される該混合の周方向の速度に近い、項目2に記載の混合装置。
(項目4)
上記ロータに接続され、上記回転軸に沿って上記第1のチャンバを貫いて延びる駆動シャフトをさらに備えており、該駆動シャフトは、該回転軸の周りに該ロータを回転させるように構成され、かつ、上記第1の内部ポンプを駆動するように構成される、項目1に記載の混合装置。
(項目5)
上記ロータは、上記駆動シャフトが延びる中空部を画定する側壁を有しており、該側壁は、該中空部と上記混合チャンバとの間に連通をもたらす複数の開口を有し、該駆動シャフトは、該駆動シャフトの該中空部への第1の開口と、第2の開口とを有する内部チャネルを備え、該混合装置は、第2の材料の供給源をさらに備え、該供給源は、上記チャネルの上記第2の開口に接続され、かつ、該第2の材料を該チャネル、該ロータの該中空部、および該ロータの側壁の該複数の開口を通って、該混合チャンバに供給するように構成される、項目4に記載の混合装置。
(項目6)
上記ステータは、複数の貫通孔を備えており、上記混合装置は、
入力ポートを備える筐体であって、該ステータを内部に収容する、筐体と、
該筐体と該ステータとの間に画定されるチャネルであって、該入力ポートは該チャネルと連通し、該ステータの該複数の貫通孔は、上記混合チャンバと該チャネルの間に連通を提供する、チャネルと、
該入力ポートに接続される第3の材料の供給源であって、該第3の材料を、該入力ポート、該チャネル、および該ステータの該複数の貫通孔を通って混合チャンバに供給するように構成される、第3の材料の供給源と
をさらに備える、項目1に記載の混合装置。
(項目7)
上記混合チャンバと連通し、かつ、該混合チャンバから上記出力材料を受け取るように構成される第2のチャンバと、
該第2のチャンバ内に収容される第2の内部ポンプであって、該出力材料を該混合チャンバから該第2のチャンバに運ぶように構成される、第2の内部ポンプと
をさらに備える、項目1に記載の混合装置。
(項目8)
上記混合チャンバと連通し、かつ、該混合チャンバから上記出力材料を受け取るように構成される第2のチャンバと、
上記ロータに接続され、かつ、上記回転軸に沿って上記第1のチャンバ、該ロータ、および該第2のチャンバを通過して延びる駆動シャフトと、
該第2のチャンバ内に収容される第2の内部ポンプであって、該第2の内部ポンプは、該出力材料を該混合チャンバから該第2のチャンバに運ぶように構成され、該駆動シャフトは、該回転軸の周りに該ロータを回転させるように構成され、かつ、該第2の内部ポンプを駆動するように構成される、第2の内部ポンプと
をさらに備える、項目1に記載の混合装置。
(項目9)
上記混合チャンバと連通し、かつ、該混合チャンバから上記出力材料を受け取るように構成される第2のチャンバと、
該第2のチャンバ内に収容される第2の内部ポンプであって、該第2の内部ポンプは、該出力材料を該混合チャンバから該第2のチャンバに運ぶように構成され、かつ、該出力材料が該混合チャンバに進入した後に、該出力材料に周方向の速度を付与するように構成される、第2の内部ポンプと
をさらに備える、項目1に記載の混合装置。
(項目10)
上記ロータおよび上記ステータの両者は、上記回転軸に沿って整列した長手方向軸を有する実質的に円筒形の形状を有しており、上記混合チャンバは、約0.02インチから約0.08インチまでの厚さを有するリング状の断面形状を有する、項目1に記載の混合装置。
(項目11)
上記ロータは、上記回転軸の周りを接線方向成分を有する回転方向に回転し、上記第1のチャンバは、上記第1の材料の供給源から該第1の材料を受け取るように構成される入力ポートを備えており、該入力ポートは、該第1の材料を、該回転方向の該接線方向成分に実質的に等しい方向に移動する該第1のチャンバに、導入するように構成される、項目1に記載の混合装置。
(項目12)
上記第1のチャンバは、上記第1の材料を偏向させ、上記回転方向に流れるように導くように構成される内部形状を有する、項目11に記載の混合装置。
(項目13)
上記混合チャンバと連通し、かつ、該混合チャンバから上記出力材料を受け取るように構成される第2のチャンバをさらに備えており、該第2のチャンバは、該出力材料が通過して上記混合装置から出る出力ポートを備えており、該入力ポートは、該出力材料が、上記回転方向の上記接線方向成分に実質的に等しい方向に移動する該第2のチャンバを出ることができるように構成される、項目11に記載の混合装置。
(項目14)
上記第2のチャンバは、上記出力材料を偏向させ、かつ、上記回転方向に流れるように導くように構成される内部形状を有する、項目13に記載の混合装置。
(項目15)
第1の材料と第2の材料とを混合することによって出力混合物を生成するための混合装置であって、
ステータと、
回転軸を有するロータであって、該ステータ内に配置され、かつ、該ステータ内において該回転軸の周りを回転するように構成される、ロータと、
該ロータと該ステータとの間に画定される混合チャンバであって、該混合チャンバは、第1の材料が通過して進入する開いた第1の端部と、出力材料が通過して出る開いた第2の端部とを有し、該第2の材料は、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つを通過して該混合チャンバに進入する、混合チャンバと、
該混合チャンバの該開いた第1の端部の少なくとも大部分と連通する第1のチャンバと、
該混合チャンバの該開いた第2の端部と連通する第2のチャンバと
を備える、混合装置。
(項目16)
項目15に記載の混合装置によって生成される出力混合物。
(項目17)
上記第2のチャンバが、上記混合チャンバの上記開いた第2の端部の少なくとも大部分と連通する、項目15に記載の混合装置。
(項目18)
上記第1のチャンバ内に収容される第1の内部ポンプであって、該第1の内部ポンプは、上記第1の材料を該第1のチャンバから上記混合チャンバの上記開いた第1の端部に送るように構成され、かつ、該第1の材料が該混合チャンバの該開いた第1の端部に進入する前に、該第1の材料に周方向の速度を付与するように構成される、第1の内部ポンプをさらに備える、項目15に記載の混合装置。
(項目19)
上記第2のチャンバ内に収容される第2の内部ポンプであって、該第2の内部ポンプは、上記出力材料を上記混合チャンバの上記開いた第2の端部から該第2のチャンバに運ぶように構成され、かつ、上記第2の材料が該混合チャンバを出た後において、該第2の材料に周方向の速度を付与するように構成される、第2の内部ポンプをさらに備える、項目18に記載の混合装置。
(項目20)
上記第1のチャンバは、外部ポンプに接続される入力ポートを備えており、該外部ポンプは、上記第1の流体を該第1のチャンバに送るように構成され、該入力ポートは、上記第1の材料を、実質的に上記回転軸の接線方向に移動する該第1のチャンバに導くように配置され、該第1のチャンバは、実質的に該回転軸の接線方向に移動する該第1の材料を、該回転軸の周りの周方向の流れへと偏向させるように構成される内部形状を有する、項目15に記載の混合装置。
(項目21)
バイオリアクタを、項目1および15のいずれか1項に記載の混合装置、または項目1および15のいずれか1項に記載の混合装置を使用してもたらされるガス富化流体との組み合わせにおいて備える、バイオリアクタシステム。
(項目22)
2つの輪郭表面の間に形成される円弧状の混合チャンバ内において、第1の材料と第2の材料とを混合して出力混合物を生成する方法であって、該円弧状の混合チャンバは第1の端部を第2の端部の反対側に有しており、該方法は、
該第1の材料を、該円弧状の混合チャンバの実質的に接線方向である第1の成分と、該第2の端部に向かう方向の第2の成分とを有する流れの方向に、該円弧状の混合チャンバの該第1の端部へと導入することと、
該第2の材料を、該円弧状の混合チャンバの該第1の端部と該円弧状の混合チャンバの該第2の端部との間の、該2つの輪郭表面のうちの少なくとも1つを通って該円弧状の混合チャンバへと導入することと
を含む、方法。
(項目23)
上記混合チャンバの上記第1の端部は、第1のチャンバに接続されており、上記方法は、
上記第1の材料を、上記円弧状の混合チャンバの上記第1の端部へと導く前に、該第1の材料を該第1のチャンバに導入し、該第1のチャンバにおいて該第1の材料に周方向の流れを付与すること
をさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
上記混合チャンバの上記第1の端部は、第1のチャンバに接続されており、該混合チャンバは、回転する円筒形ロータの外側輪郭表面と静止する円筒形ステータの内側輪郭表面との間に形成され、該ロータは、該ステータ内において回転軸の周りを回転し、該方法は、
上記第1の材料を上記円弧状の混合チャンバの上記第1の端部に導入する前に、該第1の材料を該第1のチャンバに導入し、かつ、該第1のチャンバ内において該第1の材料に実質的に回転軸の周りの周方向の流れを付与することと、
該第2の材料を、複数の貫通孔を有する回転ロータの中空部に導入することであって、該複数の貫通孔のそれぞれは該中空部から該ロータの該外側輪郭表面に延びる、ことと、
該第2の材料を、該回転ロータの該中空部から該複数の貫通孔を通過して該混合チャンバに流すことと、
該第1の材料を、該第1のチャンバから該混合チャンバに流すことと、
該ロータを該ステータに対して回転させることであって、それにより該第1の材料と該第2の材料とを該混合チャンバ内において混合する、ことと
をさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目25)
動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を含む組成物であって、該流体または溶液中の酸素は、少なくとも25ppm、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、あるいは少なくとも60ppmの酸素の量で存在する、組成物。
(項目26)
上記動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液は、動電学的に修飾または帯電させられた酸素の種を含んでいる、項目25に記載の組成物。
(項目27)
上記動電学的に修飾または帯電させられた酸素の種は、少なくとも0.5ppm、少なくとも1ppm、少なくとも3ppm、少なくとも5ppm、少なくとも7ppm、少なくとも10ppm、少なくとも15ppm、または少なくとも20ppmの量で存在する、項目26に記載の組成物。
(項目28)
上記動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液は、分子酸素によって安定化された溶媒和電子を含む、項目25に記載の組成物。
(項目29)
上記溶媒和電子は、少なくとも0.01ppm、少なくとも0.1ppm、少なくとも0.5ppm、少なくとも1ppm、少なくとも3ppm、少なくとも5ppm、少なくとも7ppm、少なくとも10ppm、少なくとも15ppm、または少なくとも20ppmの量で存在する、項目28に記載の組成物。
(項目30)
上記流体または溶液は、西洋わさびペルオキシダーゼ酵素(HRP)の存在下でピロガロールのプルプロガリンへの酸化を促進し、そのような促進は、対照の圧力ポットまたは微細気泡によって生成されて同等の溶存酸素レベルを有する水性流体または溶液によって可能にされる量を超える量であり、該動電学的な酸素富化水性流体または溶液には、過酸化水素が全く存在しないか、または0.1ppm未満の過酸化水素しか存在しない、項目25〜29のいずれか1項に記載の組成物。
(項目31)
ピロガロールのプルプロガリンへの酸化の促進が、開放容器において少なくとも3時間にわたって持続するか、または閉じられた気密容器において少なくとも2ヵ月にわたって持続する、項目30に記載の組成物。
(項目32)
動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を含む組成物であって、該流体または溶液は、少なくとも25ppm、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、あるいは少なくとも60ppmの酸素を含んでおり、該流体または溶液は、西洋わさびペルオキシダーゼ酵素(HRP)の存在下でピロガロールのプルプロガリンへの酸化を促進し、そのような促進は、対照の圧力ポットまたは微細気泡によって生成されて同等の溶存酸素レベルを有する水性流体または溶液によって可能にされる量を超える量であり、該動電学的な酸素富化水性流体または溶液には、過酸化水素が全く存在しないか、または0.1ppm未満の過酸化水素しか存在しない、組成物。
(項目33)
ピロガロールのプルプロガリンへの酸化の促進は、開放容器において少なくとも3時間にわたって持続するか、または閉じられた気密容器において少なくとも2ヵ月にわたって持続する、項目32に記載の組成物。
(項目34)
上記酸素化済みの水性流体または溶液は、分子酸素によって安定化された溶媒和電子を含む、項目32または33のいずれか1項に記載の組成物。
(項目35)
上記溶媒和電子は、少なくとも0.01ppm、少なくとも0.1ppm、少なくとも0.5ppm、少なくとも1ppm、少なくとも3ppm、少なくとも5ppm、少なくとも7ppm、少なくとも10ppm、少なくとも15ppm、または少なくとも20ppmの量で存在する、項目34に記載の組成物。
(項目36)
動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、
相対的な運動をし、かつ間に混合容積を画定する2つの離間した表面の間に、流体材料の流れを提供することであって、該混合容積の中を、または該混合容積を通過して流れる該流体材料の1回の通過の滞留時間は、0.06秒超、または0.1秒超である、ことと、
該混合容積内を流れる該流体材料に酸素(O 2 )を導入することであって、少なくとも20ppm、少なくとも25ppm、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、あるいは少なくとも60ppmの酸素を該材料に溶解させるために適した条件の下で行われ、該流体または溶液を動電学的に変化させる、ことと
を含む、方法。
(項目37)
上記酸素は、100ミリ秒未満、200ミリ秒未満、300ミリ秒未満、または400ミリ秒未満で上記材料に注入される、項目36に記載の方法。
(項目38)
項目36および37のいずれか1項に従って製造された動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液。
(項目39)
動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、
間に混合容積を画定する2つの離間した表面の間に、流体材料の流れを供給することと、
該混合容積内を流れる材料に酸素を導入することであって、100ミリ秒未満、200ミリ秒未満、300ミリ秒未満、あるいは400ミリ秒未満で、少なくとも20ppm、少なくとも25ppm、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50、あるいは少なくとも60ppmの酸素を該材料に注入することに適した条件の下で行われる、ことと
を含む、方法。
(項目40)
上記混合容積内を流れる上記材料の滞留時間は、0.06秒超、または0.1秒超である、項目39に記載の方法。
(項目41)
上記容積に対する表面積の比が、少なくとも12、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、または少なくとも50である、項目37、38、39、および40のうちのいずれか1項に記載の方法。
(項目42)
項目39および40のいずれか1項に従って製造された動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液。
(項目43)
動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、第1の材料と第2の材料とを混合することによって出力混合物を生成するための混合装置を使用することを含み、該装置は、
第1の材料の供給源から該第1の材料を受け取るように構成される第1のチャンバと、
ステータと、
回転軸を有するロータであって、該ロータは、該ステータ内に配置され、かつ、該ステータ内において該回転軸の周りを回転するように構成され、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つは、複数の貫通孔を有する、ロータと、
該ロータと該ステータとの間に画定される混合チャンバであって、該混合チャンバは、該第1のチャンバと連通し、かつ、該第1のチャンバから該第1の材料を受け取るように構成され、該第2の材料は、該ロータおよび該ステータのうちの1つに形成される該複数の貫通孔を経由して、該混合チャンバに提供される、混合チャンバと、
該混合チャンバと連通し、かつ、該混合チャンバから該出力材料を受け取るように構成される第2のチャンバと、
該第1のチャンバ内に収容され、該第1の材料を該第1のチャンバから該混合チャンバに送るように構成される第1の内部ポンプと
を備える、方法。
(項目44)
動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、
第1の材料と第2の材料とを混合することによって出力混合物を生成するための混合装置を使用することを含み、該装置は、
ステータと、
回転軸を有するロータであって、該ロータは、該ステータ内に配置され、かつ該ステータ内において該回転軸の周りを回転するように構成される、ロータと、
該ロータと該ステータとの間に画定される混合チャンバであって、該混合チャンバは、該第1の材料が通過して進入する開いた第1の端部と、出力材料が通過して出る開いた第2の端部とを有し、該第2の材料は、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つを通過して該混合チャンバに進入する、混合チャンバと、
該混合チャンバの該開いた第1の端部の少なくとも大部分と連通する第1のチャンバと、
該混合チャンバの該開いた第2の端部と連通する第2のチャンバと
を備える、方法。
(項目45)
上記第1の内部ポンプは、上記第1の材料が上記混合チャンバに進入する前に、該第1の材料に周方向の速度を付与するように構成される、項目44に記載の方法。
(項目46)
項目43〜45のいずれか1項に従って製造された動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液。
図2は、混合装置100の構成要素のうちのいくつか、ならびにこの装置への/この装置内の/この装置からの流れを示すブロック図を提示している。混合装置100は、2つ以上の入力材料を組み合わせて出力材料102を形成し、出力材料102を、混合装置100から貯蔵容器104へと受け取ることができる。混合装置100は、2つ以上の入力材料を新規な方法で攪拌して、新規な特性を有する出力材料102を生成する。出力材料102として、入力材料のうちの1つの残りの入力材料のうちの少なくとも1つへの懸濁液(例えば、乳濁液)だけでなく、入力材料の新規な組み合わせ(例えば、静電的な組み合わせ)、入力材料間の化学反応からもたらされる化合物、新規な静電特性を有する組み合わせ、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
次に図7を参照すると、混合チャンバ330が、第1の機械式密閉筐体524と第2の機械式密閉筐体526との間の筐体520の中央部522の内側に配置されている。混合チャンバ330は、混合装置100の2つの構成要素、すなわちロータ600とステータ700との間に形成されている。ロータ600は、概して中空の内側部分610を画定する内表面605と、外表面606とを備えている側壁604を有することができる。側壁604は、約0.20インチ〜約0.75インチの厚さであってよい。いくつかの実施形態においては、側壁604が、約0.25インチの厚さである。しかしながら、混合装置100は、特定の用途に適するように拡大縮小が可能であるため、上記提示の値よりも厚い側壁604または薄い側壁604を有する装置の実施形態も、本発明の教示の範囲に包含される。側壁604は、第1の端部612および第2の端部614、ならびに第1の端部612と第2の端部614との間に形成された複数の貫通孔608を含んでいる。選択的に、側壁604の外表面606が、開口、突起、肌理、などといった別の特徴を備えてもよい。第1の端部612は、カラー618を収容するように構成された軽減部616を有しており、第2の端部614は、カラー622を収容するように構成された軽減部620を有している。
図6に戻ると、駆動シャフト500の第2の端部726を、継手900によってモータ510の回転スピンドル780に接続することができる。スピンドル780は、約0.25インチ〜約2.5インチの直径「D7」を有するほぼ円形の断面形状を有することができる。特定の実施形態においては、直径「D7」が、約0.25インチ〜約1.5インチであってよい。図6に示した実施形態においては、駆動シャフト500の第1の端部724の直径「D5」は、直径「D7」およびスピンドル780に実質的に等しいが、直径「D5」および直径「D7」の一方が他方よりも大きい実施形態も、本発明の範囲に包含される。
図4および7に目を向けると、第1のチャンバ320が、第1の機械式密閉筐体524とロータ600、およびステータ700のそれぞれの第1の端部612および712との間で、筐体520の中央部522の内側に配置されている。第1のチャンバ310は、環状であってよく、実質的に円形の断面形状を有することができる。第1のチャンバ310および混合チャンバ330が、連続的な容積を形成している。駆動シャフト500の一部分1020が、第1のチャンバ310を貫いて延びている。
次に、図4および7に目を向けると、第2のチャンバ320が、第2の機械式密閉筐体526とロータ600およびステータ700のそれぞれの第2の端部614および714との間で、筐体520の中央部522の内側に配置されている。第2のチャンバ320は、実質的に第1のチャンバ310と同様であってよい。しかしながら、第2のチャンバ320は、導入ポート1010の代わりに、排出口3010を備えることができる。駆動シャフト500の一部分3020が、第2のチャンバ320を貫いて延びている。
図6および7に目を向けると、第2のチャンバ320の内部に位置するポンプ420が、出力材料102を、第2のチャンバ320から排出口3010へと送ることができ、さらには/あるいは混合チャンバ330から第2のチャンバ320へと送ることができる。外部のポンプ430を備える実施形態においては、この外部のポンプ430を、ポンプ420が出力材料102を排出口3010へと送る速度に比べ、少なくとも同じ速さで出力材料102を第2のチャンバ320から送るように構成することができる。
図12を参照すると、混合装置5000が図示されている。混合装置5000は、混合装置100の別の実施形態である。ここで、混合装置5000の構成要素であって、混合装置100の対応する構成要素に実質的に類似する構成要素を指すために、同一の参照番号が使用されている。混合装置100の構成要素と相違している混合装置5000の構成要素のみを、説明することにする。
混合装置100の別の実施形態を、図13に示した中央部5900および図14に示した軸受筐体5920を使用して構築することができる。図13は、内側にステータ700(図7を参照)を有している中央部5900を示している。ここで、中央部5900に関する構成要素であって、混合装置100の対応する構成要素に実質的に類似する構成要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。中央部522の構成要素と相違する中央部5900の構成要素のみを、説明することにする。中央部5900およびステータ700は、どちらも金属(例えば、ステンレス鋼)などの導電性材料から作られている。導入ポート1010および排出口3010は、どちらもプラスチック(例えば、PET、テフロン(登録商標)、ナイロン、PVC、ポリカーボネート、ABS、デルリン、ポリサルフォン、など)などの非導電性材料から作られている。
上述のように、従来技術の装置10(図1に示されている)においては、第1の材料110が、ロータ12とステータ30との間のチャネル32へと、チャネル32の開いた第2の端部の一部分にのみ沿って位置しているただ1つの限られた入力ポート37を介して進入している。同様に、出力材料102は、チャネル32の開いた第1の端部の一部分にのみ沿って位置しているただ1つの限られた出力ポート40を介して、チャネル32から出ている。この構成が、望ましくない不必要な摩擦を生じさせている。これらただ1つの限られた入力ポート37およびただ1つの限られた出力ポート40を、チャンバ310および320でそれぞれ置き換えることによって、摩擦を低減した。さらに、第1の材料110が、混合チャンバ330に入る前に角を通過することがなく、混合チャンバ330を出る前に角を通過することがない。さらに、チャンバ310および320が、チャネル32に入る前およびチャネル32を出た後の材料の周方向の速度をもたらす。
混合装置100の動作時に、入力材料は、第1の材料110(例えば、流体)および第2の材料120(例えば、ガス)を含むことができる。第1の材料110および第2の材料120が、ロータ600とステータ700との間に形成される混合チャンバ330内で混合される。ステータ700の内側でロータ600が回転することで、混合チャンバ330内で第1の材料110および第2の材料120が攪拌される。ロータ600に形成された貫通孔608および/またはステータ700に形成された開口708が、混合チャンバ330内の第1の材料110および第2の材料120の流れに乱流を付与する。
混合装置100を、界面動電効果(後述)をさらに助ける複合混合をもたらす複合の動的乱流を伴う第1の材料110および第2の材料120の複合かつ非線形な流体力学的相互作用によって、出力材料102を生成するように構成することができる。これらの界面動電効果の結果を、出力材料102において、出力材料内で安定化された溶媒和電子の形態など、電荷の再分配および酸化還元反応として観察することができる。
やはり、第1の材料110が水(H2O)であって、第2の材料120が酸素(O2)であると仮定すると、負の電荷を導電プレート7142および7144から取り出すであろう酸化還元反応の例として、これに限定されるわけではないが、以下の公知の半電池反応が挙げられる。
導電性の金属プレート7142および7144の場合には、戻りの電流の大部分が、電子電流であると考えられる。なぜならば、(酸化還元反応が充分に高速であって、制約要因にならないならば)導電性のプレート7142および7144が、第1の材料110よりも導電性であるからである。導電性の金属プレート7142および7144においては、導入口「IN」と排出口「OUT」との間に蓄積する電荷の分離がより小さく、両者の間に存在する静電電位がはるかに小さい。しかしながら、このことは、EMFがより小さいことを意味しない。
滞留時間は、第1の材料110、第2の材料120、および選択的な第3の材料130が、混合チャンバ330において費やす時間の長さである。混合チャンバ330の長さの混合チャンバ330の直径に対する比が、滞留時間に大きく影響しうる。この比が大きいほど、滞留時間は長くなる。背景技術のくだりで述べたように、従来技術の装置10(図1を参照)のロータ12は、約7.500インチの直径および約6.000インチの長さを有しており、約0.8という直径に対する長さの比をもたらしている。対照的に、特定の実施形態において、混合装置100の混合チャンバ330の長さは、約5インチであり、ロータ600の直径「D1」は、約1.69インチであり、約2.95という直径に対する長さの比をもたらしている。
混合装置100の特定の態様は、従来技術の装置10(図1を参照)などの従来技術よりも向上した酸素注入速度を提供する。第1の材料110が水であって、第2の材料120が酸素である場合、この両者が、20℃またはその付近で、ただ1回の通過(すなわち、図2の戻りブロックが「いいえ」に設定される)にて混合装置100によって処理され、出力材料102が、約43.8パーツ・パー・ミリオンという溶存酸素レベルを有する。特定の態様において、約43.8ppmの溶存酸素を有する出力材料が、本発明の非加圧(非圧力ポット)法により、本発明の流れによって、約350ミリ秒で生成される。対照的に、第1の材料110(水)および第2の材料120(酸素)の両者が、従来技術の装置10によって、20℃またはその付近で、ただ1回の通過にて処理される場合、出力材料の溶存酸素レベルは、56ミリ秒のただ1回の通過にてわずかに35パーツ・パー・ミリオンにすぎない。
第1の材料110が液体(例えば、真水、生理食塩水、GATORADE(登録商標)、など)であって、第2の材料120がガス(例えば、酸素、窒素、など)である場合、混合装置100が、第2の材料120を第1の材料110に拡散させることができる。以下において、混合装置100によって処理されることによってもたらされる出力材料102の1つ以上の特性を明らかにするために、出力材料102について行った分析の結果を検討する。
次に、図30を参照すると、混合装置100において酸素豊富にされて、500mlの薄肉プラスチック瓶および1000mlのガラス瓶に少なくとも365日にわたって保存された水中のDOレベルが示されている。それぞれの瓶にキャップをし、華氏65度で保存した。図に見ることができるとおり、酸素豊富にした流体のDOレベルが、少なくとも365日にわたってかなり一定のままである。
混合装置100によって流体内に拡散させたガスの気泡のサイズを割り出すために、実験を行った。実験を、気泡のサイズを直接的に測定するように実行したのではなく、流体内のガスの気泡の大部分の気泡サイズが0.1ミクロンよりも小さいことを確認する実験を行った。換言すると、気泡の大部分のサイズが包含される上側のサイズ閾値を、実験によって割り出した。
図34および35が、混合装置100を通過する流体(例えば、第1の材料110)への混合装置100のスパージング作用を示している。スパージングは、溶液に不活性ガスを「バブリング」することで、溶液から別の溶存ガスを除去することを指す。図34および35に示した例のそれぞれにおいて、第2の材料120は、窒素である。出力材料102中の溶存酸素のレベルを、様々な時点において測定した。図に見て取ることができるとおり、窒素ガスが、混合装置100を通過する流体から酸素をスパージし、流体のDOレベルを或る時間期間にわたって減少させている。
何人かの物理学者が、水の量子的性質を説明し始めている。これまでは、量子的性質は、10−10メートル未満の素粒子に属すると考えられる一方で、我々の日常生活の巨視的世界は、ニュートンの運動の法則に従って挙動する点で、古典的と称されている。巨視的な古典的世界と微視的な量子世界との間が、巨視と微視との間の区別がますます曖昧になっているメゾスコピック領域である。実際、物理学者らは、量子的性質を、ナノメートルからマイクロメートルの範囲の原子および分子の大きな集まりに発見しており、とくには分子が液相中に密に詰め込まれた場合に発見している。
強力な光のビームが、固体または液体粒子あるいはきわめて大きな分子量の分子を含んでいる透明なガス状または液状媒体に通される場合、光が、入射の経路の方向から外れるように散乱される。散乱は、散乱媒体中の密度の変動(すなわち、粒子またはきわめて高分子量の分子の存在)から生じる干渉効果に起因する。2つの種類の光の散乱が存在する。第1の種類の散乱は、散乱光の波長が入射光の波長と相違し、ラマン散乱と呼ばれる。他方の種類の散乱では、散乱光が入射光と同じ波長を有しており、レイリー散乱と呼ばれる。レイリー散乱においては、散乱光の強度が、入射光の強度と減衰定数との積に比例し、減衰定数は、屈折率およびレイリー定数の関数である。レイリー定数は、散乱物質の分子量にいくらか関係する関数であり、したがって散乱光の強度の測定が、分子量についての値をもたらすことができる。この散乱現象が、いくつかの液体クロマトグラフィ検出器において使用されている。
さらなる証拠は、混合装置100内で生じる混合が出力材料102内に溶媒和電子を生じさせていることを示している。この結論は、種々の処理済み溶液のDOレベルの測定に使用される溶存酸素プローブ効果に関して観察される様相からもたらされる。ポーラログラフィの溶存酸素プローブに関して見られる経験から、処理後の流体が電子捕捉効果を呈し、その結果、流体が溶媒和電子を含むと考えられる。
O2+2H2O+4E−=4OH−。
本明細書に記載のとおりの特定の実施形態(「二重層」の項目を参照)においては、酸素分子が流体に拡散され、流体に付与された電荷(例えば、水和(溶媒和)電子)を安定させるべく機能することができる本明細書に開示の電気機械プロセスによって、ガス豊富な流体が生成される。理論または機構に拘束されるわけではないが、本発明の特定の実施形態は、第1の材料が本発明のミキサ装置において酸素と混合させられて一体となった出力材料をもたらすときに材料に加えられる電荷(例えば、水和(溶媒和)電子)を含んでいる酸素豊富な流体(出力材料)に関する。特定の態様によれば、これらの水和(溶媒和)電子(本明細書において、「溶媒和電子」とも称する)は、これらの水和(溶媒和)電子によって仲立ちされる検定可能な効果の持続によって証明されるとおり、本発明の溶液において安定化される。特定の実施形態は、水和(溶媒和)電子および/または水−電子構造、クラスタ、などに関係することができる(例えば、Lee and Lee、Bull.Kor.Chem.Soc.2003、v.24,6;802−804;2003を参照)。
一定の分量の本発明の酸素豊富な出力材料を、市販の西洋わさびペルオキシダーゼおよびピロガロール・アッセイ(Sigma)を使用することによって、ペルオキシダーゼ活性について試験した。要約すると、ピロガロール原液を、脱イオン水で準備した。ピロガロールは、基質(過酸化水素など)と反応してプルプロガリンおよび水をもたらすため、流体についての西洋わさびペルオキシダーゼ酵素のペルオキシダーゼ活性の指標である。西洋わさびペルオキシダーゼ、ピロガロール、および適切なリン酸カリウムバッファを含む試験流体を、他の流体と比較した。過酸化水素を、陽性対照として使用した。試験した他の流体が、所望の溶存酸素レベルに達するように100psiまで圧力ポットにおいて酸素化および加圧した水である(圧力ポット)一方で、別の流体を、開放ビーカーでエアーストーンによって酸素化した(微細気泡)。試験対象のすべての流体を室温に維持し、約55ppmの溶存酸素レベルを(FOXYプローブで)測定した。水サンプルを、酵素試薬を加えることによって試験した。連続的な分光光度法による速度の測定を、A420nmおよび室温(摂氏25度)において行った。
本発明の酸素豊富な出力流体材料を、標準的なアッセイ(Sigma)を使用してグルタチオンペルオキシダーゼとの反応性を試験することによって、過酸化水素の存在について試験した。要約すると、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素のカクテルを、脱イオン水および適切なバッファで構成した。水サンプルを、酵素試薬を加えることによって試験した。連続的な分光光度法による速度の測定を、A340nmおよび室温(摂氏25度)において行った。試験したサンプルは、1.脱イオン水(陰性対照)、2.低濃度の本発明の酸素豊富流体、3.高濃度の本発明の酸素豊富流体、4.過酸化水素(陽性対照)である。図43に示されるとおり、過酸化水素(陽性対照)が、強力な反応性を示した一方において、試験した他の流体はいずれも、グルタチオンペルオキシダーゼと反応することはなかった。
本発明の特定の実施形態は、本発明の組成物のもう1つの特筆すべき特徴を提供する。具体的には、本出願の出願人は、対照流体と比べ、本発明の出力流体に関して核酸の特異な耐熱性が存在することを発見した。例えば、富化されていない脱イオン水に比べて本発明の酸素富化出力材料において測定されるときのT7プロモータープライマー5’−d(TAATACGACTCACTATAGGG)−3’(配列ID番号:1)である。水の温度が上昇するとき、DNAオリゴマー構造が、構造変化を実行する。図44に示されているように、このオリゴについてこの技術分野において認識されている約48℃の溶融温度に一致して、T7 DNAが、対照(脱イオン水)においては摂氏約50度で変性し始めるのに対し、酸素豊富な本発明の流体中のDNAは、摂氏約60度まで変わらないままである。このように、溶媒和電子を含んでいる本発明の酸素富化流体は、対照流体と比べたときに、DNAにより高い耐熱性を与え、光学密度の測定によって容易に監視および定量化できる本発明の出力材料組成物のさらなる特筆すべき特徴を提供する。
ホスト細胞系においてたんぱく質、ポリペプチド、核酸、治療薬、および他の生成物などの目的の生成物を大量に生成することが、分子生物学における進歩に起因して可能である。例えば、組み換えたんぱく質は、ホスト細胞を対象のたんぱく質をコードしている核酸(例えば、DNA)でトランスフェクトすることによって、ホスト細胞系において生成される。次に、ホスト細胞が、組み換えたんぱく質の発現を可能にする条件下で培養される。特定のホスト細胞系を、他の手段によっては生成が非現実的すぎると考えられる大量の組み換えたんぱく質を生成するために使用することができる。
流体を他の流体で豊富にすることで、それら2つの流体の物理的および化学的特性に応じて、2つの流体の溶液または懸濁液をもたらすことができる。とくには、液体をガス(例えば、酸素)で豊富にすることは、治療処置を含む特定の用途にとって有益となりうる。本明細書において使用されるとき、「流体」は、本明細書に開示の任意の特定の実施形態のための液体、ガス、蒸気、液体および/またはガスの混合物、液体および/またはガスの溶液、あるいはこれらの任意の組み合わせを広く指すことができる。さらに、特定の実施形態において、「液体」は、純粋な液体を広く指すことができ、あるいはゲル、ゾル、乳濁液、流動体、コロイド、分散液、懸濁液、または混合物、ならびにこれらの任意の組み合わせを指すことができ、これらはいずれも、様々な粘度であってよい。
本明細書に開示の特定の実施形態は、本明細書に記載の方法を含む様々な方法によって製造することができる高い溶存または拡散ガス(とくには、酸素)のレベルを有しているガス富化流体に関する。特定の実施形態においては、ガス富化流体を、バイオマス製造設備において製造し、バイオリアクタシステムへと直接適用することができる。あるいは、ガス富化流体をパッケージし、別の場所での使用のために流通させることができる。ガス富化流体がパッケージされる場合には、そのようなパッケージは、ガラスまたはプラスチック容器、可撓ホイルまたはプラスチック袋、密封箱(特に、ろう箱)、などの無菌のパッケージを含むことができる。密封パッケージの場合には、ガス富化流体が、数日、数週間、または数ヵ月にわたって高い溶存または拡散ガスのレベルを維持することができる。特定の実施形態においては、密封容器(すなわち、ガス交換に対して少なくとも準不透過性であるキャップ、カバー、または他の閉包で囲まれている)が、少なくとも2週間、少なくとも4週間、少なくとも2ヵ月、少なくとも4ヵ月、少なくとも6ヵ月、少なくとも8ヵ月、少なくとも10ヵ月、少なくとも12ヵ月、あるいはこれらの間またはそれよりも長い任意の値の間、流体の拡散性を維持する。
図45Aおよび45Bに示されているように、生物学または化学リアクタシステム3300aを、ターゲット生成物3318の製造を達成するために、従来からの大規模な細胞培養または化学的処理に使用することができる。ターゲット生成物3318として、これらに限定されるわけではないが、たんぱく質、抗体、合成ペプチド、活性医薬品、食品または飲料製品(ワイン、ビール、ソフトドリンク、フルーツまたは野菜ジュースなど)、植物製品(花、綿、タバコ、木材、紙、木材または紙パルプ、など)、エタノール、メタノール、塗料、フルーツまたは野菜あるいはゼリー、ジャム、ソース、ペースト、などのフルーツまたは野菜製品、チーズまたはチーズ製品、ナッツまたはナッツ製品(ピーナッツバター、アーモンドペースト、など)、肉および肉製品、穀物粉またはパン、シリアル、パスタ、などの製品、これらのいずれかのスラリーまたは混合物、ポリマー加工品(プラスチックおよび他のポリマーを含む)、石油製品、などを挙げることができる。
さらに、リアクタは、植物または動物生成物あるいは組み換え生成物の生成に使用される植物または動物を含むことができる。特定の実施形態において、植物または動物ターゲット生成物は、天然に生じる生成物(例えば、食物に結実する作物または肉、あるいは綿花などの織物関連の生成物、など)であってよく、あるいはターゲット生成物は、遺伝子操作された生成物(例えば、ヒト成長ホルモンまたはインスリンなどの治療薬、あるいは他の生物学的に有効なたんぱく質およびポリペプチド)であってよい。遺伝子操作または組み替えされた生成物を、遺伝子組み換えまたは遺伝子操作の植物、動物、およびこれらの組み合わせによって生成することができる。
魚(例えば、ティラピア)を、食用の水産養殖において成長させることができ、ターゲット生成物の生成のための遺伝子組み換えビークルとして成長させることができる。最適なティラピアの成長のための好ましい温度範囲は、82〜86°Fである。成長は、68°Fを下回る温度で大きく衰え、典型的には50°F未満で死に至る。また、約54°Fを下回る温度において、ティラピアの免疫耐性が衰え、バクテリア、菌類、および寄生生物による感染を容易に受ける。
動物の成長の他に、本発明のガス富化流体を、植物の成長および発達に利用することができる。ガス(酸素など)が、成長のためのエネルギーの放出ならびに水およびミネラルの摂取を可能にする植物の根呼吸に必要である。植物の成長が、根領域に高いガス(例えば、酸素および/または窒素)レベルを保つことによって促進されることが、広くかつ明白に証明されている。この点に関し、植物の根系へのガスの送達の増加が、根の活動の促進による収穫の向上の可能性を提供する。同様に、遺伝子組み換え植物の成長の実施形態においては、植物へのガス送達の増加が、ターゲット生成物(治療薬または生物医薬品など)の生成の向上をもたらすことができる。
ここに示されるように、典型的な酸素化システムは、ポンプによって吸い上げられて、配管または他の導管を通って循環させられ、その後に混合/拡散装置へと送達される流体の供給源またはリザーバを備えている。混合/拡散装置は、本明細書においてすでに記載および説明された実施形態を含む種々の実施形態のいずれかであってよい。これらの拡散装置は、流体およびガスの混合に望ましい所望のキャビテーションおよび振動を生成するために筐体内でディスクまたはプレートを回転させる同軸的な円筒形または円錐台形のステータおよびロータ部品を有している拡散装置、Mazzie拡散装置、またはインペラーを使用して、例えばガス状の酸素を流体へと導入することによって、流体中に存在する溶存ガス(例えば、酸素)の量を大きく増加させる。流体の多くは、水性または水ベースであるが、本発明がそれらに限られないことに注意すべきである。
チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞は、特に完全な生物学的機能の発現のために変換後修飾を必要とする組み換えたんぱく質の発現および生成に頻繁に使用される哺乳類細胞である。
Claims (16)
- 第1の材料と第2の材料とを混合することによって出力混合物を生成する混合装置であって、
該第1の材料の供給源から該第1の材料を受け取るように構成される第1のチャンバと、
ステータと、
回転軸を有するロータであって、該ロータは、該ステータ内に配置され、かつ、該ステータ内において該回転軸の周りを回転するように構成され、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つは、複数の貫通孔を有する、ロータと、
該ロータと該ステータとの間に画定される混合チャンバであって、該混合チャンバは、該第1のチャンバと流体連通し、かつ、該第1のチャンバから該第1の材料を受け取るように構成され、該第2の材料は、該ロータおよび該ステータのうちの少なくとも1つに形成される複数の貫通孔を経由して該混合チャンバに提供され、該ロータが、該混合チャンバ内において該第1の材料および該第2の材料に混合の周方向の速度を付与するのに適している、混合チャンバと
該第1のチャンバ内に収容される第1の内部ポンプであって、該第1の材料が該混合チャンバに進入する前に、該第1の材料に周方向の速度を付与するように構成される、第1の内部ポンプと
を備える、混合装置。 - 前記ロータに接続され、前記回転軸に沿って前記第1のチャンバを貫いて延びる駆動シャフトをさらに備えており、該駆動シャフトは、該回転軸の周りに該ロータを回転させるように構成され、かつ、第1の内部ポンプを駆動するように構成され、該ロータは、前記駆動シャフトが延びる中空部を画定する側壁を有しており、該側壁は、該中空部と前記混合チャンバとの間に連通をもたらす複数の開口を有し、該駆動シャフトは、該駆動シャフトの該中空部への第1の開口と、第2の開口とを有する内部チャネルを備え、該混合装置は、第2の材料の供給源をさらに備え、該供給源は、該チャネルの該第2の開口に接続され、かつ、該第2の材料を該チャネル、該ロータの該中空部、および該ロータの側壁の該複数の開口を通って、該混合チャンバに供給するように構成される、請求項1に記載の混合装置。
- 前記ステータは、複数の貫通孔を備えており、前記混合装置は、
入力ポートを備える筐体であって、該ステータを内部に収容する、筐体と、 該筐体と該ステータとの間に画定されるチャネルであって、該入力ポートは該チャネルと連通し、該ステータの該複数の貫通孔は、前記混合チャンバと該チャネルの間に連通を提供する、チャネルと、
該入力ポートに接続される第3の材料の供給源であって、該第3の材料を、該入力ポート、該チャネル、および該ステータの該複数の貫通孔を通って混合チャンバに供給するように構成される、第3の材料の供給源と
をさらに備える、請求項1および2のいずれか1項に記載の混合装置。 - 前記混合チャンバと流体連通し、かつ、該混合チャンバから出力材料を受け取るように構成される第2のチャンバと、
前記ロータに接続され、かつ、前記回転軸に沿って前記第1のチャンバ、該ロータ、および該第2のチャンバを通過して延びる駆動シャフトと、
該第2のチャンバ内に収容される第2の内部ポンプであって、該第2の内部ポンプは、該出力材料を該混合チャンバから該第2のチャンバに運ぶように、そして該出力材料が該混合チャンバに進入した後に、該出力材料に周方向の速度を付与するように構成され、該駆動シャフトは、該回転軸の周りに該ロータを回転させるように構成され、かつ、該第2の内部ポンプを駆動するように構成される、第2の内部ポンプと
をさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の混合装置。 - 前記ロータは、前記回転軸の周りを接線方向成分を有する回転方向に回転し、前記第1のチャンバおよび前記第2のチャンバのうちの少なくとも一方は、それぞれ前記第1の材料または前記出力材料を偏向させ、該回転方向に流れるように導くように構成される内部形状を有し、該第1のチャンバおよび該第2のチャンバの少なくとも一方は、該第1の材料の供給源から該第1の材料を受け取るように構成される入力ポート、または出力ポートをそれぞれ備えており、該入力ポートは、該第1の材料を、該回転方向の該接線方向成分に実質的に等しい方向に移動する該第1のチャンバに、導入するように構成され、該出力ポートは、該出力材料を、該回転方向の該接線方向成分に実質的に等しい方向に移動する該第2のチャンバを出すように構成される、請求項4に記載の混合装置。
- 請求項4および5のうちのいずれか1項に記載の混合装置であって、
前記混合チャンバは、前記第1の材料が通過して該混合チャンバに進入する開いた第1の端部と、前記出力材料が通過して該混合チャンバを出る開いた第2の端部とを有し、前記第2の材料は、前記ロータおよび前記ステータのうちの少なくとも1つを通過して該混合チャンバに進入し、少なくとも1つの前記第1のチャンバは、該混合チャンバの該開いた第1の端部の少なくとも大部分と連通し、該第2のチャンバは、該混合チャンバの該開いた第2の端部の少なくとも大部分と連通する、混合装置。 - バイオリアクタシステムをさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の混合装置。
- バイオリアクタシステムと組み合わせた、請求項1〜7のいずれか1項に記載の混合装置。
- 回転する円筒形ロータの外側輪郭表面と静止する円筒形ステータの内側輪郭表面との間に形成される円弧状の混合チャンバ内において、第1の材料と第2の材料とを混合して出力混合物を生成する方法であって、該円弧状の混合チャンバは第1の端部を第2の端部の反対側に有しており、該混合チャンバの該第1の端部は、第1のチャンバに接続されており、該ロータは、該ステータ内において回転軸の周りを回転し、該方法は、
該第1の材料を該円弧状の混合チャンバの該第1の端部に導入する前に、該第1の材料を該第1のチャンバに導入することであって、該第1のチャンバ内に第1の内部ポンプが収容され、該第1の内部ポンプは該第1のチャンバ内において該第1の材料に実質的に回転軸の周りの周方向の流れを付与するものである、ことと、
該第2の材料を、複数の貫通孔を有する回転ロータの中空部に導入することであって、該複数の貫通孔のそれぞれは該中空部から該ロータの該外側輪郭表面に延びる、ことと、
該第2の材料を、該回転ロータの該中空部から該複数の貫通孔を通過して該混合チャンバに流すことと、
該第1の材料を、該第1のチャンバから該混合チャンバに流すことと、
該ロータを該ステータに対して回転させることであって、それにより該第1の材料と該第2の材料とをともに該混合チャンバ内において混合し、該ロータは、該混合チャンバ内において該第1の材料および該第2の材料に混合の周方向の速度を付与するのに適している、ことと
を含む、方法。 - 前記第2の材料を導入することは、酸素(O2)を、流れる流体材料に、少なくとも20ppm、少なくとも25ppm、少なくとも30ppm、少なくとも40ppm、少なくとも50ppm、または少なくとも60ppmの酸素が該材料に溶解するのに適した条件下で混合容積で導入することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記酸素は、100ミリ秒未満、200ミリ秒未満、300ミリ秒未満、または400ミリ秒未満で前記材料に注入される、請求項10に記載の方法。
- 前記混合容積内を流れる前記材料の滞留時間は、0.06秒超、または0.1秒超である、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記容積に対する表面積の比が、少なくとも12、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、または少なくとも50である、請求項9〜12のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の混合装置の使用を含む、請求項9〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の内部ポンプによって前記第1の材料に付与される前記周方向の速度は、前記ロータによって付与される前記混合の周方向の速度に近い、請求項1に記載の混合装置。
- 前記混合装置を用いてもたらされるガス富化流体を含む、請求項8に記載の組み合わせ。
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