JP7253959B2 - Pressure controller for single-use bags - Google Patents
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Description
本発明は、シングルユースバッグ用圧力制御装置、特に、内容物を撹拌する撹拌装置を有する可撓性のあるシングルユースバッグのガス排気管の端部の排気口に着脱自在に接続される圧力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a pressure control device for a single-use bag, particularly a flexible single-use bag having a stirring device for stirring the contents. It is related to the device.
例えば、医薬分野等で使用される液体の撹拌や、動植物の細胞・組織の一部または個体や微生物や菌体等の培養物などを培養し撹拌するバイオリアクターにおいては、撹拌後の撹拌容器や培養容器などの容器内の洗浄が困難であることから、容器を再利用せず、一度きりの使用となるシングルユースバッグ(使い捨てバッグ)が用いられる。 For example, in a bioreactor for stirring liquids used in the medical field, etc., and for culturing and stirring a part or individual of animal and plant cells, tissues, and cultures such as microorganisms and fungal cells, the stirring container after stirring, Since it is difficult to wash the inside of a container such as a culture container, a single-use bag (disposable bag) that is used only once without being reused is used.
このようなシングルユースの容器(バッグ)は、経済性の観点から、可撓性のある合成樹脂製(プラスチック製、エラストマー製)の使い捨て(シングルユース)バッグなどの可撓性容器が用いられる。 As such single-use containers (bags), flexible containers such as disposable (single-use) bags made of flexible synthetic resin (made of plastic or elastomer) are used from the viewpoint of economy.
また、細胞等の培養撹拌等においては、バッグ内に挿入した回転式撹拌装置や上下往復動撹拌装置により、内容物を撹拌すると共に、エアーやCO2やDOなどのガスを通気しながら撹拌していた。 In addition, in the agitation of cell culture, etc., the contents are agitated by a rotary agitator or a reciprocating agitator inserted in the bag, and the agitation is performed while passing air, CO2 , DO, or other gases. was
図3は従来のシングルユースバッグ1を示し、該シングルユースバッグ1は、可撓性を有し、そして、床等に載置された、例えば、上端が開口した有底筒状容器からなるSUS等の剛体フレーム2内に収納されて固定される。
FIG. 3 shows a conventional single-
該シングルユースバッグ1は、可撓性のある容器本体3と、該容器本体3に設けられた、内容物を撹拌する撹拌装置4と、前記容器本体3の上部に設けられたガス吸気管5及びガス排気管6と、前記吸気管5に介在させた吸気管側ガスフィルター7と、前記排気管6に介在させた排気管側ガスフィルター8とよりなる。
The single-
なお、18は、前記容器本体3と前記排気管側フィルター8間の前記排気管6に介在させた、例えば、トラップ瓶(トラップ容器)などの水分除去部を示し、該水分除去部18により、前記容器本体3からのウェットガスから水分を取り除き、ドライガスとして前記フィルターを通過させるようにする。なお、前記水分除去部の代わりに、他の機構を設けても良く、または、水分除去部を前記シングルユースバッグ1から省略してもよい。
In addition, 18 indicates a moisture removing unit such as a trap bottle (trap container) interposed in the
なお、前記撹拌装置4には、例えば、回転式撹拌装置や、上下動などの往復動撹拌装置などがある。
The stirring
そして、前記吸気管5の端部5aの開口部は、例えば、ガス供給装置(図示せず)に接続されて、該ガス供給装置から生成されたガスが、前記吸気管5を通じて、前記容器本体3内に供給され、また、前記容器本体3内のガスは、前記排気管6の端部6aの排気口から外部に排出され、又は、前記排気口に接続された排気処理装置(図示せず)に排出されるようになる。
The opening of the
また、前記容器本体3内は、コンタミネーションを低減するために、可撓性の容器本体3内を陽圧に保つ必要があるが、特に、上下動撹拌など往復動撹拌の場合、図3に示すように、前記容器本体3内の圧力変動が高く、前記容器本体3内の圧力を制御しないと、前記容器本体3内が負圧になる可能性があった。
In addition, in order to reduce contamination inside the
また、前記可撓性のある容器本体3は、耐圧面で脆弱であり、図4に示すように、簡単に破裂したり、弱い部分からエアー漏れしたりするリスクが高く、容器本体3内の圧力制御が必要であった。
In addition, the
そのため、従来においては、図5に示すように、例えば、吸気管5に、該管5内の圧力を検知するための圧力センサー9aを固定した圧力センサー装置9を有するシングルユースバッグ1を用い、該圧力センサー9aからの圧力情報に基づき、前記圧力センサー装置9により、例えば、前記ガス供給装置から前記容器本体内へのガスの供給量を調整して、前記容器本体3内の圧力管理をおこなっていた。なお、前記排気管6に弁(図示せず)を有する場合には、該弁を前記圧力センサー装置等により自動で、又は手動により、排気量を調整することにより、前記容器本体3内の圧力管理をするような場合もある。
For this reason, conventionally, as shown in FIG. Based on the pressure information from the pressure sensor 9a, the
例えば、撹拌装置を有するシングルユースバッグとしては、例えば、特許文献1がある。
For example,
しかしながら、前記圧力センサー装置9は、シングルユースバッグ1に付属することから、シングルユースバッグ1を交換するたびに前記圧力センサー装置9も交換されるためランニングコストが嵩むという問題点があった。
However, since the
また、負圧になる特性を生かした往復動撹拌装置においては、特に、容器本体3内の圧力変動が高く、前記従来の圧力センサー装置を有するシングルユースバッグでは、該往復動撹拌装置の制御が難しかった。
In addition, in the reciprocating motion stirring device that takes advantage of the negative pressure characteristic, the pressure fluctuation in the
本発明によれば、ランニングコストを低くすると共に、往復動撹拌装置においても、容器内の圧力や、前記往復動撹拌装置を制御しやすくなる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while running cost is made low, even in a reciprocating motion stirring apparatus, it becomes easy to control the pressure in a container, and the said reciprocating motion stirring apparatus.
本発明のシングルユースバッグ用圧力制御装置は、吸気管側ガスフィルターが介在したガス吸気管と排気管側ガスフィルターが介在したガス排気管とを有する可撓性の容器本体よりなるシングルユースバッグの、前記ガス排気管の排気口に着脱自在に接続される圧力制御装置よりなり、該圧力制御装置は、前記ガス排気管の排気口に着脱自在に、一端開口部が接続される圧力制御用管と、該圧力制御用管に設けた、該圧力制御用管内を流れるガスの流量を制御する流量制御装置と、前記圧力制御用管の、前記流量制御装置よりも上流側の上流側圧力制御用管部に設けた、該上流側圧力制御用管部内の圧力を検知し、該圧力に応じて前記流量制御装置を制御する圧力センサー装置とよりなることを特徴とする。 The single-use bag pressure control device of the present invention is a single-use bag comprising a flexible container body having a gas intake pipe interposed with an intake pipe side gas filter and a gas exhaust pipe interposed with an exhaust pipe side gas filter. and a pressure control device detachably connected to the exhaust port of the gas exhaust pipe, wherein the pressure control device is a pressure control pipe having one end opening detachably connected to the exhaust port of the gas exhaust pipe. a flow control device provided in the pressure control pipe for controlling the flow rate of the gas flowing through the pressure control pipe; It is characterized by comprising a pressure sensor device provided in the pipe portion for detecting the pressure in the upstream pressure control pipe portion and controlling the flow rate control device according to the pressure.
また、本発明のシングルユースバッグ用圧力制御装置は、ガス吸気管とガス排気管とを有する可撓性の容器本体よりなるシングルユースバッグの、前記ガス排気管の排気口に着脱自在に接続される圧力制御装置よりなり、該圧力制御装置は、前記ガス排気管の排気口に着脱自在に、一端開口部が接続される圧力制御用管と、該圧力制御用管に設けた、該圧力制御用管内を流れるガスの流量を制御する流量制御装置と、前記圧力制御用管の、前記流量制御装置よりも上流側の上流側圧力制御用管部に設けた、該上流側圧力制御用管部内の圧力を検知し、該圧力に応じて前記流量制御装置を制御する圧力センサー装置とよりなり、前記上流側圧力制御用管部と、前記圧力制御用管の、前記流量制御装置よりも下流側の下流側圧力制御用管部とを連結するバイパス管を更に有することを特徴とする。 Also, the single-use bag pressure control device of the present invention is detachably connected to the exhaust port of the gas exhaust pipe of the single-use bag comprising a flexible container body having a gas intake pipe and a gas exhaust pipe. The pressure control device comprises a pressure control pipe having one end opening detachably connected to the exhaust port of the gas exhaust pipe, and a pressure control device provided in the pressure control pipe. a flow rate control device for controlling the flow rate of gas flowing in the flow rate control pipe; and a pressure sensor device for controlling the flow rate control device according to the pressure, and the upstream side pressure control pipe portion and the pressure control pipe on the downstream side of the flow rate control device and a bypass pipe connecting with the downstream pressure control pipe portion.
また、前記バイパス管に、該バイパス管内のガスの流量を制御するバイパス流量制御装置を設けたことを特徴とする。 Further, the bypass pipe is provided with a bypass flow rate control device for controlling the flow rate of the gas in the bypass pipe.
また、前記バイパス流量制御装置は、前記圧力センサー装置により制御されることを特徴とする。 Further, the bypass flow control device is controlled by the pressure sensor device.
また、前記容器本体内に撹拌装置を有することを特徴とする。 Moreover, it is characterized by having a stirring device in the said container main body.
また、前記撹拌装置は、往復動撹拌装置であることを特徴とする。 Further, the stirring device is characterized by being a reciprocating motion stirring device.
また、前記圧力センサー装置は、検知した圧力に応じて、前記撹拌装置を制御することを特徴とする。 Further, the pressure sensor device controls the stirring device according to the detected pressure.
また、前記圧力センサー装置は、検知した圧力に応じて、前記ガス吸気管から前記容器本体内に供給されるガスの供給量を制御することを特徴とする。 Further, the pressure sensor device is characterized by controlling the amount of gas supplied from the gas intake pipe into the container body according to the detected pressure.
また、前記圧力センサー装置は、前記撹拌装置の駆動に応じて、前記流量制御装置を制御することを特徴とする。 Further, the pressure sensor device is characterized by controlling the flow control device according to the drive of the stirring device.
本発明によれば、圧力制御装置がリユース可能であるため、低コストでバッグ内の圧力調整を行うことができるようになる。 According to the present invention, since the pressure control device can be reused, it is possible to adjust the pressure inside the bag at low cost.
また、圧力制御用管に、流量制御用装置を迂回したバイパス管を設けたので、容器本体3内の圧力調整が難しい往復動撹拌装置であっても、制御しやすくなる。
In addition, since the pressure control pipe is provided with a bypass pipe that bypasses the flow control device , it becomes easy to control even a reciprocating stirring device in which the pressure in the
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。 An example of the mode for carrying out the present invention is shown below.
なお、従来の説明における符号と同じ部分には同じ符号を付け、説明を省略する。 Parts that are the same as those in the conventional description are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本発明においては、従来の吸気管5に圧力センサーが固定された圧力センサー装置を有するシングルユースバッグ1を用いる代わりに、図1及び図2に示すように、圧力センサーを有しないシングルユースバッグ1を用い、該シングルユースバッグ1の排気管6の端部6aの排気口に、着脱自在に接続できる圧力制御装置10を設け、該圧力制御装置10により、容器本体3内の圧力を検知し、前記容器本体3内の圧力を制御するようにする。
In the present invention, instead of using a conventional single-
なお、前記シングルユースバッグ1は、従来同様、例えば、可撓性のある容器本体3と、該容器本体3に設けられた、内容物を撹拌する撹拌装置4と、前記容器本体3の上部等に設けられた吸気管5及び排気管6と、前記吸気管5に介在させた吸気管側ガスフィルター7と、前記排気管6に介在させた排気管側ガスフィルター8とよりなる。
In addition, the single-
また、前記撹拌装置4は、例えば、回転式撹拌装置や往復動撹拌装置などがあり、該往復動撹拌装置としては、例えば、上下往復動など、駆動軸の軸方向に沿って往復動する往復動撹拌装置がある。
Further, the
また、前記往復動撹拌装置は、例えば、前記容器本体3内に垂設した駆動軸4aと、該駆動軸の下端に交叉して設けた円盤板状や、楕円盤板状等の撹拌板4bとよりなる。
The reciprocating motion stirring device includes, for example, a
前記圧力制御装置10は、図1及び図2に示すように、前記シングルユースバッグ1の排気管6の排気管側フィルター8よりも後方となる端部6aの排気口に着脱自在に、その一端開口部11が接続され、他端12に、前記一端開口部11から流入されたガスが排気される排気口を有する圧力制御用管13と、該圧力制御用管13の中間部分に介在させた、該管13内を流れるガスの流量を調整(制御)する電磁弁などの流量制御用弁(流量制御装置)14と、前記圧力制御用管13の、前記流量制御用弁14よりも上流側の上流側圧力制御管部13aに設けた、該上流側圧力制御用管部13a内の圧力を検知する圧力センサー装置15とよりなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、前記圧力センサー装置15は、該圧力センサー装置15から得られた圧力情報に基づき、前記流量制御用弁14を制御し、前記容器本体3内の圧力を所望の圧力になるようにする。
Based on the pressure information obtained from the
また、前記流量制御用弁14のみの単純制御では、前記容器本体3内の圧力制御においては、ハンチングが著しいことから、このハンチングを防ぐために、図1及び図2に示すように、前記圧力制御用管13の、前記流量制御用弁14よりも下流側の下流側圧力制御用管部13bと前記上流側圧力制御用管部13aとを連結するバイパス管16を設けると共に、該バイパス管16に、該バイパス管16内のガスの流量を調整(制御)するバイパス弁(バイパス流量制御装置)17を介在させる。
Further, in the simple control of the flow
そして、前記圧力制御用管13の一端開口から流入したガスの一部又は全部の少量が前記バイパス管16に導入されて、前記流量制御用弁14を迂回して、前記他端12の排気口から排出されるようにして、前記圧力制御用管13内を流れるガスの量を微調整できるようにし、マイルドな制御を行うようにする。
Then, a small amount of part or all of the gas that has flowed in from the one end opening of the
なお、前記バイパス弁17の開閉(流量)の制御は、手動で行っても良く、また、前記圧力センサー装置15等により、自動で制御されるようにしてもよい。
The opening/closing (flow rate) of the
また、前記圧力センサー装置15は、前記検知した圧力に応じて、前記ガス供給装置のガス供給量を制御したり、前記撹拌装置4の回転や往復動の駆動を制御したりするようにしてもよい。
Further, the
また、前記圧力センサー装置15は、前記撹拌装置4の駆動に応じて、例えば、上下動に応じて、前記流量制御用弁14を制御するようにしてもよい。
Further, the
次に、本発明のシングルユースバッグ用圧力制御装置の作用と効果を説明する。 Next, the operation and effects of the single-use bag pressure control device of the present invention will be described.
まず、圧力センサーを有しないシングルユースバッグ1の排気管6の端部6aの排気口に、圧力制御装置10の圧力制御用管13の一端開口部11を接続する。
First, one
そして、例えば、予め、前記バイパス弁17を少量のガスが通過する程度に開いて、前記一端開口部11から流入したガスの一部又は全部が、前記バイパス管16に流入し、少量のガスが前記バイパス管16を通過するようにし、前記圧力制御用管13の排気口から排気されるようにする。
Then, for example, by opening the
そして、例えば、上下往復動撹拌装置4により、容器本体3内の内容物を撹拌しながら、前記ガス供給装置により、前記容器本体3内に所望量のガスを供給し、そして、前記圧力センサー装置15により、前記管13a内の圧力を検知し、該圧力情報に応じて、前記流量制御用弁14の開閉(流量)を制御し、前記容器本体3内の所望量のガスが、前記排気管6の排気口、前記上流側圧力制御用管13a、前記流量制御用弁14、前記下流側圧力制御用管13bを通じて流れ、また、少量のガスが、前記バイパス管16を通じて、前記下流側圧力制御用管13bを通じて流れ、そして、該管13bの排出口から、外部に排出される、或いは、該排出口に接続された排気処理装置等内に排出されて、前記容器本体3内の圧力が所望の圧力になるように制御するようにする。
Then, for example, while stirring the contents in the container
なお、前記バイパス弁17は必要に応じて、手動または自動で、開閉度(流量)を制御するようにする。
The degree of opening/closing (flow rate) of the
また、前記圧力センサー装置15は、前記検知した圧力に応じて、前記ガス供給装置のガス供給量を制御したり、前記撹拌装置4の回転駆動や往復動駆動を制御したりするようにして、前記容器本体3内の圧力を所望の圧力にするようにしてもよい。
Further, the
また、前記圧力センサー装置15は、前記撹拌装置4の駆動に応じて、例えば、上下動に応じて、前記流量制御用弁14を制御するようにして、前記容器本体3内の圧力を所望の圧力にするようにしてもよい。
In addition, the
本発明によれば、圧力制御装置は、リユース可能であるため、低コストでバッグ内の圧力調整を行うことができるようになる。 According to the present invention, since the pressure control device is reusable, it is possible to adjust the pressure inside the bag at low cost.
また、前記圧力制御用管13に、前記流量制御用弁14を迂回したバイパス管16を設けたため、前記容器本体3内の圧力調整が難しい往復動撹拌装置であっても、制御しやすくなる。
In addition, since the
本発明は、シングルユースバッグが用いられる医療品関係、食品関係等において利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in the field of medical products, food, etc., where single-use bags are used.
1 シングルユースバッグ
2 剛体フレーム
3 容器本体
4 撹拌装置
5 吸気管
5a 端部
6 排気管
6a 端部
7 吸気管側ガスフィルター
8 排気管側ガスフィルター
9 圧力センサー装置
9a 圧力センサー
10 圧力制御装置
11 一端開口部
12 他端
13 圧力制御用管
13a 上流側圧力制御用管部
13b 下流側圧力制御用管部
14 流量制御用弁
15 圧力センサー装置
16 バイパス管
17 バイパス弁
18 水分除去部
1 Single-
Claims (9)
該圧力制御装置は、前記ガス排気管の排気口に着脱自在に、一端開口部が接続される圧力制御用管と、
該圧力制御用管に設けた、該圧力制御用管内を流れるガスの流量を制御する流量制御装置と、
前記圧力制御用管の、前記流量制御装置よりも上流側の上流側圧力制御用管部に設けた、該上流側圧力制御用管部内の圧力を検知し、該圧力に応じて前記流量制御装置を制御する圧力センサー装置とよりなることを特徴とするシングルユースバッグ用圧力制御装置。 A single-use bag consisting of a flexible container body having a gas intake pipe with a gas filter on the intake pipe side and a gas exhaust pipe with a gas filter on the exhaust pipe side, detachably attached to the exhaust port of the gas exhaust pipe. consisting of a connected pressure control device,
The pressure control device includes a pressure control pipe having one end opening detachably connected to an exhaust port of the gas exhaust pipe;
a flow control device provided in the pressure control pipe for controlling the flow rate of the gas flowing through the pressure control pipe;
Detecting the pressure in the upstream pressure control pipe portion provided in the upstream pressure control pipe portion on the upstream side of the flow control device of the pressure control pipe, and detecting the pressure in the flow control device according to the pressure A pressure control device for a single-use bag, comprising: a pressure sensor device for controlling the
該圧力制御装置は、前記ガス排気管の排気口に着脱自在に、一端開口部が接続される圧力制御用管と、
該圧力制御用管に設けた、該圧力制御用管内を流れるガスの流量を制御する流量制御装置と、
前記圧力制御用管の、前記流量制御装置よりも上流側の上流側圧力制御用管部に設けた、該上流側圧力制御用管部内の圧力を検知し、該圧力に応じて前記流量制御装置を制御する圧力センサー装置とよりなり、
前記上流側圧力制御用管部と、前記圧力制御用管の、前記流量制御装置よりも下流側の下流側圧力制御用管部とを連結するバイパス管を更に有することを特徴とするシングルユースバッグ用圧力制御装置。 A single-use bag consisting of a flexible container body having a gas intake pipe and a gas exhaust pipe, comprising a pressure control device detachably connected to the exhaust port of the gas exhaust pipe,
The pressure control device includes a pressure control pipe having one end opening detachably connected to an exhaust port of the gas exhaust pipe;
a flow control device provided in the pressure control pipe for controlling the flow rate of the gas flowing through the pressure control pipe;
Detecting the pressure in the upstream pressure control pipe portion provided in the upstream pressure control pipe portion on the upstream side of the flow control device of the pressure control pipe, and detecting the pressure in the flow control device according to the pressure and a pressure sensor device that controls the
A single-use bag, further comprising a bypass pipe that connects the upstream pressure control pipe portion and a downstream pressure control pipe portion of the pressure control pipe on the downstream side of the flow control device. pressure control device.
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