JPH10501045A - 消毒可能なスライドダイアフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ステータ／ロータ界面の多重密封ポートを形成するように一体に成形された熱可塑性エラストマーダイアフラムを有する衛生的スライド弁であり、ここでは回転カルーセルダイアフラム弁として例示されている。エラストマーダイアフラムの面に一体に成形されたポート又は溝は、ステータの面のポート又は溝に密封係合するように、そして、ロータ又はステータの本体を貫通してエラストマーフランジとして終端する衛生的筒状ダクトを形成するように配置されている。これらのフランジは、多重カラム又はその他の固相床セグメントに接続するカルーセル内の衛生的配管のフランジに、あるいは、カルーセル内の多重カラムを相互に接続し、かつ、外部の流体源及び流体収集導管に接続する配管につながるステータの衛生的配管のフランジに直接接続することを可能にする。各ポート密封面を消毒流体でクロスフラッシュ洗浄するのに十分なだけロータ（２０１）がステータ（３０１）から引き離されているときでも、対面する動作面との流体密密封係合を維持する付勢された可撓性ダイアフラム摺擦シール（２２２）によって、スライド弁の衛生的な作動が可能にされる。この弁は、模擬移動床式クロマトグラフィを始めとする、生物薬剤のクロマトグラフィ分離工程の衛生的な実施を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 消毒可能なスライドダイアフラム弁技術分野 本発明は、流体搬送処理技術、並びに液体クロマトグラフィに関し、特に、製 薬工業にとって重要な生物学的高分子（巨大分子）を分離及び、又は精製するた めに液体クロマトグラフィカラム及び衛生液体搬送処理システムと連携して使用 することができる新規な消毒可能なスライド弁又は回転弁に関する。技術背景 回転弁は、いろいろな応用例において多種類のプロセス流体（被処理流体）分 配のために従来から使用されてきた。例えば、米国特許第４，８０８，３１７号 は、流体を固形粒子に連続的に接触させるための方法及び回転弁装置（回転弁を 含む装置）を開示している。この回転弁即ち流体分配弁は、又、模擬移動床（シ ミュレート移動床略して「ＳＭＢ」と称する）の向流作動を可能にする。同特許 の回転弁装置の基本的な作動は以下の通りである。被処理流体の流れを装置内へ 導入するための供給ボックスの頂部に複数の導入導管が設けられ、処理済み流体 流を排出するための排出ボックスの底部に複数の排出導管が設けられている。複 数の分離画室が複数の流体ポートのそばを通って回転するように配置されている 。通常の作動においては、それらの分離画室は、粒状樹脂又はその他の粒状吸着 材床を収容しており、それらの吸 着材床に各流体流が順次に回転弁の調時クラウンステータ（固定弁部材）の上下 のポートを通して接触するようになされている。この回転弁の作動の詳細は、同 特許の図５及び図７〜９に示されている。それらの図から分かるように、回転弁 を洗浄するには、回転弁のロータ（可動弁部材）とステータ（固定弁部材）を完 全に分解しなければならず、ロータとステータのそれぞれの接触表面を消毒する ための方策は何ら講じられていない。 米国特許第２，９８５，５８９号は、固形吸収材の床に対する複数の導入流れ 及び排出流れに対して連続的な模擬向流流れを起すための方法及び装置を開示し ている。同特許の方法及び装置は、ｎ−ヘキサンとイソヘキサンの混合物を比較 的純粋なヘキサンの流れとイソヘキサンの副生成物に分離する場合を例にとって 説明されている。この装置は、１２の一連の分子吸収材床から成っているが、使 用される回転弁は、消毒自在ではなく、消毒可能な弁表面を提供することが全く 企図されていない。 米国特許第３，２６８，６０４号は、回転弁を含む模擬移動床（ＳＭＢ）プロ セスのための流体流制御装置を開示している。同特許の図１に、２４の流体移送 導管に接続することができる多ポート回転分配弁が示されているが、この弁も、 消毒可能な構造を有していない。 米国特許第４，４０９，０３３号は、高容量供給流体流のための模擬移動床式 分離プロセスを開示しており、回転弁を含む流体分配手段の使用を教示している が、や はり、消毒可能特徴が開示されていない。 非回転弁としては、消毒可能な弁が米国特許第４，７５７，８３４号、４，６ ８７，０１５号及び４，１９１，２１３号に開示されている。しかしながら、回 転弁は、米国特許第２，７０６，５３２号及び３，４５１，４２８号にも開示さ れているが、いずれも、フラッシュ洗浄可能な衛生構造は教示されていない。 米国特許第４，９２１，０１５号は、ロータの密封面に２つの環状の連続した 加圧チャンバーが形成されている回転真空弁を開示している。ロータの各チャン バーには、１対の断面Ｕ字形の環状弾性テフロン製シール（密封部材）が配設さ れており、両シールの対向した開放した側面間に同心的に介設された膨脹ばねに よって拡張されている。このシール組立体は、ばね付勢ＴＦＥ密封リップと称さ れている。回転真空弁のステータに高圧がかけられると、ステータとロータが僅 かに離反（分離）し、ステータの上面に対するばね付勢ＴＦＥ密封リップの接触 力が弛められて両弁部材（ステータとロータ）の密封面をドライ動作（流体が存 在しない状態で相対移動）させることができるようにする。かくして、この構成 は、２つの弁部材の間にドライ低摩擦シール（密封）を設定する。しかしながら 、この特許においても、消毒又はフラッシュ洗浄手段は開示されていない。 米国特許第４，６２５，７６３号は、複数の導管の同時接続を可能にするため の回転ディスク型軸方向多ポー ト弁を開示している。この弁は、いずれも円筒形部片とディスク状部片の２つの 部片から成るステータとロータとで構成されている。同特許の図１に示されるよ うに、ロータのディスク状部片に形成された溝内に周縁シール（密封部材）９４ が挿入され、ばね９３によってステータの移送面に圧接されている。横断方向の 空間から漏出する流体は、このバリヤー（周縁シール）によって阻止される。更 に、互いに接続される導管間の相互汚染を防止するために、上記横断方向の空間 を通してフラッシュ洗浄流体を流すことができるように構成されている。即ち、 図１に示されるように、フラッシュ洗浄流体は、導管９５を通して横断方向の空 間へ導入することができる。しかしながら、この特許においても、ステータとロ ータの動作面をフラッシュ消毒するためにそれらの動作面を互いに引き離すため の手段は開示されていない。 無菌ダイアフラム弁又は衛生弁は、当該技術分野において周知であり、それら は、微生物を含有した、又は含有することができる水性液体を処理するために、 あるいは、食品、飲料、又は薬剤（医薬品）製造材料等を処理するために用いら れる。例えば、米国特許第５，１５２，５００号は、ダイアフラムベローズによ って囲繞された軸が上下動して円形の入口開口に係合又は脱係合し、入口間口を 囲繞する弁開口を閉鎖又は開放するようになされた出口弁を開示している。この ダイアフラム弁の無菌性は、軸方向に間隔を置いて設けられたダブルシール による汚染物の隔離と、弁の自動排水機能とによって保持される。しかしながら 、このダイアフラム弁は、多ポート機能を有していない。 米国特許第５，２７３，０７５号は、単一の入口と２つの出口を有するダイア フラム式分流弁を開示している。この分流弁においては、流路を開閉するために ダイアフラムが堰に係合するようになされている。そのために弁棒がダイアフラ ムに圧接してダイアフラムを堰に圧接させて閉鎖するようになされ、流路を開放 するときはダイアフラムを堰から放すようになされている。この特許の弁構造に おいては、デッドレッグ（dead legs）が回避される。 叙上のように、スライド弁又は回転弁を分解する必要なしに現場で消毒するた めの弁設計は、今日まで当該技術において教示されていない。回転弁による分離 方法の利点を薬剤の大規模製造に適用するためには、使用後、弁を分解する必要 なしに弁の濡れた表面から汚染物を確実に除去するための消毒手段を提供するこ とが必須である。従って、プロセス装置の無菌状態を維持したままで、間欠的に フラッシュ洗浄することができる消毒可能な回転弁を求める要望がある。発明の概要 本発明者は、弁の分野において既に知られている部材を組合せ、かつ、弁のプ ロセス流体接触表面をフラッシュ洗浄することを可能にするために弁のロータと ステー タの面を部分（密封状態のままで半ば）離反させるという独特の特徴を加味した 完全に新しいタイプの回転弁を発明した。弁のロータとステータの面の部分離反 は、通常ならば、消毒流体を弁から漏出させることとなり、その結果非無菌作動 が生じることとなるが、本発明者は、通常の使用状態では２つの面（ロータとス テータの面）を密封係合させる機能を果たし、２つの面が洗浄のために部分離反 されたときは消毒流体を漏出させないように保持する働きをする新規なエラスト マー（弾性）ダイアフラムシールを提供することにより、弁を分解することなく 現場消毒（ＳＩＰ）する能力を有する独特の衛生的弁作動を可能にする。 本発明の独特の衛生的弁作動は、ここでは、ロータ面に多重密封ポートを形成 するようにロータ本体と一体に成形された熱可塑性エラストマーダイアフラムを 有する回転カルーセルダイアフラム弁として特定的に例示された新規なタイプの スライド弁によって達成される。エラストマーダイアフラムの動作面（以下、単 に「面」とも称する）に成形されたポート又は溝は、ステータの動作面に形成さ れた溝又はポートに密封係合し、ロータの本体を貫通してエラストマーフランジ に終端する衛生エラストマー筒状ダクトを形成するように配置される。これらの フランジは、多数のクロマトグラフィカラム（以下、単に「カラム」とも称する ）又は多数の他の固相床セグメントに通じるカルーセル（タレットのような円形 コ ンベヤ）内の衛生パイプフランジに直接接続することを可能にする。 ステータ及びロータのポート密封面の周期的な消毒及び洗浄を可能にするため に、ロータのエラストマーダイアフラムシール（以下、単に「ダイアフラム」と も称する）の外周は、ロータがポート密封面のクロス（横断）フラッシュ洗浄を 可能にするのに十分なだけステータから直交方向に離隔されたときでもステータ の面との流体密密封係合を維持する可撓性の摺擦密封リップを形成するように成 形される。 本発明の好ましい実施形態においては、ポート密封棚及びそれに隣接する凹溝 を形成するためにステータの表面又はロータのダイアフラムの表面からその素材 を削除することによって所要密封力を最少限にする。これらの凹溝は、ポートシ ールから逃出したプロセス流体を捕捉し掃去するのに用いられるバリヤー流体の 流れを搬送することができる。この特徴により密封面を傷めるおそれのある乾燥 した物質の堆積を防止し、放出されたとすれば周囲環境を害するおそれのある物 質を封じ込めることができる。 本発明は、少くとも２つの内側表面を有する多ポートスライドダイアフラム弁 であって、前記内側表面の１つを構成するステータ対面表面を有し、該ステータ 対面表面に設けられたロータポートと、該ロータポートにそれぞれ流体接続する 少くとも１対の第１及び第２接続ポー トを有するロータ本体と、該ロータ本体の該ステータ対面表面に付設されており 、複数のロータポート密封手段と、少くとも１つの一体の動的摺擦密封リップか ら成る外部密封手段を有するダイアフラムと、を有するロータと、前記内側表面 の他の１つを構成するロータ対面表面を有し、該ロータ対面表面に設けられたス テータポートと、該ステータポートにそれぞれ流体接続する少くとも１対の第１ 及び第２接続ポートを有するステータ本体を有するステータと、該弁の内側表面 に設けられた少くとも１つのＳＩＰ／バリヤー流体凹溝と、前記ロータをその平 面運動方向に対して垂直方向に段階的に調節するための直交アクチュエータ手段 と、前記ステータの前記各接続ポートを外部の流体源及び流体受取り器に流体接 続するための流体接続手段、及び前記ロータの前記各接続ポートをクロマトグラ フィ分離器に流体接続するための流体接続手段と、前記各ロータポートを割出す ために前記ロータ本体を移動させるためのアクチュエータ手段と、から成るダイ アフラム弁を提供する。上記ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝は、ダイアフラムに形成 してもよく、あるいは、ステータの面に設けてもよい。 本発明は、又、リニアスライドと、外部の流体源及び分離手段に流体連通した 複数の接続ポート及び該接続ポートに連絡した複数のチャンネルを備えたステー タとを有するタイプの多ポートスライド弁であって、前記スライドのポートを密 封するための少くとも１つのポート密 封手段を有するダイアフラムから成る密封手段と、ＳＩＰ流体源に流体連通する ことができる少くとも１つの接続ポートと、前記ステータの本体を貫通して形成 され、それぞれ対応する該接続ポートに流体接続されたチャンネルから成るポー トと、消毒流体を外部へ漏出させることなく、前記ステータの面に沿ってフラッ シュ通流させることができるように、前記ステータの本体を前記スライドの本体 から半ば離反させるための直交離反手段と、から成るスライド弁を提供する。 更に本発明は、回転弁のダイアフラムシールを現場で形成するためのインサー ト成形方法であって、ダイアフラムに所望の表面形状を付与するための雌型を有 する金型ベースを前記回転弁のロータ又はステータに取り付け、前記ロータ又は ステータの各ポートにチャンネル形成コアを含むフランジ形成プラグを挿入し、 その際、該コアをロータ又はステータの接続ポートチャンネルを貫通して前記金 型ベースの穴に係合させ、射出成形機を、フランジ形成プラグを挿入したロータ 又はステータに接続し、該ロータ又はステータにダイアフラムシールを形成する のに適するエラストマーを射出し、得られたダイアフラムシールを硬化させ、前 記金型ベース及び前記チャンネル形成コアを含むフランジ形成プラグを除去し、 前記所望の表面形状を有する、現場成形されたダイアフラムを露出させることか ら成る方法を提供する。 本発明の目的は、プロセス装置の無菌状態を維持した まま、スライド及びステータのポート密封面を間欠的（断続的）にフラッシュ洗 浄することができる消毒可能なスライド弁を提供することである。 本発明の他の目的は、スライドの面に形成された各ポートからロータカルーセ ル（ロータに付設されたカルーセル）内に設けられた多数の固相床セグメント（ 以下、「カラム床」又は単に「床」とも称する）へのダクトの接続を可能にする とともに、乾燥した物質がスライド弁のポート密封面に堆積するのを防止し、被 処理溶液が外部環境へ放出されるのを防止するためにポート密封面の外周縁を常 時パージするための流体バリヤーを通流させることができるスライド弁を提供す ることである。 本発明の更に他の目的は、スライサー弁において、ステータ又はロータ（スラ イド）の密封面の不完全な平面度又は平行度を許容することができ、かつ、医薬 品製造精製プロセスに用いられる慣用のクロマトグラフィ床の有効寿命に少くと も等しい有効寿命の間、密封機能の許容し得る範囲の完全性を維持する、スライ サー弁のすべてのポートを密封する簡単で信頼性の高い密封（シール）手段を提 供することである。 本発明の更に他の目的は、ロータカルーセルを取外して遠隔部署に衛生的な密 封状態で保管し、ステータを洗浄して密封状態で保管し、異なるロータカルーセ ルを同じステータアクチュエータ（作動器）組立体上で順次に作動させることを 可能にするための簡単な手段を提供す ることである。 本発明の上記及びその他の目的並びに特徴、及びそれらを達成する態様は、以 下に添付図を参照して述べる本発明の実施形態の説明から一層明かになろう。図面の簡単な説明 図１Ａは、本発明のベンチスケール（比較的小規模である試験規模）実施形態 のスライドダイアフラム弁のロータを除去してみたステータの動作面の平面図で あり、バリヤー流体の流路を矢印で示している。 図１Ｂは、ロータを含む図１Ａの弁の線Ａ−Ａに沿ってみた、ステータの各ポ ートとロータの各ポートとが整列した状態で通常作動中の弁を示す断面図であり 、１対の入口管継手及び出口管継手を示し、右半分にはステータの溜めからのド レンポートを示す。 図２Ａは、図１のベンチスケール実施形態のロータを除去してみたステータの 平面図であるが、ステータのポート密封棚がＳＩＰ作動モードにあるところを示 す。 図２Ｂは、ロータを含む図２Ａの弁の線Ｂ−Ｂに沿ってみた断面図であり、ス テータの内側ＳＩＰ／バリヤーポート及び外側ＳＩＰ／バリヤーポートを示す。 図３Ａ〜Ｄは、ロータを含む図１Ｂの弁の線Ｃ−Ｃに沿ってみた断面の一連の 拡大投影図であり、ロータの回転とともに移動するロータの各ポートの移動状況 を示す。プロセス流体の流路と、本発明のメーク・ビフォア・ブレーク特徴も示 されている。 図４は、本発明の好ましい実施形態のスライドダイアフラム弁の左半分の断面 図であり、パイロットスケール（比較的大規模である実験規模）のロータカルー セルとステータを示す。この実施形態ではすべての凹溝及び溝 図５は、５つのセグメントから成るカルーセルシステムの概略流れ図であり、 ＳＭＢによる吸着及び分離の原理を図解する。 図６は、連続向流ＳＭＢ式精留のためのユニバーサル・オイル・プロダクツ社 のソーベックス・カスケード・システムの概略流れ図である。 図７は、図６のシステムに類似したＳＭＢサイズ別分別式精留・分離システム の概略流れ図であり、このシステムでは、本発明によるカルーセル弁システムに よって内部液体再循還が実施される。分離された成分は、絵で示されている。 図８は、ＳＭＢイオン交換式精留・分離システムの概略流れ図であり、このシ ステムでは、本発明によるカルーセル弁システムに吸着、脱着及びストリッピン グのための流路がそれぞれ別々に設けられている。分離された成分は、やはり、 絵で示されている。 用語の定義 本明細書において使用される下記の用語は、それぞれ以下の意味を有する。 「ダイアフラム」とは、シール（密封）を設定するために相手の表面に圧接さ れる弾性の密封部材のことであ る。 「動的摺擦密封リップ」とは、ダイアフラムの密封縁に形成される特殊な形状 の一体の弾性リップシールのことをいう。リップは、ばね挿入体によってもたら されるばね作用、あるいはそれ自体が有する固有のばね作用（弾性）を有すると いう点で動的である。 「メーク・ビフォー・ブレーク」（make-before-break）とは、１つの流路Ａ を１つの流路Ｂとの流体連通から遮断する（ブレークする）前に他の流路Ｃに接 続する（メークする）という意味である。「メーク・ビフォー・ブレーク」溝は 、スライド弁のスライド（ロータ即ち可動弁部材）又はステータ（固定弁部材） のどちらかの密封面に形成された溝であり、スライド又はステータに設けられた １つのチャンネルからステータ又はスライドに設けられた他のチャンネルへ流体 を通流させるための溝である。メーク・ビフォー・ブレーク溝は、スライド又は ステータのどちらかの密封面に形成され、一端において対応するステータ又はス ライドの貫通チャンネルに連通又は接続するポート又は穴を有している。メーク ・ビフォー・ブレーク溝は、高圧下で流れる流体が、流れの連続性を中断する弁 を介して１つの導管から他の導管へ急激に分流される際パイプ及びポンプに応力 を与える圧力サージ（変動）を軽減するものとして周知である。 「ＳＩＰ」とは、「sanitize-in-place」（その場で 、即ち組立てられたままの状態で消毒する）の頭字語であり、スライドの密封面 とステータの密封面とを半ば離反させ、ステータ及びダイアフラムの密封面を横 切って消毒流体をフラッシュさせる（勢いよく流す）操作をいう。発明の詳細な説明 Ａ．好ましい実施形態 図１〜２は、本発明のベンチスケール（比較的小規模である試験規模）実施形 態の多ポートスライドダイアフラム弁１００のステータ（固定弁部材）３００の 平面図と、ステータ３００及びロータ（スライド即ち可動弁部材）２００の横断 面図を示す。 ステータ３００は、ステータ本体３０１の底部分に接続された作動・流体接続 手段を有している。ステータ本体３０１は、セラミック材から形成してもよく、 あるいは、ステンレス鋼、好ましくは耐蝕性の３１６Ｌ合金から機械加工によっ て形成してもよく、あるいは、Ｋｅｌ−Ｆ（商標名）（ポリクロロトリフルオロ エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリフェニレン スルフィド（ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエーテルエーテルケ トン（ＰＥＥＫ）等のいろいろなエンジニアリングプラスチック、又は、耐摩性 及び洗浄及び現場消毒（ＳＩＰ）のために一般に用いられている水酸化ナトリウ ムに対する耐性を有する他の高性能材料から形成することができる。 図１Ｂを参照して説明すると、この実施形態のロータ２００は、それぞれロー タ本体２０１の頂面に形成されたロータの第１接続ポート２１４と第２接続ポー ト２１５のねじ穴に螺合する第１カラム接続管継手２１０と第２カラム接続管継 手２１２の１２対（図には１対だけが示されている）の管継手を備えている。ロ ータ本体２０１は、通常は濡らされないので、アルミニウムから機械加工によっ て形成してもよく、あるいは、約１２０〜４００°Ｆ（４９〜２０４°Ｃ）の温 度で行われる二次インサート成形加工に短時間かけられる間完全性を維持するこ とができる任意の耐熱性エンジニアリング熱可塑樹脂から機械加工又は成形によ って形成することができる。ロータ本体２０１のための好適な素材としては、ポ リスルホン、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ等がある。図示の管継手２１０，２１２は、機械 加工又は成形によって形成された１／４−２８ ＵＮＦ螺条を有するポリエチレ ン又はポリプロピレン等のプラスチック製のものとして市販されている。これら の管継手は、テフロン（商標名）、テフゼル（商標名）、ポリエチレン、ポリプ ロピレン又はその他の適当な熱可塑性管材から形成することができるカラム接続 管２１３のフランジ端を固定し、ロータ２００に取り付けられたカルーセル（回 転円形コンベヤ、図１〜２には示されていない）に設けられた複数のカラム又は 床の入口及び出口に流体接続するための衛生的手段を構成する。（ここで、「カ ラム」とは、クロマトグラフ ィカラムのことである。「流体接続」又は「流体連通」とは流体を通流させるよ うに接続又は連通することである。） 実際の実施に当っては、任意のカラム即ち固相媒体を用いることができる。例 えば、蛋白質やペプチド等の生体分子を分離するために官能化イオン交換樹脂カ ラム、疎水性相互作用樹脂カラム、親和性樹脂カラム、金属キレート樹脂カラム 又はサイズ別分別用樹脂カラムを用いることができる。薬剤（医薬品）は、イオ ン交換媒体、キラル媒体、逆相媒体等によって分離することができる。使用すべ きカラム又は媒体の特定のタイプや、分離すべき分子の種類は、本発明を限定す る要素ではない。 本発明の主要な目的は、ロータ２００のベースの一体的インサート成形部品と して形成されるエラストマー（弾性）ダイアフラムシール（以下、単に「ダイア フラム」とも称する）２２０の存在によって達成される。ダイアフラム２２０の ための好適な素材は、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合 体のような熱可塑エラストマー、例えば米国シェル・ケミカル・カンパニー製の ＫＲＡＴＯＮ Ｇ ２７０５のようなＫＲＡＴＯＮ^TM Ｇゴムである。これは、 ＦＤＡによって規制された食品接触用途及び医薬品用途のために製造販売されて いる射出成形可能な無充填エラストマーゴムであり、殺菌処理が可能で、水酸化 ナトリウムに対して不活性であり、ＵＳＰ ＸＩＸ，クラスＶＩ（１２１°Ｃ） 及 び累積毒性指数を含む急性毒性抽出物テストに合格している物質である。薬剤用 弁のシール（密封部材）のための好適な熱可塑性エラストマー材のその他の例は 、ＰＣＴ出願ＷＯ９３／２２２２１号「エアゾール送給装置」に記載されている 。 ダイアフラム２２０は、ロータ本体２０１の底面に台致して接触する第１表面 ２２５と、この多ポートスライドダイアフラム弁１００（以下、「スライド弁」 、「ダイアフラム弁」又は単に「弁」とも称する）を通って流れる流体に直接接 触し、後述するようにステータ３００の一部分に選択的に密封接触する第２表面 （密封面）２２６を有する。図１Ｂに示されるように、成形されたダイアフラム ２２０は、その第１表面２２５から上方に延長し、各カラム接続管２１３のフラ ンジ端に密封状態に流体接続する一体のフランジガスケット２２４に終端する複 数のスリーブ２２３を有する。各スリーブ２２３は、中空であり、フランジ付き カラム接続管２１３の孔をロータ２００のそれぞれ対応する第１密封ポート２２ ８又は第２密封ポート２２９に流体接続する。 ダイアフラム２２０は、又、一体のフランジガスケット２２４と協同して、第 １表面２２５と第２表面２２６の間に物理的遮断を設定する一体の第１及び第２ 動的摺擦密封リップ２２１，２２２を有する。これらの動的摺擦密封リップは、 可撓性のＶ宇形であり、弁１００の流体搬送領域の方に向かって内方に傾斜した 尖端部を有し 、成形時の弛緩した状態ではＶ字の軸線は、ステータ／ロータ間シールの平面に 対して約１５〜４５°の角度をなし、成形時の弛緩した状態のＶ字の尖端は、ス テータ３００がロータ２００の密封ポート２２８，２２９に対して流体密封係合 状状態にもたらされたときステータの合致表面より約０．０２〜０．０３５ｉｎ （０．５０８〜０．８８９ｍｍ）、好ましくは０．０２８ｉｎ（０．７１１２ｍ ｍ）下に位置するように設計されている。ロータ２００がステータ３００に密封 係合せしめられて完全に撓曲された密封リップ２２１，２２２によって設定され る部分は、図１Ａに第１バリヤー流体密封帯域３６１及び第２バリヤー流体密封 帯域３６５として示されている。 ダイアフラム２２０をロータ本体２０１のベースに対する一体的付属品として インサート成形によって形成する場合は、第１表面２２５の内周縁と外周縁の間 に第２表面２２６を形成する形状を有し、ロータの第１及び第２密封ポート２２ ８，２２９の位置に複数の穴を有する金型ベースを準備し、予め形成されたロー タ本体２０１をその金型ベースに取り付ける。一体のフランジガスケット２２４ を形成するように付形された端部を有し、スリーブ２２３内にダクト２２７を形 成するためのチャンネル形成コアワイヤを有する雄ねじ付き中空プラグをロータ の各接続ポート２１４，２１５内に螺入し、そのチャンネル形成コアワイヤを金 型ベースの上記穴に係合さ せる。次いで、溶融した熱可塑ポリマー（エラストマー）をロータ本体２０１の 好ましくは中心に設けられたランナーを通して射出する。エラストマーが冷却し たならば、雄ねじ付き中空プラグ及びチャンネル形成コアワイヤを抜き取り、金 型を開放し、中心のランナーを切り取る。 本発明の別の実施形態によれば、エラストマーダイアフラムを反対側に設置す る。即ち、ダイアフラムをロータ側に接合させずに、ステータの面に装着するよ うに設計してもよい。この変型実施形態は図には示されていないが、当業者なら ば、上述した教示内容からそのような実施形態を実施することができるであろう 。 図１Ｂを参照して説明すると、ロータ２００の中心には、アクチュエータ（作 動器）軸４００に連結するための連結手段が設けられている。詳述すれば、ロー タ２００の中心に細長いロータ駆動スロット２４０が形成されており、スロット ２４０は、軸４００の側面に形成されたアクチュエータ回転用平坦面４１０に弛 く係合するようになされている。軸４００が周知の空気圧式割出し手段又は電動 割出し手段によって周期的（間欠的）に回転されると、ロータ２００の第１及び 第２密封ポート２２８，２２９は、ステータ３００のそれぞれ対応する第１及び 第２ポート密封棚３５０，３５２（図１Ａ、１Ｂも参照）に対して滑り密封係合 状態に維持されたまま移動せしめられる。図３を参照すると、この作動順序が示 さ れている。即ち、ロータの各第１密封ポート２２８は、ステータ３００のそれぞ れ対応するプロセス流体のためのメーク・ビフォー・ブレーク溝即ちチャンネル ３７０（図１Ａ、１Ｂも参照）の一端に位置する図３Ａの初期割出し位置から、 図３Ｂの移動位置を経て図３Ｃのメーク・ビフォー・ブレーク位置に至り、そこ からステータ３００の第１ポート密封棚３５０に沿って図でみて右方へ１位置だ け前進されて図３Ｄの最終割出し位置に至る。ロータの各第１密封ポート２２８ が図３Ｃに示されるメーク・ビフォー・ブレーク位置にもたらされたときは、流 体をステータの各第１接続ポート３１０（図１Ｂも参照）からロータの２つの隣 接する第１密封ポート２２８へ、又は、２つの隣接する第１密封ポート２２８か ら第１接続ポート３１０へ一時的に流体が流れる。 再び図１Ｂを参照して説明すると、アクチュエータ軸４００の上端にロックナ ット４２０が螺着されている。ロックナット４２０は、ロータ２００の頂面に機 械加工によって形成された円錐形係合面２５０に圧接する曲面状係合肩４２５を 有している。ロータ２００の円錐形係合面２５０とロックナット４２０の曲面状 係合肩４２５とは、簡単な自在旋回カップリング（継手）を構成するので、アク チュエータ軸４００に下向き力を加えると、アクチュエータ軸４００の軸線がロ ータ２００の平面に対して正確に垂直であると否とを問わず、あるいはダイアフ ラムの密封表面２２６の平面度、又はステータ３０ ０の密封表面２２６に合致する部分の平面度の如何を問わず、アクチュエータ軸 の下向き力は、均一に伝達分配されて、図１Ｂにみられるように、ロータ２００ を調心させるとともに、ダイアフラムの第２表面即ち密封表面２２６をステータ ３００の対応部分に対して密封係合するように押圧する働きをする。アクチュエ ータ軸４００をロータ２００の平面に対して直交する方向に変位させるための変 位手段（図示せず）は、ばね、空気圧又は液圧シリンダ、又はモータ駆動歯車等 で構成することができる。アクチュエータ軸４００を図２Ｂに示されるように制 御された距離、例えば０．０２ｉｎ（０．５０８ｍｍ）上方へ変位させると、ダ イアフラム２２０の一体の第１及び第２動的摺擦密封リップ２２１，２２２が半 ば弛緩せしめられて下方へ撓曲し、それによってロータ２００を持ち上げ、ダイ アフラムの第２表面２２６を浮き上がらせてロータの密封ポート２２８（図２Ｂ は示されていない）とそれらに対応するステータ３００の上面との間の密封接触 をブレークする（破る）が、ステータの上面に対するダイアフラム２２０の動的 摺擦密封リップ２２１，２２２の流体密封接触は、第１及び第２ＳＩＰ密封帯域 ３６２，３６６として図２Ａに斜線で示されるように維持される。 本発明によるアクチュエータ軸４００及びロータ２００の直交方向の無段階的 変位調節は、又、プロセス流体の漏失を無視し得る程度に抑えるという要件と、 ダイア フラムの最大有効寿命をカルーセルのカラム床の有効寿命より長くするという要 件との間で最適なバランスをとることを可能にする。アクチュエータ軸４００に よってダイアフラムの第２表面２２６に加えられる下向き力が大きければ大きい ほど、第１及び第２ポート密封棚３５０，３５２に対する表面２２６の押圧密封 面積が大きくなる。この密封面積は、図１Ａに斜線３５０，３５２によって概略 的に示されている。密封力を大きくすれば、メーク・ビフォー・ブレーク溝（チ ャンネル）３７０からそれらに隣接する後述のバリヤー流体凹溝（チャンネル） ３３０，３３２，３３３へのプロセス流体の漏失を最少限又は皆無にすることが できる。しかしながら、密封力を過度に大きくすると、ダイアフラムの寿命を縮 めることになり、第１及び第２ポート密封棚３５０，３５２の滑り摩滅作用によ ってダイアフラムに条溝が生じた時点でダイアフラムを交換しなければならない 。 ダイアフラムの密封力が、ロータ２００が図３Ａ〜３Ｄに示されるように回転 されている間、通常１〜５分毎に１〜２秒の間、プロセス流体の流れから例えば その総流量の０．１％未満の僅かな薄膜流れを潤滑流体として第１ＳＩＰ／バリ ヤー流体凹溝（チャンネル）３３０、第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝（チャンネ ル）３３２及びそれらの中間に位置する中間ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝（チャン ネル）３３３への流出を許す弛緩された密封力とされ、次いで、ロータが静止割 出し位置に置かれて いる間、最大限の所定の密封力に戻されるように、プログラムすることができる 。このロータの回転中の一時的な弛緩密封力の大きさは、プロセスポンプによっ て送給されるプロセス流体の液圧に応じて決定される。（「ＳＩＰ／バリヤー流 体」は、単に「バリヤー流体」とも称する。） 再び図１Ｂを参照して説明すると、ステータ３００は、弁１００に流出入する すべての流体のための接続ポート及びダクトを有する。それぞれ対として設けら れた複数の第１接続ポート３１０と第２接続ポート３１２は、ロータのカルーセ ルに設けられた複数のカラム床（以下、単に「ロータカルーセル床」又は「カル ーセル床」とも称する）を通しての通流順序を例えば図７及び８に示されるよう にプログラムするのに用いることができる。図１〜３の実施形態では、ステータ ３００の第１接続ポート３１０は、各々、第１及び第２ポート密封棚３５０，３ ５２の上面の周りに等間隔を置いて形成された複数のメーク・ビフォー・ブレー ク溝３７０の各々の一端に流体接続される。図１、３Ａ及び３Ｄにみられるよう に、ロータの密封ポート２２８，２２９は、常態では各溝３７０の他端に流体密 状態に密封連通している。これによって、通常の作動中はプロセス流路内に流体 によって洗われない流体滞留区域が生じないので、流体同志の望ましくない混淆 も、流体分離機能の喪失も起らない。図３Ｃに示されるように、隣接する溝３７ ０と３７０は、 ロータの密封ポート２２８，２２９の直径より幅狭の仕切り部材３７１によって 分離されている。従って、各密封ポート２２８，２２９が１つの溝３７０との密 封連通から次の溝３７０との密封連通へ移行する際、流れの中断が起らない。こ のメーク・ビフォー・ブレーク機構は、弁１００を回転させたときポンプを損傷 させるような流体の衝撃波を起させることなく高流量ポンプを連続的に作動させ ることを可能にするために必要とされる。 どのようなスライド弁であれ、スライド弁は、通常作動中、滑りシールの密封 面を濡らす薄膜液体を放出することは周知である。本発明においては、このよう な液体の周囲環境への放出や、乾燥塩付着物の有害な堆積が、一体のバリヤー流 体流路を用いることによって防止される。図１Ａに示されるように、バリヤー流 体（通常、注射のための無菌水とすることができる）は、ステータ３００の図外 の壁に取り付けられた第１ＳＩＰ／バリヤー流体接続ポート３２０を通して弁１ ００に導入される。バリヤー流体は、第１ＳＩＰ／バリヤー流体密封棚３６０と 第１ポート密封棚３５０とダイアフラムの第２表面２２６との間のステータ内の 導管である第１ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝３３０を通って円周方向に両方向に流 れる。このバリヤー流体の流れは、第１ポート密封棚３５０の半径方向でみて内 側の内側面を洗浄する。第１ポート密封棚３５０の内側面は、比較的高い荷重を 担持する比較的小さい表面積を有しているので、床の入口へ流体 を供給するように作動されることが好ましい。 図１Ａに示されるように、バリヤー流体は、第１ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝３ ３０を出て、第１バリヤー流体凹溝接続管３２３を経て中間バリヤー流体凹溝（ チャンネル）３３３に流入する。中間バリヤー流体凹溝３３３は、第１ポート密 封棚３５０と第２ポート密封棚３５２とダイアフラムの第２表面２２６との間の ステータ内の導管である。このバリヤー流体は、このチャンネル３３３を通って 円周方向に両方向に流れ、第１ポート密封棚３５０の半径方向でみて外側の外側 面と第２ポート密封棚３５２の内側面を洗浄する。 次いで、バリヤー流体は、チャンネル３３３から第２バリヤー流体凹溝接続管 ３２４を通って流出し、第２バリヤー流体凹溝（チャンネル）３３２に流入する 。第２バリヤー流体凹溝３３２は、第２ポート密封棚３５２と第２ＳＩＰ／バリ ヤー流体密封棚３６４とダイアフラムの第２表面２２６との間のステータ内の導 管である。このバリヤー流体は、このチャンネル３３２を通って円周方向に両方 向に流れ、第２ポート密封棚３５２の半径方向でみて外側の外側面を洗浄し、第 ２ＳＩＰ／バリヤー流体接続ポート３２２を通ってステータ３００から流出し、 キルタンク又はその他の適当な廃棄手段へ搬出される。 これらのバリヤー流体チャンネル３３０，３３２，３３３のサイズは、意図的 に比較的大きくし、バリヤー流 体の流れがプロセス流体溝（チャンネル）３７０を流れるプロセス流体の流れよ り遅くなるようにし、それによって、バリヤー流体チャンネル３３０，３３２， ３３３内の流体圧の方がプロセス流体チャンネル３７０内の流体圧より常に低く なるようにする。それによって、比較的ゆっくり流れるバリヤー流体中の溶質が 後にプロセス流体の流れ内に再流入するのを防止する。 更に、本発明においては、第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体密封棚３６０， ３６４に圧接するロータダイアフラムと一体の第１及び第２動的摺擦密封リップ ２２１，２２２の下から逃出（漏出）する液体を封じ込めるための二次封じ込め 手段として、第１及び第２溜め３４２，３４４を設ける。これらの溜めは、ステ ータの面に形成された深いチャンネルであり、ドレンポート３４０につながって いる。ドレンポート３４０は、上述したキルタンクに接続されるように配管する ことができる。 本発明の主要な目的は、弁１００を無菌洗浄し、消毒することができる手段（ 図２Ｂ参照）にある。通常作動中、１バッチの連続ＳＭＢ（模擬移動床）処理が 終了したならば、随意選択としてまず最初にステータのすべての接続ポート３１ ０，３１２（図１Ｂ）を、中程度の強さで（床の吸着材に）結合している汚染物 を洗浄し脱着するのに十分な強さの塩又はその他のストリッピングバッファ（剥 離緩衝剤）でフラッシュ洗浄し、次いで、１−５ Ｎ ＮａＯＨのような強い消 毒剤をすべてのロー タカルーセル床を通して循環させ、結合物や汚染物を洗浄し脱着させる。続いて 、第１及び第２ポート密封ＳＩＰ洗浄流路３５１，３５３を、弁操作により第１ ＳＩＰ／バリヤー流体接続ポート３２０を通して導入することができる消毒剤に よってクロス（横断）フラッシュ洗浄することができるように、アクチュエータ 軸４００及びロータ２００を上述したようにして持ち上げる。このクロスフラッ シュ洗浄サイクルは、弁１００を保管する前の洗浄操作として無菌バッファで反 復実施することができ、その後、ロータ２００を上昇位置（持ち上げられた位置 ）又は回転のための弛緩圧力位置に保持した状態で弁１００を保管することがで きる。ロータを上昇位置又は回転可能な弛緩圧力位置に保持した状態で弁１００ を保管するのは、エラストマーダイアフラムの圧縮永久歪みを防止又は抑止する のに好ましい。ダイアフラムに圧縮永久歪みが生じると、ステータの凹溝及び溝 のパターンがダイアフラムの第２表面２２６に型押しされるとともに、各流路の 有効流れ断面積が縮小される。 図４は、本発明の変型実施形態であるパイロットスケール（比較的大規模であ る実験規模）実施形態の多ポートスライドダイアフラム弁６００を示す。説明の 便宜上、パイロットスケールの弁６００の、図１〜３に示されたベンチスケール の弁１００の構成部分と同様の部分は同じ参照番号に５００を付加した番号で示 されている。又、簡略化のため、以下の記述ではパイロットスケールの弁６００ の、ベンチスケールの弁１００の構成部分と異なる部分についてのみ説明する。 第１カラム接続管継手７１０及び第２カラム接続管継手７１２は、クランプ付 きの３／８ｉｎ径規格のＴｒｉＣｌａｍｐ^TM衛生的管継手であり、エラストマー ダイアフラム７２０に形成されたスリーブ７２３の一体のフランジガスケット７ ２４を軸方向に圧縮して該フランジガスケットに対してシールを設定する。スリ ーブ７２３は、約０．２ｉｎ（５．０８ｍｍ）口径のダクト７２７を有する。 ベンチスケールの弁１００とパイロットスケールの弁６００との主要な相違は 、パイロットスケールの弁６００の第１、第２及び中間ＳＩＰ／バリヤー流体凹 溝（チャンネル）７３０，７３２，７３３、及びメーク・ビフォー・ブレーク溝 ７７０がダイアフラム７２０の実用的な厚さに比して比較的大きいので、それら のチャンネル７３０，７３２，７３３，７７０をすべてダイアフラムの第２表面 ７２６に直接成形することができることであ る。これによって、そのような細部構造（チャンネル）をステータ８００に機械 加工によって形成するのに要するコストを節減することができる。ベンチスケー ルの弁１００の場合は、第１、第２及び中間ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝（チャン ネル）３３０，３３２，３３３、及びメーク・ビフォー・ブレーク溝３７０は比 較的細いため、ダイアフラム２２０に形成したとすれば、時間の経過とともにダ イアフラムの摩滅により有効流れ断面積が小さくなってしまうので、ステータ３ ００に形成されている。 パイロットスケールの弁６００の他の特徴は、この弁の場合はロータカルーセ ルの重量が大きいのでそれを支持するために必要な昇降ばね９３０が設けられて いることである。アクチュエータ軸９００が、ロータ７００を回転させるために 弛緩されるか、あるいはＳＩＰ操作のために上昇されると、ばね９３０がロータ ７００を持ち上げ、第１及び第２ポート密封棚８５０，８５２のアンロード又は 洗浄を可能にする。このようにパイロットスケールの弁６００においてアクチュ エータ軸９００の上方変位を伝達するためにばね９３０を使用することにより、 ベンチスケールの弁１００に関連して教示されたロータとアクチュエータ軸との 間の自在旋回カップリング（継手）特徴を保持する。 Ｂ．発明の好ましい用途 液体クロマトグラフィとは、流動する溶媒中に溶解し ている１つの特定の溶質を、その特定の溶質の、クロマトグラフィカラム内に充 填された固相床に対する相互作用の差によって溶媒中の他の溶質から分離するプ ロセス（工程）のことである。即ち、液相と溶質との溶液が固相床（単に「固相 」又は「床」とも称する）を通して高圧下で貫流せしめられ、その際、溶質は、 固相床との相互作用の度合の差に基づいて固相床に保持され分離される。 商業用のバイオテクノロジー（生物工学）のプロセスにおいて吸着媒体（樹脂 床即ち固相床）として用いられる樹脂材の中には、１分離工程当りの年間コスト が１００万ドルにも昇るものもある。従って、樹脂床から最大限の負荷容量、最 長の有効寿命及び最多サイクル数を引き出すことが、経済性を高めるための鍵と なる。従って、吸着材に結合した汚染物を脱着することによって樹脂床（吸着材 ）を再生することが、プロセスの商業的な成否にとって肝要な要因となる。 吸着−脱着サイクルは、流れの逆転を使用することによって一層複雑化される 。吸着は、供給溶液をブレークスルー（床が飽和状態に達し、吸着質がカラムを 通って流れ始める時点）の直前まで樹脂床（カラム）を通して通流させることに よって行われる。吸着材の再生は、吸着工程における供給溶液と同じ方向の流れ によって行うこともでき、あるいは、供給溶液とは反対向きの流れによって行う こともできる。再生用流体（又はカラムの流 出液）が供給溶液と同じ方向に流される場合は、再生用流体が被吸着物（吸着質 ）を床の清浄であった端部分を通して押し流す。再生が吸着工程における供給溶 液とは反対向きの流れによって行われる場合は、床の清浄端部分は清浄なままに 維持される。吸着質は非常に濃縮された状態でカラムから流出するので、吸着シ ステムには流れ逆転による溶離もしばしば用いられる。従って、吸着材カラムは 、稀釈流れのための濃縮器としても使用することができ、最も安価な濃縮手段と なる場合もある。 慣用のバッチ式溶離カラムクロマトグラフィの生産性は、実際上非常に低く、 液体消費率が非常に高い。このような制約は、分離操作に使用されるのは床の一 部分だけであることと、床の流出物質移動帯域（ＭＴＺ）において上昇する濃縮 物フロント（前線）のブレークスルーが生じるので生成物の損失なしには床の下 方部分に完全な負荷を与えることはできないことに基因している。これらの欠点 は、固相媒体を、流体の添加地点及び流体の排出地点でみて液相の流れ方向に対 して反対の方向即ち向流方向に移動させるための手段を用いることによって克服 することができるかもしれない。しかしながら、固相の循環を実際に繰り返し試 したところ、破断による吸着樹脂の損失、空隙容積の増大による効率の低下、及 び工程の複雑化等の欠点を伴うことが判明している。 向流操作をシミュレートする（模する）ために多重床を用いる思想は、１８４ １年に英国で紹介された、ソー ダ灰を浸出させるためのシャンクスのカルーセルシステムにまでさかのぼる。カ ルーセル床配列は、単一成分の吸着及びイオン交換に古くからて移用されている 。図５に示されるように、吸着工程のために、直列に連結された多重床セグメン トが用いられる。最初の床セグメント（以下、単に「セグメント」とも称する） において吸着された濃縮物は、最終セグメントのＭＴＺ（物質移動帯域）内で上 昇する濃縮物が生成物の流れとして流出し始める前に、ほぼ飽和に達するまで上 昇する。吸着帯域内の流体の流れ方向を上向き方向にするようにすべての接続ポ ートを切り換えることによって、カルーセルは吸着材の下向き移動をシミュレー トする。各接続ポートの切り換えタイミングは、ＭＴＺの後に行われるように調 時され、それによって、各床セグメントの最大限の負荷を確保し、生成物流から 最適な最終抽出物を得るために床セグメントが連続して次々に再生されるように する。各流体ポートの弁操作による並流移動が、床の向流移動をシミュレートす る。このことから上述した模擬（シミュレート）移動床（ＳＭＢ）という名が付 けられたのである。 模擬移動床式クロマトグラフィは、米国特許第２，９８５，５８９号に開示さ れているように、ユニバーサル・オイル・プロダクツ社が大規模な商用精留工程 に用いたのが最初である。ユニバーサル・オイル・プロダクツ社は、炭化水素の 精留のためのソーベックス・カスケー ド法を紹介し、後に、コーンシロップ中のグルコース及び多糖類から果糖を濃縮 するためのソーベックス・カスケード法を紹介した。このソーベックス・カスケ ード法は、複雑な回転弁を用いて供給物入口及び溶離剤入口と、ラフィネート出 口及び抽出物出口を多セグメントカラムに沿って周期的に移動させる。それによ ってカラムは、移動相を回転弁（図６参照）の間欠的回転によってもたらされる 樹脂（吸着材）の模擬移動の方向に対して向流方向に連続的に再循環させる。純 度を維持するためには、米国特許第３，２６８，６０４号に記載されているよう に、各カラムセグメントを流れの遅い抽出生成物を抽出するために使用する前に 、回転弁と各カラムセグメントの間の導管内に残留している供給物を除去するた めの追加のフラッシュ洗浄流体ループが必要とされる。各床セグメント（カラム セグメント）が向流移動（内部還流）を行うことにより、溶離剤の接触速度を一 定とした場合溶離剤の流量を低くすることができるので、溶離剤の使用量を節約 することができる。外部還流（液体の再循還）をも用いれば、溶離剤の更なる節 約が可能である。なぜなら、再循還される液相が溶離剤と混合して樹脂床の移動 方向に対して向流方向に流され、より強く吸着材に結合している成分を効率的に 除去することができるからである。吸着材に弱く結合している（流れが「速い」 ）成分は、液相と共に連行され、ラフィネートの流れとして排出される。 図７及び８を参照して説明すると、多ポートスライド弁を用いて実施される向 流模擬移動床式液体クロマトグラフィと特定の応用例を説明する。この分離シス テムは、１２床付き回転カルーセル構成に適用されたものとして示されている。 各床は、上述した本発明の消毒可能な回転弁によって供給物を供給され、２つの 入力（供給物と溶離剤）と、２つの出力（ラフィネートと抽出物）を有し、溶離 剤の一部分が再循還される。流れの遅い成分（点で表される）と流れの速い成分 （丸で表される）の両方を含有した供給液体は、帯域ＩとＩＩの中間（「差速移 行」帯域）に配置された供給物ポートから導入される。溶離剤は、常時、各カラ ム（床）の移動方向に対して反対の向流方向に流される。「遅い」成分は、主と して床パッキン（通常、サイズ別分別用樹脂）によって搬送され、「速い」成分 は、主として溶離剤によって搬送される。従って、「遅い」成分と「速い」成分 は、供給物ポートから互いに反対方向に移動する。帯域ＩとＩＶの間の境界にお いて、ラフィネート流れ（主として「速い」成分を含む）がラフィネートポート を通して取り出され、廃棄部又は溶剤回収部へ送られる。帯域ＩＩとＩＩＩの間 の境界において、抽出物（主として生成物である「遅い」成分を含む）が抽出物 ポートを通して取り出される。入力と出力の流量は、各帯域に示される分離を惹 起するように各床の切り換えタイミングに関連してポンプによって制御される。 図８は、典型的なイオン交換式塩勾配分離システムの説明図である。このシス テムにおいては、配管が複雑であり、４つの入力（溶離剤、洗浄剤、供給物、ス トリッピング剤）と、３つの出力（抽出物、ラフィネート、廃棄物）を必要とす る。目標生成物と、不要の副生成物と、プロセス産物を含有した供給液体は、帯 域ＩとＩＩの間の供給物ポートから導入され、直ちに「遅い捕捉」帯域Ｉ内へ通 される。「遅い」成分は、帯域Ｉ内で吸着され、吸着材に結合されていない「速 い」成分は、ラフィネート流れとして除去すべき液体と共に掃去される。 カルーセルが回転するにつれて、各床は供給物ポートの上流側を通って洗浄緩 衝剤帯域ＩＩに入る。この洗浄工程は、「遅い」成分と「速い」成分の「精留」 を行い、結合された「遅い」成分から結合されていない「速い」成分を洗浄緩衝 剤に帯同させて洗い流す。一方、結合された「遅い」生成物は、床と共に洗浄剤 入口ポートのところを通過して脱着帯域ＩＩＩに至る。ここで（脱着帯域ＩＩＩ において）生成物は、それとは異なるイオン強度及び、又はｐＨを有するより強 い溶離剤によって脱着され、帯域ＩＩとＩＩＩの境界において抽出物流れとして 排出される。次いで、更に強い溶離剤が随意選択として帯域ＩＶに導入され、そ のカラム（床）にストリッピング（剥離）操作を施して次の吸着サイクルに先だ って該床からそれに津ようく結合している成分を脱着する。一部のストリッピン グ溶液がカルーセルの回転と共に 帯域Ｉ内へ移行するが、それは、結合されていない汚染物を含有したラフィネー ト流れによって稀釈され洗い流される。このプロセス全体野中の特定の工程の勾 配を最適化をするのに必要とされる各溶離剤の濃度は、当業者であれば容易に決 定することができる。 以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実 施形態の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸 脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変を 加えることができることを理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 的な作動が可能にされる。この弁は、模擬移動床式クロ マトグラフィを始めとする、生物薬剤のクロマトグラフ ィ分離工程の衛生的な実施を可能にする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少くとも２つの内側表面を有する多ポートスライドダイアフラム弁であ って、 ａ．前記内側表面の１つを構成するステータ対面表面を有し、該ステー タ対面表面に設けられたロータポートと、該ロータポートにそれぞれ流体接続す る少くとも１対の第１及び第２接続ポートを有するロータ本体と、 該ロータ本体の該ステータ対面表面に付設されており、複数のロー タポート密封手段と、少くとも１つの一体の動的摺擦密封リップから成る外部密 封手段を有するダイアフラムと、 を有するロータと、 ｂ．前記内側表面の他の１つを構成するロータ対面表面を有し、該ロー タ対面表面に設けられたステータポートと、該ステータポートにそれぞれ流体接 続する少くとも１対の第１及び第２接続ポートを有するステータ本体を有するス テータと、 ｃ．該弁の内側表面に設けられた少くとも１つのＳＩＰ／バリヤー流体 凹溝と、 ｄ．前記ロータをその平面運動方向に対して垂直方向に無段階的に調節 するための直交アクチュエータ手段と、 ｅ．前記ステータの前記各接続ポートを外部の流体源及び流体受取り器 に流体接続するための流体接続 手段、及び前記ロータの前記各接続ポートをクロマトグラフィ分離器に流体接続 するための流体接続手段と、 ｆ．前記各ロータポートを割出すために前記ロータ本体を移動させるた めのアクチュエータ手段と、 から成るダイアフラム弁。 ２．少くとも２つの内側表面を有する多ポートスライドダイアフラム弁であ って、 ａ．前記内側表面の１つを構成するロータ対面表面を有し、該ロータ対 面表面に設けられたステータポートと、該ステータポートにそれぞれ流体接続す る少くとも１対の第１及び第２接続ポートを有するステータ本体と、該ステータ 本体の該ロータ対面表面に付設されており、複数のステータポート密封手段と、 少くとも１つの一体の動的摺擦密封リップから成る外部密封手段を有するダイア フラムと、 を有するステータと、 ｂ．前記内側表面の他の１つを構成するステータ対面表面を有し、該ス テータ対面表面に設けられたロータポートと、該ロータポートにそれぞれ流体接 続する少くとも１対の第１及び第２接続ポートを有するロータ本体を有するロー タと、 ｃ．該弁の内側表面に設けられた少くとも１つのＳＩＰ／バリヤー流体 凹溝と、 ｄ．前記ロータをその平面運動方向に対して垂直方向に無段階的に調節 するための直交アクチュエータ 手段と、 ｅ．前記ステータの前記各接続ポートを外部の流体源及び流体受取り器 に流体接続するための流体接続手段、及び前記ロータの前記各接続ポートをクロ マトグラフィ分離器に流体接続するための流体接続手段と、 ｆ．前記各ロータポートを割出すために前記ロータ本体を移動させるた めのアクチュエータ手段と、 から成るダイアフラム弁。 ３．前記ダイアフラムのロータポート密封手段は、前記ロータポートと一致 するように該ダイアフラムに形成された穴と、該穴から該ロータポート内へ延長 して流路を画定し、一体のフランジガスケットに終端したスリーブとから成り、 該スリーブと穴とは、同軸関係をなし流体密通路を形成することを特徴とする請 求の範囲第１項に記載のダイアフラム弁。 ４．前記ダイアフラムのステータポート密封手段は、前記ステータポートと 一致するように該ダイアフラムに形成された穴と、該穴から該ステータポート内 へ延長して流路を画定し、一体のフランジガスケットに終端したスリーブとから 成り、該スリーブと穴とは、同軸関係をなし流体密通路を形成することを特徴と する請求の範囲第２項に記載のダイアフラム弁。 ５．該弁は、前記ロータをその自軸線の回りに回転させるためのアクチュエ ータ軸と組み合わされており、該アクチュエータ軸は、該ロータの中心に係合し 、ロー タの回転方向に対して直交する方向にも変位自在であり、該アクチュエータ軸は 、ロックナットに対して軸方向に係合するようになされており、該ロックナット は、該アクチュエータ軸の軸線がロータに対して正確に垂直であると否とを問わ ず、該アクチュエータ軸の、該ロータに対する回転力及び圧縮力が弾力的に伝達 されるように該ロータに係合する係合肩を有していることを特徴とする請求の範 囲第１項又は２項に記載のダイアフラム弁。 ６．前記ダイアフラムは、その内周縁及び外周縁にそれぞれ配置された該ダ イアフラムと一体の第１及び第２動的摺擦密封リップを有し、該第１及び第２動 的摺擦密封リップは、前記ロータから前記ステータへ突出することによって該ス テータの内周縁及び外周縁に実質的に円形の流体密バリヤーを形成し、該第１及 び第２動的摺擦密封リップは、作動中、該ロータとステータが第１圧縮状態にあ るときは該ステータの面に圧接されており、該ロータとステータが第２不圧縮状 態に置かれ、現場消毒するために半ば軸方向に離反せしめられているときは該第 １及び第２動的摺擦密封リップは、ステータの面の方に向かって弛緩しステータ の面との接触を維持するようになされていることを特徴とする請求の範囲第１項 又は２項に記載のダイアフラム弁。 ７．前記ダイアフラムに第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が設けられ ていることを特徴とする請求の 範囲第１項又は２項に記載のダイアフラム弁。 ８．第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が、前記ダイアフラムを備えて いない前記内側表面に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項又は２ 項に記載のダイアフラム弁。 ９．多ポート回転ダイアフラム弁であって、 ａ．ステータ対面表面を有し、該ステータ対面表面に設けられたロータ ポートと、該ロータポートにそれぞれ流体接続する少くとも１対の第１及び第２ 接続ポートを有するロータ本体と、該ロータ本体の該ステータ対面表面に付設さ れた密封手段とを有するロータと、 ｂ．ロータ対面表面を有し、該ロータ対面表面に設けられたステータポ ートと、該ステータポートにそれぞれ流体接続する少くとも１対の第１及び第２ 接続ポートを有するステータ本体を有するステータと、 ｃ．外部密封手段と、ロータポート密封手段を含む密封手段と、 ｄ．前記ロータをその平面運動方向に対して垂直方向に無段階的に調節 するための直交アクチュエータ手段と、 ｅ．前記ステータの前記各接続ポートを外部の流体源及び流体受取り器 に流体接続するための流体接続手段、及び前記ロータの前記各接続ポートをクロ マトグラフィ分離器に流体接続するための流体接続手段と、 ｆ．前記ロータを回転駆動するために該ロータ に係合したアクチュエータ軸と、パワー手段とから成り、該パワー手段への命令 に応じて該ロータを回転させる回転手段と、 から成り、 前記ステータは、前記各ロータポートに対向して配置されたメーク・ビ フォア・ブレーク溝を有し、前記ロータの面とステータの面が整合されたとき該 ステータのメーク・ビフォア・ブレーク溝と該各ロータポートとの間に流体連通 が設定されるようになされており、 該ステータは、消毒又はバリヤー流体を該ステータの面に又はステータ の面の近くに終端するチャンネルを通してステータの面に供給するための少くと も第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体ポートを有し、 該ステータは、その面に円周方向に設けられた少くとも１つのポート棚 を有し、各棚は、複数個の前記メーク・ビフォア・ブレーク溝を有する隆起台で あり、各メーク・ビフォア・ブレーク溝は、単一の入口又は出口接続ポートに流 体連通した単一の孔へ、又は該単一の孔から流体の流れを導くことができ、各メ ーク・ビフォア・ブレーク溝は、前記隆起台の仕切部材と称される一部分によっ て仕切られており、前記ロータが回転されると、１つのメーク・ビフォア・ブレ ーク溝、又は同時に２つの隣接するメーク・ビフォア・ブレーク溝が前記各ロー タポートに係合し、それによって、流体の流れを中断することなく、前記入口又 は出口接続ポートへ、又は 、該入口又は出口接続ポートから該メーク・ビフォア・ブレーク溝を通し、前記 仕切部材を横切って通流させるようになされており、 該ステータは、前記第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体ポートに流体連 通した少くとも第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝を有しており、該第１及 び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝は、各々、前記外部密封手段の１つに隣接して おり、該第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝は、該弁がポート密封作動モー ドに置かれているとき、バリヤー流体が該第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹 溝を順次に通して流されるように配置されており、それによって、該弁が圧縮か ら解放されて、前記第１ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が前記内側ポート棚に接触し 、第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が前記外側ポート棚に接触したとき、現場消毒 のための液体が前記ロータとステータの界面に接触するように通流され、次いで 該界面から流出するようになされており、 前記外部密封手段は、ダイアフラムの内周縁及び外周縁にそれぞれ配置 された該ダイアフラムと一体の第１及び第２動的摺擦密封リップを有し、該第１ 及び第２動的摺擦密封リップは、前記ロータから前記ステータへ突出することに よって該ステータの内周縁及び外周縁に実質的に円形の流体密バリヤーを形成し 、該第１及び第２動的摺擦密封リップは、作動中、該ロータとステータが第１圧 縮状態にあるときは該ステータの面に圧接さ れており、該ロータとステータが第２不圧縮状態に置かれ、現場消毒するために 直交方向に作動されたときは該第１及び第２動的摺擦密封リップは、ステータの 面の方に向かって弛緩しステータの面との接触を維持するようになされており、 前記ロータポート密封手段は、前記ダイアフラムの第２表面と、該ダイ アフラムと一体のスリーブと、該ダイアフラムと一体の衛生的フランジガスケッ トによって構成されることを特徴とするダイアフラム弁。 １０．多ポート回転ダイアフラム弁であって、 ａ．ロータ対面表面を有し、該ロータ対面表面に設けられたステータ ポートと、該ステータポートにそれぞれ流体接続する少くとも１対の第１及び第 ２接続ポートを有するロータ本体と、消毒又はバリヤー流体をステータの面に又 はステータの面の近くに終端するチャンネルを通してステータの面に供給するた めの少くとも入口及び出口ＳＩＰ／バリヤー流体ポートを有するステータと、 ｂ．ステータ対面表面を有し、該ステータ対面表面に設けられたロータ ポートと、該ロータポートにそれぞれ流体接続する少くとも１対の第１及び第２ 接続ポートを有するロータ本体と、該ロータ本体の該ステータ対面表面に付設さ れた密封手段とを有するロータと、 ｃ．外部密封手段と、ロータポート密封手段を含む密封手段と、 ｄ．前記ロータをその平面運動方向に対して垂直方向に無段階的に調節 するための直交アクチュエータ手段と、 ｅ．前記ステータの前記各接続ポートを外部の流体源及び流体受取り器 に流体接続するための流体接続手段、及び前記ロータの前記各接続ポートをクロ マトグラフィ分離器に流体接続するための流体接続手段と、 ｆ．前記ロータを回転駆動するために該ロータに係合したアクチュエー タ軸と、パワー手段とから成り、該パワー手段への命令に応じて該ロータを回転 させる回転手段と、 から成り、 前記ロータは、前記各ステータポートに対向して配置されたメーク・ビ フォア・ブレーク溝を有し、前記ロータの面とステータの面が整合されたとき該 ロータのメーク・ビフォア・ブレーク溝と該各ステータポートとの間に流体連通 が設定されるようになされており、 該ロータは、その面に円周方向に設けられた少くとも１つのポート棚を 有し、各棚は、複数個の前記メーク・ビフォア・ブレーク溝を有する隆起台であ り、各メーク・ビフォア・ブレーク溝は、前記ロータの単一の接続ポートに流体 連通した単一の孔へ、又は該単一の孔から流体の流れを導くことができ、各メー ク・ビフォア・ブレーク溝は、前記隆起台の仕切部材と称される一部分によって 仕切られており、前記ロータが回転されると 、１つのメーク・ビフォア・ブレーク溝、又は同時に２つの隣接するメーク・ビ フォア・ブレーク溝が前記各ステータポートに係合し、それによって、流体の流 れを中断することなく、前記ステータの入口又は出口接続ポートへ、又は、該入 口又は出口接続ポートから該メーク・ビフォア・ブレーク溝を通し、前記仕切部 材を横切って通流させるようになされており、 該ロータは、前記入口及び出口ＳＩＰ／バリヤー流体ポートに流体連通 した少くとも第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝を有しており、該第１及び 第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝は、各々、前記外部密封手段の１つに隣接してお り、該第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝は、該弁がポート密封作動モード に置かれているとき、バリヤー流体が該第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝 を順次に通して流されるように配置されており、それによって、該弁が圧縮から 解放されて、前記第１ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が前記内側ポート棚に接触し、 第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が前記外側ポート棚に接触したとき、現場消毒の ための液体が前記ロータとステータの界面に接触するように通流され、次いで該 界面から流出するようになされており、 前記外部密封手段は、ダイアフラムの内周縁及び外周縁にそれぞれ配置 された該ダイアフラムと一体の第１及び第２動的摺擦密封リップを有し、該第１ 及び第２動的摺擦密封リップは、前記ロータから前記ステータ へ突出することによって該ステータの内周縁及び外周縁に実質的に円形の流体密 バリヤーを形成し、該第１及び第２動的摺擦密封リップは、作動中、該ロータと ステータが第１圧縮状態にあるときは該ステータの面に圧接されており、該ロー タとステータが第２不圧縮状態に置かれ、現場消毒するために直交方向に作動さ れたときは該第１及び第２動的摺擦密封リップは、ステータの面の方に向かって 弛緩しステータの面との接触を維持するようになされており、 前記ロータポート密封手段は、前記ダイアフラムの第２表面と、該ダイ アフラムと一体のスリーブと、該ダイアフラムと一体の衛生的フランジガスケッ トによって構成されることを特徴とするダイアフラム弁。 １１．前記ダイアフラムは、現場成形されたものであることを特徴とする請求 の範囲第１、２、９又は１０項に記載のダイアフラム弁。 １２．前記密封リップは、ダイアフラムと一体の変形自在のリップであり、該 リップに接触して該リップを付勢するＯリングと組合わされていることを特徴と する請求の範囲第１、２、９又は１０項に記載のダイアフラム弁。 １３．前記ポート棚とポート棚の間に該ポート棚に近接して少くとも１つの中 間ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝が設けられており、該中間ＳＩＰ／バリヤー流体凹 溝は、該第１及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝に流体連通し ており、該弁の作動中、バリヤー流体が該第１ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝、中間 ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝及び第２ＳＩＰ／バリヤー流体凹溝を順次に通して流 されるようになされていることを特徴とする請求の範囲第９又は１０項に記載の ダイアフラム弁。 １４．前記ステータの面は、同じ直径の内側シールと外側シールを有する衛生 的保管用キャップに密封状態に接触するように構成されたキャップ接触用内側棚 及び外側棚を有していることを特徴とする請求の範囲第９又は１０項に記載のダ イアフラム弁。 １５．前記ステータの面は、前記外部密封手段から逃出したバリヤー又はＳＩ Ｐ流体を捕捉して廃棄するためのドレンポートに流体連通した第１及び第２溜め を有していることを特徴とする請求の範囲第９又は１０項に記載のダイアフラム 弁。 １６．前記アクチュエータ軸の先端にロックナットが取り付けられており、該 ロックナットは、該アクチュエータ軸の軸線がロータに対して正確に垂直である と否とを問わず、該アクチュエータ軸の、前記ロータに対する圧縮力が弾力的に 伝達され、それによってロータとステータの間の接触及び密封を良好にするよう に該ロータの円錐形係合面に係合する係合肩を有していることを特徴とする請求 の範囲第９又は１０項に記載のダイアフラム弁。 １７．回転弁のダイアフラムシールを現場で形成する ためのインサート成形方法であって、 (a)ダイアフラムに所望の表面形状を付与するための雌型を有する金型 ベースを前記回転弁のロータ又はステータに取り付け、 (b)前記ロータ又はステータの各ポートにチャンネル形成コアを含むフ ランジ形成プラグを挿入し、その際、該コアをロータ又はステータの接続ポート チャンネルを貫通して前記金型ベースの穴に係合させ、 (c)射出成形機を、フランジ形成プラグを挿入したロータ又はステータ に接続し、 (d)該ロータ又はステータにダイアフラムシールを形成するのに適する エラストマーを射出し、 (e)得られたダイアフラムシールを硬化させ、 (f)前記金型ベース及び前記チャンネル形成コアを含むフランジ形成プ ラグを除去し、前記所望の表面形状を有する、現場成形されたダイアフラムを露 出させることから成る方法。 １８．リニアスライドと、外部の流体源及び分離手段に流体連通した複数の接 続ポート及び該接続ポートに連絡した複数のチャンネルを備えたステータとを有 するタイプの多ポートスライド弁であって、 ａ．前記スライドのポートを密封するための少くとも１つのポート密封 手段を有するダイアフラムから成る密封手段と、 ｂ．ＳＩＰ流体源に流体連通することができる 少くとも１つの接続ポートと、前記ステータの本体を貫通して形成され、それぞ れ対応する該接続ポートに流体接続されたチャンネルから成るポートと、 ｃ．消毒流体を外部へ漏出させることなく、前記ステータの面に沿って フラッシュ通流させることができるように、前記ステータの本体を前記スライド の本体から半ば離反させるための直交離反手段と、 から成るスライド弁。 １９．前記ダイアフラムは、前記スライドとステータの界面の周縁を密封する 、該ダイアフラムと一体の外部動的摺擦密封リップを有することを特徴とする請 求の範囲第１８項に記載のスライド弁。 ２０．前記外部動的摺擦密封リップは、前記ダイアフラムの内周縁と外周縁に 形成された少くとも２つのリップを含み、それらのリップは、前記ロータから前 記ステータへ突出することによって該ステータの内周縁及び外周縁に流体密バリ ヤーを形成し、それらのリップは、作動中、該ロータとステータが第１圧縮状態 にあるときは該ステータの面に圧接されており、該ロータとステータが第２不圧 縮状態に置かれ、現場消毒するために半ば離反せしめられているときは該リップ は、前記ステータの面の方に向かって撓曲して該ステータの面との接触を維持し 、それによって、前記ステータ及びロータの湿潤された表面をフラッシュ洗浄す る消毒流体のための密閉流路を画定するようになされていることを特徴とする請 求 の範囲第１８項に記載のスライド弁。