KR102566695B1 - 원심 분리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

원심 분리기(202), 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206), 중질상 도관(208), 및 유동 제어 시스템(210)을 포함하는 원심 분리 시스템(200)이 본 명세서에 개시된다. 유동 제어 시스템(210)은 제어 유닛(226), 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224), 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220), 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)를 포함한다. 제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)로부터의 측정값 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)로부터의 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성된다.

Description

원심 분리 시스템 및 방법

본 발명은 특히 원심 분리기를 포함하는 원심 분리 시스템 및 원심 분리 시스템을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다.

기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 원심 분리기의 사용 중에, 분리기 내부에 공기가 존재하지 않고, 따라서 액체/공기 계면이 분리기 내부에 형성되지 않는다. 따라서, 경질상(light phase)용 입구 및/또는 출구 및/또는 중질상(heavy phase)용 출구 중 하나에서의 압력 변화는 입구 및/또는 출구 중 다른 하나에서의 압력에 영향을 미칠 것이다. 달리 말하면, 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 원심 분리기의 입구와 출구는 연통 용기를 형성한다.

WO 2011/093784 및 EP 2868210은 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 원심 분리기를 포함하는 시스템을 개시하고 있다.

WO 2011/093784는 밀폐식 원심 분리기로서, 여기서 분리기는 분리 챔버를 포함하는 회전자를 포함하는, 밀폐식 원심 분리기, 분리될 성분의 혼합물을 위한 입구 채널, 적어도 하나의 분리된 경질 성분을 수용하기 위한 제1 출구 채널, 및 적어도 하나의 분리된 중질 성분을 수용하기 위한 제2 출구 채널을 포함하는 시스템을 개시하고 있다. 시스템은 상기 제2 출구 채널로부터 분리된 중질 성분의 상기 분리 챔버 부분으로 재순환하기 위한 재순환 수단, 상기 제2 출구 채널 내에서 유동하는 중질 성분의 밀도, 유량 또는 이들의 조합을 모니터링하는 제1 모니터링 수단, 및 상기 제1 모니터링 수단으로부터의 제어 신호에 응답하여 재순환 유량을 제어하는 제1 제어 수단을 더 포함한다. 시스템은 분리기에 다양한 함량의 공급물을 공급할 때에도 분리된 중질 성분의 특성을 제어한다.

EP 2868210은 처리될 액체 감귤류 재료를 입구를 통해 입구 및 액체 출구에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 원심 분리기로 도입하는 단계; 적어도 액체 중질상 및 액체 경질상을 얻기 위해 분리기 내에서 감귤류 재료를 분리하는 단계로서, 액체 중질상의 밀도는 액체 경질상의 밀도보다 더 높은, 분리 단계; 액체 중질상 출구를 통해 액체 중질상을 배출하고 분리기의 액체 경질상 출구를 통해 액체 경질상을 배출하는 단계; 배출된 액체 중질상 및/또는 액체 경질상의 적어도 하나의 파라미터를 측정하는 단계로서, 파라미터는 액체 경질상 내의 중질상의 농도, 또는 그 반대에 관련되는, 측정 단계; 및 분리기로부터 배출된 액체 경질상 내의 중질상의 농도, 또는 그 반대를 제어하기 위해 측정에 기초하여, 액체 경질상 출구에 대한 액체 중질상 출구의 역압(counter pressure), 또는 그 반대를 조정하는 단계를 포함하는 감귤류 처리를 위한 방법을 개시하고 있다.

이러한 액체 공급 혼합물로부터 분리된 몇몇 액체 공급 혼합물 및 중질상은 예를 들어, 다른 것들보다 전단력에 더 민감하다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 분리된 중질상의 완만한 처리를 위한 조건을 제공하는 분리 시스템을 제공하는 것이다. 이를 해결하기 위해 독립 청구항 중 하나에 규정된 특징을 갖는 원심 분리 시스템이 제공된다.

본 발명의 양태에 따르면, 상기 목적은 원심 분리기, 액체 공급 혼합물 도관, 경질상 도관, 중질상 도관 및 유동 제어 시스템을 포함하는 원심 분리 시스템이며,

원심 분리기는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성되고 분리 공간을 구비하는 회전자, 분리 공간 내부에 배열된 분리 디스크의 스택, 회전자의 제1 축방향 단부에 배열된 제1 고정부, 회전자의 제2 축방향 단부에 배열된 제2 고정부를 포함하고,

입구 통로가 제1 또는 제2 고정부를 통해 분리 공간 내로 연장되고, 경질상 출구 통로가 제1 또는 제2 고정부를 통해 분리 공간으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로가 제1 또는 제2 고정부를 통해 분리 공간으로부터 연장되고,

중질상 출구 통로는 분리 공간의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자의 중앙부를 향해 회전자 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널을 포함하고,

입구 통로, 경질상 출구 통로 및 중질상 출구 통로의 각각은 회전자와 제1 및 제2 고정부 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉되고,

입구 통로는 R0에서 회전축 상의 중앙에서 회전자에 진입하고, 중질상 출구 통로는 제1 반경(R1)에서 회전자를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1≥R0이고, R2>R0이고(R1은 R2>R0인 경우에만 R0와 같음),

유동 제어 시스템은 제어 유닛, 경질상 도관 내에 배열된 유동 제어 밸브, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스, 및 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스를 포함하고,

제어 유닛은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스로부터의 측정값 및 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스로부터의 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브를 제어하도록 구성되는, 원심 분리 시스템에 의해 달성된다.

입구 및 출구 통로가 기계적으로 밀폐식으로 밀봉되고, 입구 통로는 중앙에서 회전자에 진입하기 때문에, 유동 제어 시스템이 경질상 도관 내에 배열된 유동 제어 밸브, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스 및 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스를 포함하기 때문에, 그리고 제어 유닛이 액체 공급 혼합물 측정 디바이스로부터의 측정값과 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스로부터의 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브를 제어하도록 구성되기 때문에, 중질상에 완만한 처리를 실시하기 위한 조건이 제공되는 원심 분리 시스템이 제공된다. 그 결과, 전술된 목적이 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 원심 분리 시스템을 제어하는 방법이며, 이 방법은 분리된 중질상의 완만한 처리를 위한 조건을 제공하는 방법을 제공하는 것이다. 이를 해결하기 위해, 독립 청구항 중 하나에 규정된 특징을 갖는 방법이 제공된다.

따라서, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 목적은 원심 분리 시스템을 제어하는 방법이며, 원심 분리 시스템은 원심 분리기, 액체 공급 혼합물 도관, 경질상 도관, 중질상 도관, 및 유동 제어 시스템을 포함하고,

원심 분리기는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성되고 분리 공간을 구비하는 회전자, 분리 공간 내부에 배열된 분리 디스크의 스택, 회전자의 제1 축방향 단부에 배열된 제1 고정부, 회전자의 제2 축방향 단부에 배열된 제2 고정부를 포함하고,

입구 통로가 제1 또는 제2 고정부를 통해 분리 공간 내로 연장되고, 경질상 출구 통로가 제1 또는 제2 고정부를 통해 분리 공간으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로가 제1 또는 제2 고정부를 통해 분리 공간으로부터 연장되고,

중질상 출구 통로는 분리 공간의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자의 중앙부를 향해 회전자 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널을 포함하고,

입구 통로, 경질상 출구 통로 및 중질상 출구 통로의 각각은 회전자와 제1 및 제2 고정부 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉되고,

입구 통로는 R0에서 회전축 상의 중앙에서 회전자에 진입하고, 중질상 출구 통로는 제1 반경(R1)에서 회전자를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1≥R0이고, R2>R0이고(R1은 R2>R0인 경우에만 R0와 같음),

유동 제어 시스템은 경질상 도관 내에 배열된 유동 제어 밸브, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스, 및 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스를 포함하고,

방법은 이하의 단계:

- 회전자를 회전하는 단계,

- 액체 공급 혼합물 도관 및 입구 통로를 통해 분리 공간 내로 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계,

- 분리 공간 내에서 액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하는 단계,

- 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계,

- 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계, 및

- 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계에서 획득된 측정값 및 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계에서 획득된 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브를 제어하는 단계를 포함하는, 방법에 의해 달성된다.

입구 및 출구 통로가 기계적으로 밀폐식으로 밀봉되고, 입구 통로는 중앙에서 회전자에 진입하기 때문에, 유동 제어 시스템이 경질상 도관 내에 배열된 유동 제어 밸브를 포함하기 때문에, 그리고 방법이 이하의 단계:

- 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계,

- 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계, 및

- 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계에서 획득된 측정값 및 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계에서 획득된 측정값에 기초하여 경질상 도관 내에 배열된 유동 제어 밸브를 제어하는 단계를 포함하기 때문에, 중질상에 완만한 처리를 실시하기 위한 조건이 제공되는 원심 분리 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 그 결과, 전술된 목적이 달성된다.

더 구체적으로, 회전축에서 또는 그에 근접하여 그 입구 뿐만 아니라 그 중질상 출구를 갖는 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 원심 분리기는 원심 분리기 내로의 분리될 액체 공급 혼합물의 완만한 진입 및 원심 분리기로부터 분리된 중질상의 완만한 빠져나감을 제공한다. 더욱이, 유동 제어 밸브가 경질상 도관 내에 배열되고 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 원심 분리기의 입구 및 출구가 연통 용기를 형성하기 때문에, 원심 분리 시스템 내에서 액체 공급 혼합물의 분리 중에 중질상 도관 내에 유동 제어 디바이스가 필요하지 않다. 따라서, 중질상에 전단력을 인가할 것인 어떠한 유동 제한부도 중질상 도관 내에 제공될 필요가 없다. 이에 따라, 중질상이 중질상 수집 용기를 향해 유동함에 따라 중질상에 완만한 처리 또는 이후의 추가의 처리 단계를 실시하고 원심 분리 시스템 다음에 배열되게 하기 위한 설비가 제공된다.

원심 분리기는 고속 원심 분리기이고, 회전자는 예를 들어 전기 모터를 포함하는 구동 장치에 의해 회전된다. 회전자는 액체 공급 혼합물이 높은 중력을 받게 될 수도 있도록 수천 RPM으로 회전될 수도 있다. 분리 디스크는 경질상 및 중질상으로의 액체 공급 혼합물의 매우 효율적인 분리를 제공한다.

적어도 하나의 채널은 회전축을 향해 더 가까운 것과 반경방향 외부 부분에서 실질적으로 동일한 단면적을 갖는 하나 이상의 튜브에 의해 형성될 수도 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 채널은 회전축을 향해 더 가까운 것보다 반경방향 외부 부분에서 더 큰 단면적을 갖는 하나 이상의 통로에 의해 형성될 수도 있다.

입구 통로 및 출구 통로의 기계적 밀폐식 밀봉부는 밀봉 부재에 의해 제공된다. 기계적 밀폐식 밀봉부는 예를 들어 페어링 챔버(paring chamber) 내부에 배열된 페어링 디스크(paring disc) 및/또는 침지된 보유 디스크를 포함하는 유압 밀봉부와는 완전히 상이한 계면을 원심 분리기의 회전부와 고정부 사이에 형성한다는 것이 주목된다. 기계적 밀폐식 밀봉부는 회전자의 부분과 고정부 사이의 맞접부를 포함한다. 유압 밀봉부는 회전 가능한 회전자와 원심 분리기의 고정부 사이의 맞접부를 포함하지 않는다.

경질상 출구 통로 및 중질상 출구 통로는 회전자로부터의 유일한 출구일 수도 있다.

회전축 상에 중앙에서 회전자에 진입하도록 입구 통로를 배열하는 것은 입구 통로로부터 회전 회전자로 액체 공급 혼합물의 완만한 전이를 제공한다. 회전자로부터의 경질상 출구 통로의 출구의 반경(R2)보다 더 작은 반경(R1)에서 회전자를 빠져나오는 중질상 출구 통로를 배열하는 것은, 중질상 및 경질상 출구 통로가 다른 방식으로 배열되는 경우보다, 회전축을 향해 더 가깝게 중질상을 가압하는 것이 가능한 더 큰 공급 압력을 필요로 한다. 그러나, 회전축에 더 가까운 회전자로부터의 중질상 출구는 회전하는 회전자로부터 고정된 중질상 출구 통로 내로의 중질상의 완만한 전이를 제공한다.

이에 따라, R1<R2, 즉, R2>R1일 때, 중질상 출구 통로는 작은 반경에서 회전자를 빠져나가는데, 이는 회전자 및 원심 분리기로부터 중질상의 완만한 빠져나감을 제공한다.

유동 제어 시스템은 분리 시스템에서 경질상 및 중질상으로의 액체 공급 혼합물의 분리를 제어하기 위해 구성된다. 특히, 유동 제어 시스템은 원심 분리기를 통한 액체 공급 혼합물 및 경질상 및 중질상의 유동을 제어하도록 구성된다. 이 유동을 제어하기 위한 주 수단은 경질상 도관 내에 배열된 유동 제어 밸브이다.

액체 공급 혼합물은, 예를 들어 액체 공급 혼합물에 압력을 인가함으로써 원심 분리기 내로 공급되고, 유동 제어 밸브는 경질상 출구 통로 내에 청결한 경질상 뿐만 아니라 중질상 출구 통로 내에 연속적으로 유동하는 중질상을 제공하도록 제어된다. 청결한 경질상은 중질상 및/또는 입자가 실질적으로 없는 경질상이다.

이는, 분리 공간 내부의 경질 및 중질 액상 사이의 계면의 반경방향 위치, 소위 E-라인이 유동 제어 밸브에 의해 제어되어, 분리된 청결한 경질상이 경질상 출구 통로에 도달하고 분리된 중질상은 분리 공간의 반경방향 외부 부분에서 적어도 하나의 채널에 도달하게 되는 것을 의미한다. E-라인, 즉 평형 라인은 경질상과 중질상 사이의 뚜렷한 계면으로서 중간 구역의 단순화이다. 실제로, 중간 구역에는 농도 구배가 있다.

액체 공급 혼합물은 경질상과 중질상의 혼합물에 의해 형성된다. 경질상은 액체이다. 중질상은 경질상보다 더 높은 밀도를 갖는 액체일 수도 있다. 대안적으로, 중질상은 액체 내에 현탁된 입자, 예를 들어 경질상을 형성하는 액체 내에 현탁된 입자를 포함할 수도 있다. 입자는 세포일 수도 있다. 세포는 CHO(Chinese Hamster Ovary) 세포와 같은 포유류 세포일 수도 있다. 액체 공급 혼합물은 세포 배양 혼합물일 수도 있고, 분리된 경질상은 발효 중에 세포에 의해 발현된 세포외 생체 분자를 함유할 수도 있다. 중질상은 액체를 함유하는 고농도 세포일 수도 있다. 액체를 함유하는 고농도 세포는 액체 공급 혼합물의 배치(batch)의 분리 후 발효 프로세스에서 재사용될 수도 있다.

실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물 도관은 압축 액체 공급 혼합물의 소스에 연결되도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 액체 공급 혼합물 도관을 통해 원심 분리기 내로 공급될 수도 있다. 압축 액체 공급 혼합물의 소스는 다수의 대안 실시예의 형태로 제공될 수도 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템은 액체 공급 혼합물 도관 내에 배열된 공급 펌프를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 공급 펌프에 의해 액체 공급 혼합물 도관을 통해 원심 분리기 내로 공급될 수도 있다. 이에 따라, 공급 펌프는 압축 액체 공급 혼합물의 소스의 부분을 형성할 수도 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템은 액체 공급 혼합물 용기 및 액체 공급 혼합물 용기 내의 압력을 제어하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 액체 공급 혼합물 도관을 통해 원심 분리기 내로 공급될 수도 있다. 이에 따라, 이러한 압축 액체 공급 혼합물 용기는 압축 액체 공급 혼합물의 소스를 형성할 수도 있다.

다른 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템은 원심 분리기에 대해 상승된 위치에 현수되어 있는 액체 공급 혼합물 용기를 포함할 수도 있다. 액체 공급 혼합물 용기와 원심 분리기 사이의 높이의 차이는 액체 공급 혼합물 용기로부터 입구 통로로 연장하는 액체 공급 혼합물 도관을 통해 원심 분리기 내로 액체 공급 혼합물을 공급하기 위해 충분한 압력을 제공할 수도 있다.

실시예에 따르면, 중질상 도관은 중질상 수용 용기로 연장하도록 구성될 수도 있다. 중질상 도관은 중질상 출구 통로로부터 중질상 수용 용기로의 중질상의 유동이 존재할 때 원심 분리기로부터 중질상 수용 용기까지 비제한 통로를 형성할 수도 있다. 이러한 방식으로, 중질상은 원심 분리기로부터 중질상 수용 용기로 유동할 때 어떠한 실질적인 전단력도 받게 되지 않는다. 따라서, 중질상은 원심 분리기로부터 중질상 수용 용기로 완만하게 유동할 수도 있다. 완만한 유동은 중질상이 세포를 포함할 때 특히 유리할 수도 있다. 실제로, 이는 중질상 도관이 제한된 유동 통로를 제공할 것인 임의의 스로틀링 유동 제어 디바이스가 결여되어 있는 것을 수반할 수도 있다.

중질상 도관은 중질상 도관을 통한 중질상의 유동을 차단하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 그러나, 전술된 바와 같이, 중질상 출구 통로로부터 중질상 수용 용기로의 중질상의 유동이 존재할 때, 중질상 도관은 비제한된 통로를 형성한다. 중질상의 유동을 차단하기 위한 수단은 차단 수단을 통한 중질상의 유동이 존재할 때 중질상에 영향을 미치지 않는다.

중질상 수용 용기는 액체 공급 혼합물의 배치로부터 분리된 중질상의 저장을 위한 용기일 수도 있다. 대안적으로, 중질상 수용 용기는 분리 시스템 이후에 추가 처리를 계속하기 전에 중질상의 중간 또는 부분 저장을 위한 용기일 수도 있다.

실시예에 따르면, 원심 분리 시스템은 중질상 도관 내에 배열된 차단 밸브를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 차단 밸브가 폐쇄될 때, 중질상 도관을 통한 유동이 방지될 수도 있다. 예를 들어, 원심 분리 시스템이 시동될 때 그리고 제1 양의 중질상이 분리 공간 내에서 분리되기 전에, 액체 공급 혼합물의 중질상 도관을 통한 유동 및/또는 단지 부분적으로만 분리된 중질상이 요구되지 않을 수도 있다. 따라서, 차단 밸브는 시동 중에 폐쇄된 상태로 유지될 수도 있다. 일단 특정량의 중질상이 분리 공간 내에서 분리되면, 차단 밸브는 개방되어 중질상 도관을 통한 중질상의 유동을 허용할 수도 있다. 이에 따라, 차단 밸브는 단지 2개의 대안 위치, 즉, 유동이 차단 밸브를 통과할 수 없는 완전 폐쇄 위치와 유동이 차단 밸브를 비제한적으로 통과할 수 있는 완전 개방 위치만을 갖는다. 따라서, 차단 밸브는 스로틀링 유동 제어 디바이스가 아니다. 차단 밸브는 중질상의 유동을 차단하기 위한 수단의 예이다.

원심 분리 시스템이 중질상 도관 내에 배열된 차단 밸브를 포함하는 방법의 실시예에 따르면, 방법은:

- 경질상과 중질상 사이의 계면이 분리 공간 내에 형성되는 동안 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 초기 분리 단계 중에 차단 밸브를 폐쇄 상태로 유지하는 단계, 및

- 계면이 형성되었을 때 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 주 분리 단계 중에 차단 밸브를 완전 개방 상태로 유지하는 단계를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 차단 밸브가 개방되기 전에 특정량의 중질상이 분리 공간 내에서 분리될 수도 있다. 따라서, 액체 공급 혼합물의 중질상 도관을 통한 유동 및/또는 부분적으로 분리된 중질상만이 회피될 수도 있다.

실시예에 따르면, 원심 분리기는 교환 가능한 분리 인서트를 포함할 수도 있고, 교환 가능한 인서트는 회전자 케이싱, 및 회전자 케이싱의 각각의 축방향 단부에 배열된 제1 및 제2 고정부를 포함한다. 회전자 케이싱은 원심 분리기의 회전자의 부분을 형성할 수도 있고, 분리 공간, 분리 디스크 및 적어도 하나의 채널을 포함한다. 이러한 방식으로, 원심 분리 시스템은 액체 공급 혼합물의 단일 배치 또는 액체 공급 혼합물의 제한된 수의 배치의 분리를 위해 구성될 수도 있다. 액체 공급 혼합물의 배치 또는 배치들의 분리 후, 교환 가능한 분리 인서트는 원심 분리기로부터 제거되고 새로운 교환 가능한 분리 인서트로 교체될 수도 있다. 이는 예를 들어, 액체 공급 혼합물이 세포 배양 혼합물일 때 유리할 수도 있다. 세포 배양 혼합물의 분리와 같은 세포 배양 혼합물의 처리는 무균성 환경에서 수행되어야 할 수도 있다. 원심 분리기에 교환 가능한 분리 인서트를 이용하는 것은, 멸균된 교환 가능한 분리 인서트의 제공에 의해 액체 공급 혼합물과 분리된 경질상 및 중질상을 위한 무균성 내부, 즉 무균성 유로를 제공할 수도 있다.

실시예에 따르면, 회전자는 회전 가능 부재 및 교환 가능한 분리 인서트의 회전자 케이싱을 포함할 수도 있다. 회전자 케이싱은 회전 가능 부재의 내부 공간에 맞물릴 수도 있다. 이러한 방식으로, 교환 가능한 분리 인서트의 회전자 케이싱은 회전 가능 부재와 함께 회전하게 될 수도 있다.

현재 사용되는 교환 가능한 분리 인서트가 새로운 교환 가능한 분리 인서트로 교체될 때, 현재 사용되는 교환 가능한 분리 인서트의 회전자 케이싱은 교체를 제공하기 위해 회전 가능 부재와의 맞물림으로부터 해제된다.

실시예에 따르면, 원심 분리 시스템은 액체 공급 혼합물 용기를 포함할 수도 있고, 교반 부재는 액체 공급 혼합물 용기 내에 배열될 수도 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물 용기 내의 액체 공급 혼합물의 균일한 농도가 보장될 수도 있다. 액체 공급 혼합물의 균일한 농도의 제공은 원심 분리 시스템, 특히 원심 분리기의 실질적으로 정상 동작 조건을 제공할 수도 있다. 더욱이, 액체 공급 혼합물 내의 경질상과 중질상의 비율에 대한 지식으로, 액체 공급 혼합물의 균일한 농도는 제어 유닛에 의해 이용될 설정을 제어하기 위한 기초를 제공할 수도 있다.

실시예에 따르면, 액체 공급 측정 디바이스로부터의 측정값은 액체 공급 혼합물의 유동에 관련될 수도 있고, 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스로부터의 측정값은 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동에 관련될 수도 있고, 제어 유닛은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브를 제어하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 원하는 중질상의 농도 및/또는 원하는 정도의 경질상의 정화가 달성될 수도 있다.

방법의 실시예에 따르면, 유동 제어 밸브를 제어하는 단계는:

- 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브를 제어하는 단계를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 원하는 중질상의 농도 및/또는 원하는 정도의 경질상의 정화가 달성될 수도 있다.

액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계는 분리 시스템의 사용자에 의해 설정될 수도 있다. 원하는 관계는 예를 들어 원하는 중질상의 농도, 액체 공급 혼합물 내의 경질상 및 중질상의 비율, 경질상의 원하는 정화 정도, 및 액체 공급 혼합물의 적혈구 용적 백분율(packed cell volume, PCV)과 같은 액체 공급 혼합물의 입자 함량에 기초하여 선택될 수도 있다.

액체 공급 혼합물의 농도는 액체 공급 혼합물의 배치의 분리의 실질적으로 전체 기간에 걸쳐 일정할 수도 있다. 액체 공급 혼합물의 중질상 함량에 대한 지식으로, 제어 시스템은 원하는 관계를 달성하기 위해 경질상의 유동을 제어하기 위해 유동 제어 밸브를 제어하도록 설정될 수도 있다.

액체 공급 혼합물의 배치가 예를 들어, 액체 공급 혼합물이 교반 부재에 의해 교반되는 액체 공급 혼합물 용기로부터 나오는 액체 공급 혼합물로 인해 균일한 농도를 가질 때, 유동 제어 밸브의 단지 작은 제어 조정만이 예상된다. 액체 공급 혼합물의 배치가 불균일한 농도를 가지면, 유동 제어 밸브는 더 넓은 범위에 걸쳐 조정되어야 할 수도 있다.

후자의 경우, 액체 공급 혼합물의 농도는 액체 공급 혼합물 배치의 분리의 기간의 적어도 일부에 걸쳐 변할 수도 있다. 여전히, 액체 공급 혼합물의 순간적인 중질상 함량에 대한 지식으로, 제어 시스템은 원하는 관계를 달성하기 위해 경질상의 유동을 제어하기 위해 유동 제어 밸브를 제어하도록 설정될 수도 있다.

액체 공급 혼합물 측정 디바이스로부터의 측정값과 경질상 측정 디바이스 및/또는 중질상 측정 디바이스로부터의 측정값은, 제어 유닛이 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브를 제어할 때 이용될 수도 있다. 예를 들어, 원하는 경질상의 유동 또는 원하는 중질상의 유동은 유동 제어 밸브가 그를 향해 경질상의 유동을 제어하는 설정점을 형성할 수도 있다. 이러한 방식으로, 제어 유닛은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 달성하도록 유동 제어 밸브를 제어할 수도 있다.

원심 분리기의 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 입구 및 출구로 인해, 입구와 출구가 연통 용기를 형성하기 때문에, 중질상 유동은 액체 공급 혼합물 유동과 경질상 유동 사이의 유동의 차이에 의해 구성된다. 이에 따라, 중질상 유동은 경질상 측정 디바이스에 의해 간접적으로 측정될 수도 있고, 그 반대도 마찬가지이고, 경질상 유동은 중질상 측정 디바이스에 의해 간접적으로 측정될 수도 있다. 제어 유닛은 유동 제어 밸브를 제어하기 위해 PID 제어 알고리즘과 같은 제어 알고리즘을 적용할 수도 있다.

원하는 관계는 원하는 경질상의 유동이 액체 공급 혼합물 유동의 백분율 또는 백분율 범위 이내에 있는 것일 수도 있다. 대안적으로, 원하는 관계는 원하는 중질상의 유동이 액체 공급 혼합물 유동의 백분율 또는 백분율 범위 이내에 있는 것일 수도 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스는 체적 유량계일 수도 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스는 질량 유량계일 수도 있다. 대안 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스에 추가하여 액체 공급 혼합물 도관 내에 배열된 질량 유량계를 포함할 수도 있다.

방법의 실시예에 따르면, 분리 공간 내로 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계는 분리 공간 내로 세포 배양 혼합물을 포함하는 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 방법은 세포 배양 혼합물의 세포를 함유하는 중질상 및 세포 배양 혼합물의 세포가 실질적으로 없는 경질상으로의 세포 배양 혼합물의 분리를 제어하기 위해 이용될 수도 있다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 청구범위 및 이하의 상세한 설명을 연구할 때 명백해질 것이다.

그 특정 특징 및 장점을 포함하여, 본 발명의 다양한 양태 및/또는 실시예는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 설명되는 예시적인 실시예로부터 즉시 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 1a는 원심 분리 시스템의 실시예를 도시하고 있다.
도 2는 실시예에 따른 원심 분리기의 부분을 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 실시예에 따른 교환 가능한 분리 인서트를 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 실시예에 따른 원심 분리기를 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 제어 방법을 도시하고 있다.
도 6은 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 도시하고 있다.

본 발명의 양태 및/또는 실시예가 이제 더 완전히 설명될 것이다. 동일한 번호는 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다. 공지의 기능 또는 구성은 간결성 및/또는 명확성을 위해 반드시 상세히 설명되지는 않을 것이다.

도 1 및 도 1a는 원심 분리 시스템(200)의 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 개략적으로, 원심 분리기(202)의 도관, 구성요소 및 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 도 1a는 원심 분리 시스템(200)의 부분의 대안 실시예를 도시하고 있다.

원심 분리 시스템(200)은 원심 분리기(202), 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206), 중질상 도관(208) 및 유동 제어 시스템(210)을 포함한다. 원심 분리기(202)는 액체 공급 혼합물을 경질상 및 중질상으로 분리하기 위해 구성된다. 액체 공급 혼합물 도관(204)은 액체 공급 혼합물을 원심 분리기(202)로 안내하기 위해 구성된다. 경질상 도관(206)은 원심 분리기(202)로부터 분리된 경질상을 안내하기 위해 구성된다. 중질상 도관(208)은 원심 분리기(202)로부터 분리된 중질상을 안내하기 위해 구성된다. 유동 제어 시스템(210)은 원심 분리기(202)로부터 적어도 경질상 및 중질상의 유동을 제어하기 위해 구성된다. 유동 제어 시스템(210)은 원심 분리기(202)로의 액체 공급 혼합물의 유동을 제어하기 위해 또한 구성될 수도 있다.

원심 분리기(202)는 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자(212)를 포함한다. 회전자(212)는 예를 들어 전기 모터 및 변속기를 포함하는 구동 장치(도시되어 있지 않음)에 의해 회전하도록 구동될 수도 있다. 따라서, 구동 장치는 회전축(20)을 중심으로 회전자(212)를 회전시킬 수도 있다. 원심 분리기(202)는 회전자(212)의 제1 축방향 단부(22)에 배열된 제1 고정부(84) 및 회전자(212)의 제2 축방향 단부(24)에 배열된 제2 고정부(86)를 포함한다.

회전자(212)는 원심 분리기(202)의 하우징(213) 내부에 회전 가능하게 장착된다. 또한, 제1 및 제2 고정부(84, 86)는 하우징(213) 내에 장착된다. 제1 및 제2 고정부(84, 86)는 하우징(213)에 대해 고정되어 있다. 원심 분리기(202)의 사용 중에, 제1 고정부(84)는 회전자(212) 위에 배열되고 제2 고정부(86)는 회전자(212) 아래에 배열된다.

회전자(212)는 분리 공간(88)을 구비한다. 분리 디스크(92)의 스택(90)은 분리 공간(88) 내부에 배열된다.

회전자(212)의 분리 공간(88) 내의 액체 공급 혼합물의 분리 중에, 분리된 경질상은 분리 디스크(92) 사이에서 회전축(20)을 향해 반경방향 내향으로 유동하고, 반면 분리된 중질상은 분리 공간(88)의 주연부를 향해 반경방향 외향으로 유동한다.

예시된 실시예에서, 입구 통로(214)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장된다. 경질상 출구 통로(216)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장된다. 중질상 출구 통로(218)가 제1 고정부(84)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장된다.

대안적으로, 입구 통로는 제1 고정부(84)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장될 수도 있고, 그리고/또는 경질상 출구 통로는 제1 고정부(84)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장될 수도 있고, 및/또는 중질상 출구 통로는 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장될 수도 있다.

입구 통로(214)는 액체 공급 혼합물 도관(204)에 연결되거나 그 부분을 형성한다. 경질상 출구 통로(216)는 경질상 도관(206)에 연결되거나 그 부분을 형성한다. 중질상 출구 통로(218)는 중질상 도관(208)에 연결되거나 그 부분을 형성한다.

경질상 출구 통로(206) 및 중질상 출구 통로(208)는 회전자(212)로부터의 유일한 출구를 형성한다. 즉, 회전자(212)는 그 반경방향 외부 부분에 간헐적으로 개방 가능한 노즐을 구비하지 않는다.

중질상 출구 통로(218)는 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자(212)의 중앙부를 향해 회전자(212) 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널(102)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 튜브의 형태의 2개의 채널(102)이 예로서 도시되어 있다. 튜브는 그 반경방향 내부 단부에서와 실질적으로 동일한 단면적을 그 반경방향 외부 단부에 갖는다. 이하, 도 4를 참조하면, 통로 형태의 채널을 포함하는 대안 실시예가 도시되어 있다.

입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)의 각각은 회전자(212)와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다. 기계적 밀폐식 밀봉부는 밀봉 부재(도시되어 있지 않음)에 의해 제공된다.

일반적인 실시예에서, 입구 및 출구 통로(214, 216, 218)의 반경의 관계는 R2≥R1≥R0 및 R2>R0으로서 표현될 수도 있다. 입구 통로(214)는 회전축(20) 상의 중앙에서, 즉, 회전축(20)을 포함하는 반경(R0)에서 회전자(212)에 진입한다. 당연히, 입구 통로(214)는 반경방향 연장부를 가져야하지만, 이는 축(20)을 포함한다. 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나간다. 중질상 출구 통로(218)는 축(20)을 또한 포함할 수도 있다. 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나간다. 제2 반경(R2)은 R1보다 크거나 같다. 제2 반경(R2)은 입구 통로(214)의 반경(R0)보다 크다.

몇몇 실시예에 따르면, 입구 및 출구 통로(214, 216, 218)의 반경의 관계는 관계 R2>R1>R0을 가질 수도 있다. 제1 반경(R1)은 R0보다 크다. 즉, 여기서 그가 회전자(212)를 빠져나가는 중질상 출구 통로(218)의 반경방향 위치는 여기서 그가 회전자(212)에 진입하는 입구 통로(214)의 반경방향 위치 외부에 배열된다. 중질상 출구 통로(218)는 축(20)을 또한 포함할 수도 있지만, 임의의 경우에 R1은 R0보다 크다. 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나간다. 제2 반경(R2)은 제1 반경(R1)보다 크다.

회전자(212)의 회전축(20) 상에 배열된 입구 통로(214)는 원심 분리 시스템(200)의 사용 중에 분리 공간(88) 내로의 액체 공급 혼합물의 완만한 진입을 제공한다. 더욱이, 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 입구 통로(214)는 분리 공간(88) 내로의 액체 공급 혼합물의 공기가 없는 진입을 제공한다. 즉, 분리 공간(88)의 중앙에는 공기-액체 계면이 형성되지 않고, 원심 분리기(202)의 사용 중에, 분리 공간(88) 내에 공기가 존재하지 않을 것이다. 또한 이는 분리 공간(88) 내에서 액체 공급 혼합물의 완만한 진입 및 가속을 제공한다. 또한, 중질상 출구 통로(218)는 제2 반경(R2)에서 경질상 출구 통로(216)의 회전자(212)로부터의 빠져나감과 비교하여 작은 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가기 때문에, 회전자(212)로부터 제1 고정부(84)로의 분리된 중질상의 완만한 전이가 원심 분리기(202)의 사용 중에 제공된다. 따라서 페어링 디스크가 결여되어 있는, 또한 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 중질상 출구 통로(218)의 제공은 회전자(212)로부터 분리된 중질상의 완만한 출구를 제공한다. 전체적으로, 원심 분리기(202)는 액체 공급 혼합물 및 분리된 중질상이 낮은 전단력을 받게 하기 위해 구성된다. 따라서, 원심 분리기(202)는 액체 공급 혼합물 및 분리된 중질상의 완만한 취급을 위해 구성된다.

순전히 예로서 언급하면, 분리 공간(88)은 50 mm의 반경을 가질 수도 있고 분리 디스크(92)는 40 mm의 반경을 가질 수도 있다. 제1 반경(R1)은 3 내지 10 mm의 범위 내에 있을 수도 있다. 제2 반경(R2)은 15 mm일 수도 있다. 입구 통로의 반경(R0)은 3 mm일 수도 있다.

유동 제어 시스템(210)은 제어 유닛(226), 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224), 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220), 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)를 포함한다.

제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)로부터의 측정값 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)로부터의 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성된다. 유동 제어 밸브(224)는 경질상 도관(206) 내에 제공된 배압을 제어하도록 구성된다. 유동 제어 밸브(224)는 경질상 도관(206) 내의 배압 및 이에 따라 유동이 제어될 수도 있는 제어 범위를 갖는다.

제어 유닛(226)은 유동 제어 시스템(210)의 계산 유닛을 포함한다. 계산 유닛은 실질적으로 임의의 적합한 유형의 프로그램 가능 논리 회로, 프로세서 회로 또는 마이크로컴퓨터, 예를 들어 디지털 신호 처리용 회로(디지털 신호 프로세서, DSP), 중앙 처리 유닛(CPU), 처리 유닛, 처리 회로, 프로세서, 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit: ASIC), 마이크로프로세서, 또는 명령을 해석하고 실행할 수도 있는 다른 처리 로직의 형태를 취할 수도 있다. 본 명세서에 이용되는 표현인 계산 유닛은 예를 들어, 전술된 것들 중 임의의 것, 일부 또는 모두와 같은 복수의 처리 회로를 포함하는 처리 회로를 표현할 수도 있다. 제어 시스템(210)은 메모리 유닛을 포함할 수도 있다. 계산 유닛은 예를 들어, 계산 유닛이 계산을 행하는 것을 가능하게 하기 위해 필요한 저장된 프로그램 코드 및/또는 저장된 데이터를 계산 유닛에 제공하는 메모리 유닛에 연결된다. 계산 유닛은 또한 계산의 부분적 또는 최종 결과를 메모리 유닛에 저장하도록 구성될 수도 있다. 메모리 유닛은 데이터 또는 프로그램, 즉, 명령의 시퀀스를 일시적 또는 영구적 기반으로 저장하는 데 이용되는 물리적 디바이스를 포함할 수도 있다. 제어 유닛(226)은 특히 이것이 분리 시스템(200) 내에 존재하는지에 따라, 유동 제어 밸브(224), 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220), 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)에 연결된다. 따라서, 제어 유닛(226)은 측정 디바이스(220, 222, 223)로부터 측정값을 수신할 수 있고, 제어 신호를 유동 제어 밸브(224)로 송신할 수 있다.

본 발명은 특히 분리 시스템(200)을 제공하기 위한 개념을 기초로 하고, 분리된 중질상은 온화한 방식으로 취급된다. 이에 따라, 중질상 출구 통로(218) 내에 비교적 작은 제1 반경(R1) 및 원심 분리기(202) 내에 중질상 출구 통로(218)의 기계적 밀폐식 밀봉부의 전술된 제공이 있다. 더욱이, 분리 시스템(200)에서, 유동 제한부가 중질상 도관(208) 내에서 회피된다. 따라서, 경질상 도관(206) 내의 유동 제어 밸브(224)의 배열이 제어 유닛(226)에 의해 제어된다. 따라서, 분리 시스템(200)의 동작 중에, 원심 분리기(202) 및 분리 시스템(200)의 적어도 일부를 통한 액체의 유동을 제어하는 것은 유동 제어 밸브(224) 및 제어 유닛(226)에 의한 그 제어에 의해 달성된다. 원심 분리기(202)의 입구 및 출구는 이들의 기계적 밀폐식 밀봉으로 인해 연통 용기를 형성하기 때문에, 중질상 도관(208) 내의 분리된 중질상의 유동은 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224)를 통해 간접적으로 제어될 수도 있고, 어떠한 유동 제어 제한부도 중질상 도관(208) 내에 요구되지 않는다.

몇몇 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템(200)은 중질상 수용 용기(232)를 포함할 수도 있다. 중질상 도관(208)은 중질상 수용 용기(232)까지 연장된다. 적합하게는, 중질상 도관(208)은 원심 분리기(202)로부터 중질상 수용 용기(232)로의 비제한 통로를 형성한다. 즉, 중질상 유동이 중질상 출구 통로(218)로부터 중질상 수용 용기(232)까지 존재할 때, 중질상 도관(208)에 의해 제공되는 통로는 비제한된다. 본 명세서에서 용어 비제한은 중질상 도관(208)이 실질적으로 일정한 단면적을 갖고 어떠한 날카로운 굴곡도 받지 않게 되는 것을 의미한다. 따라서, 중질상 도관(208)을 통해 유동하는 중질상 내의 전단력은 최소로 유지될 수도 있다.

원심 분리 시스템(200)은 중질상 도관(208) 내에 배열된 차단 밸브(234)를 포함할 수도 있다. 차단 밸브(234)는 단지 2개의 대안 위치, 즉, 유동이 차단 밸브(234)를 통과할 수 없는 완전 폐쇄 위치와 중질상의 유동이 차단 밸브(234)를 비제한적으로 통과할 수 있는 완전 개방 위치만을 갖는다. 따라서, 차단 밸브(234)가 개방될 때 중질상 도관(208) 내의 중질상의 비제한 유동이 제공된다.

원심 분리 시스템(200)의 시동 중에, 중질상 도관(208)을 통한 액체 공급 혼합물 및/또는 단지 부분적으로 분리된 중질상의 유동이 차단 밸브(234)를 폐쇄함으로써 방지될 수도 있다. 일단 특정량의 중질상이 원심 분리기(202) 내에서 분리되면 차단 밸브(234)는 개방될 수도 있다.

액체 공급 혼합물 도관(204)은 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)에 연결된다. 원심 분리 시스템(200)의 사용 중에, 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)는 액체 공급 혼합물을 원심 분리기(202) 내로 공급하도록 구성된다. 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)에 의해 생성된 압력 레벨은, 액체 공급 혼합물이 원심 분리기(202) 내로 공급될 뿐만 아니라 경질상 도관(206) 및 중질상 도관(208)을 통해, 분리된 경질상 및 중질상을 각각 원심 분리기(202) 외부로 공급하기 위해 이루어진다.

경질상 도관(206) 내의 경질상의 유동과 중질상 도관(208) 내의 중질상의 유동 사이의 균형은 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224)에 의해 설정된다.

더 구체적으로, 원심 분리기(202) 및 분리 시스템(200)의 적어도 일부를 통한 액체의 유동을 제어하는 것은 유동 제어 밸브(224) 및 제어 유닛(226)에 의한 그 제어에 의해 달성된다. 원심 분리기(202)의 입구 및 출구는 이들의 기계적 밀폐식 밀봉으로 인해 연통 용기를 형성하기 때문에, 중질상 도관(208) 내의 분리된 중질상의 유동은 유동 제어 밸브(224)를 통해 간접적으로 제어될 수도 있고, 어떠한 유동 제어 제한부도 중질상 도관(208) 내에 요구되지 않는다.

경질상 도관(206) 내에 유동 제어 밸브(224)에 의해 생성된 배압을 제어함으로써, 경질상 도관(206) 내의 경질상의 유동은 액체 공급 혼합물 도관(204) 내의 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)로부터의 액체 공급 혼합물의 유동 및 중질상 도관(208) 내의 중질상의 유동과 관련하여 제어될 수도 있다. 제어 유닛(226)은 원하는 경질상 및 중질상의 유동을 달성하도록 유동 제어 밸브(224)를 제어한다. 예를 들어, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)로부터의 측정값 및 경질상 측정 디바이스(222)로부터의 측정값은 제어 유닛(226)에 제공되고 제어 유닛(226)에 의한 유동 제어 밸브(224)의 제어를 위한 기초를 형성한다.

압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)는 상이한 형태를 취할 수도 있다. 2개의 예시적인 실시예가 도 1 및 도 1a에 도시되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템(200)은 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 배열된 공급 펌프(230)를 포함한다. 공급 펌프(230)는 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)의 부분을 형성한다. 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)는 액체 공급 혼합물 용기(236)를 더 포함한다. 공급 펌프(230)는 전술된 바와 같이, 원심 분리기(202) 내로 액체 공급 혼합물을 공급하고 원심 분리기 외부로 분리된 경질상 및 중질상을 공급하기 위해 충분한 액체 공급 혼합물 용기(236)로부터 나오는 액체 공급 혼합물에 압력을 제공한다. 공급 펌프(230)는 제어 유닛(226)에 의해 제어된다. 따라서, 제어 유닛(226)은 원심 분리기(202) 내로 공급되는 액체 공급 혼합물의 압력을 제어할 수도 있다.

도 1a에 도시되어 있는(파선 박스) 실시예에 따르면, 원심 분리 시스템(200)은 액체 공급 혼합물 용기(236) 및 액체 공급 혼합물 용기(236) 내의 압력을 제어하기 위한 수단(238)을 포함한다. 액체 공급 혼합물 용기(236) 내의 압력을 제어하기 위한 수단(238)은 압축기(240)와 같은 압력 소스 및 압력 센서(242)를 포함한다. 압력 센서(242)는 제어 유닛(226)에 연결된다. 제어 유닛(226)은 압력 센서(242)로부터의 압력 측정값에 기초하여 압축기(240)를 제어하도록 구성된다. 따라서, 제어 유닛(226)은 원심 분리기(202) 내로 공급되는 액체 공급 혼합물의 압력을 제어할 수도 있다. 이들 실시예에서, 액체 공급 혼합물 용기(236)는 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)의 부분을 형성한다.

도 1a의 실시예에서, 액체 공급 혼합물 도관(204)은 액체 공급 혼합물 용기(236)로부터 원심 분리기(202)로 연장된다. 재차, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)는 액체 공급 혼합물 도관(204)에 연결된다. 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에는 공급 펌프가 요구되지 않는다.

압축 액체 공급 혼합물의 소스의 다른 실시예는 원심 분리기(202)와 관련하여 상승된 위치에 현수된 액체 공급 혼합물 용기(236)일 수도 있다.

교반 부재(237)가 도 1a에 지시되어 있는 바와 같이, 액체 공급 혼합물 용기(236) 내에 배열될 수도 있다. 따라서, 액체 공급 혼합물 용기(236) 내의 액체 공급 혼합물을 교반 부재(237)로 교반함으로써, 액체 공급 혼합물 용기(238) 내의 액체 공급 혼합물의 균일한 농도가 보장될 수도 있다. 예를 들어, 액체 공급 혼합물 용기(238) 내에서 세포 배양 혼합물의 형태의 액체 공급 혼합물의 생성 중에, 균일한 농도가 유리할 수도 있다. 또한, 액체 공급 혼합물을 분리하기 위한 원심 분리 시스템(200)의 사용 중에, 균일한 농도가 유동 제어 밸브(224)의 제어 및 경질상 도관(206) 내의 유동을 위해 유리할 수도 있다, 이하를 또한 참조하라.

교반 부재(237)가 액체 공급 혼합물 용기(236)를 포함하는 각각의 실시예에 제공될 수도 있다.

이하에서, 원심 분리 시스템(200)에서 경질상 및 중질상으로의 액체 공급 혼합물의 분리의 제어가 도 1 및 도 1a를 참조하여 설명될 것이다.

전술된 바와 같이, 제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)로부터의 측정 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)로부터의 측정에 기초하여 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성된다. 적합하게는, 경질상 및 중질상 측정 디바이스(222, 223) 중 단지 하나만이 원심 분리 시스템(200)에 제공된다.

액체 공급 측정 디바이스(220)로부터의 측정값은 액체 공급 혼합물의 유동과 관련될 수도 있다. 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)로부터의 측정값은 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동과 관련될 수도 있다.

제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성된다. 액체 공급 혼합물의 유동은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)에 의해 측정된다. 원심 분리 시스템(200)이 경질상 측정 디바이스(222)를 포함하면, 경질상의 유동은 경질상 측정 디바이스(222)에 의해 측정된다. 원심 분리 시스템(200)이 중질상 측정 디바이스(223)를 포함하면, 중질상의 유동은 중질상 측정 디바이스(223)에 의해 측정된다.

대안적으로, 액체 공급 혼합물, 경질상 또는 중질상의 특정 유동을 측정하는 대신에, 특정 유동은 2개의 다른 유동에 기초하여 계산될 수도 있다. 예를 들어, 중질상의 유동은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 사이의 유동의 차이에 의해 계산될 수도 있다.

액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계에서, 몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동은 체적 유동이다.

따라서, 몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)는 체적 유량계이다.

또한, 분리 시스템(200)에 항상 존재하는 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)는 체적 유량계(들)일 수도 있다.

체적 유량계는 예를 들어 초음파형 유량계일 수 있다. 초음파형 유량계는 그를 통해 유동하는 액체에 전단력과 같은 기계적 응력을 인가하지 않는다. 따라서, 체적 유량계를 통한 액체의 완만한 통과가 제공된다.

액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계에서, 몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동은 질량 유동이다.

몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)는 질량 유량계이다.

몇몇 유형의 질량 유량계는 또한 체적 유동을 결정할 수도 있다. 따라서, 몇몇 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물 도관(204) 내의 액체 공급 혼합물의 질량 유동 및 체적 유동의 모두가 결정될 수도 있다.

대안적으로, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)가 체적 유량계인 실시예에서, 원심 분리 시스템(200)은 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 배열된 질량 유량계(244)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물 도관(204) 내의 액체 공급 혼합물의 체적 유동 및 질량 유동의 모두가 결정될 수도 있다.

액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)가 질량 유량계이거나 부가의 질량 유량계(244)인 실시예에서, 이러한 유량계는 예를 들어 코리올리 유량계(Coriolis flow meter)의 형태로 제공될 수도 있다. 대안적으로, 스케일이 제공될 수도 있고 시간 경과에 따른 중량 변화는 질량 유동을 제공한다. 예를 들어, 스케일은 액체 공급 혼합물 용기(236)와 같은 용기와 관련하여 제공될 수도 있다.

분리 시스템(200)에서 액체 공급 혼합물의 분리의 제어는 이하와 같이 수행될 수도 있다:

제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계에 기초하여 경질상 도관(206) 내에 제공된 유동 제어 밸브(224)를 제어한다. 원하는 관계는 원심 분리 시스템(200)의 조작자에 의해 선택된다. 예를 들어, 원하는 관계는 경질상의 유동이 액체 공급 혼합물 유동의 90%인 것일 수도 있다. 이는 경질상과 중질상 사이의 액체 공급 혼합물 유동의 90/10 분할을 야기한다. 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계는 체적 유동 뿐만 아니라 질량 유동에 적용될 수도 있다.

액체 공급 혼합물이 세포 배양 혼합물과 같은 액체 내에 현탁된 입자를 포함하는 실시예에서, 중질상 내의 원하는 입자 함량과 같은 중질상의 원하는 농도는 예를 들어 70%일 수도 있다. 액체 공급 혼합물 용기(236)로부터 취한 액체 공급 혼합물의 샘플은 액체 공급 혼합물의 입자 함량이 예를 들어 7%인 것을 나타낼 수도 있다. 따라서, 원심 분리기(202)가 100% 분리 효율을 갖는다고, 즉, 분리된 경질상이 어떠한 입자도 함유하지 않는다고 가정하면, 중질상 내의 70% 입자 함량은 이하의 계산으로 이어진다:

7%/0.70 = 10%

즉, 본 예에서, 액체 공급 혼합물의 유동의 10%인 중질상의 유동은 70% 입자 함량을 가질 것이다. 이에 따라, 경질상의 유동은 액체 공급 혼합물의 유동의 90%이고, 제어 유닛(226)은 경질상의 유동이 액체 공급 혼합물의 유동의 90%인 원하는 관계를 제공하기 위해 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 설정된다. 이는 또한 중질상의 유동이 액체 공급 혼합물의 유동의 10%인 원하는 관계에 대응한다. 제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220) 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)에 의해 제공된 유량 측정값에 기초하여 경질상 유동과 중질상 유동 사이의 90/10 분할을 향해 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성된다.

액체 공급 혼합물이 세포 배양 혼합물인 것에 관한 상기 예의 경우, 입자 함량은 세포 배양 혼합물의 적혈구 용적 백분율(PCV)일 것이고, 중질상의 입자 함량은 중질상의 바이오 함량이라 칭할 수 있다.

제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이에 원하는 관계를 유지하도록 유동 제어 밸브(224)를 제어하기 위한 PI 또는 PID 제어 알고리즘과 같은 공지의 제어 알고리즘을 적용할 수도 있다. 원하는 경질상의 유동 또는 원하는 중질상의 유동은, 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 달성하기 위해 제어 유닛(226)이 그를 향해 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 설정점을 제어 유닛(226) 내에 형성할 수도 있다.

액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220) 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)가 체적 유량계인 경우, 상기 제어 접근법이 적절하게 작동하게 하기 위해, 액체 공급 혼합물 도관(204) 내의 액체 공급 혼합물의 중질상 함량, 예로서 이 경우에 입자 함량은 액체 공급 혼합물 용기(236)로부터 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 기간의 대부분에 걸쳐 실질적으로 일정해야 한다. 액체 공급 혼합물 용기(236)가 점진적으로 비워지는 동안 액체 공급 혼합물을 교반하는 교반 부재(237)의 제공은 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 기간의 적어도 대부분에 걸쳐 액체 공급 혼합물의 균일한 농도를 보장할 수도 있다. 당연히, 제어 접근법은 대안적으로 체적 유동 대신에 질량 유동을 사용하여 균일한 농도의 액체 공급 혼합물에서 구현될 수도 있다.

액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)가 질량 유량계이거나 부가의 질량 유량계(244)가 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 제공되는 실시예에서, 액체 공급 혼합물의 다양한 질량 유동이 고려될 수도 있다. 즉, 다양한 중질상 함량을 갖는 액체 공급 혼합물의 유동이 고려될 수도 있다. 즉, 질량 유량계는 질량 유동(m'), 뿐만 아니라 액체 공급 혼합물의 밀도(ρ) 및 체적 유동(V')의 측정값을 제공한다. 이들 파라미터 사이의 관계는 이하와 같다:

m' = ρ(t) * V'

이에 따라, 체적 유동은 또한 질량 유량계에 의해서도 얻어질 수도 있다. 액체 공급 혼합물의 밀도가 변함에 따라 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계가 조정되어야 할 것이다. 따라서, 밀도 측정값에 기초하여, 제어 유닛(226)은 유동 제어 밸브(224)를 제어하기 위해 원하는 관계를 계산하고 업데이트하고 이에 따라 유동 제어 밸브를 제어하도록 구성될 것이다. 예를 들어, 상기 예를 계속하면, 중질상 내의 원하는 입자 함량은 70%이고, 액체 공급 혼합물의 밀도는 10% 입자 함량으로 상승할 수도 있다. 이는 이하의 계산으로 이어질 것이다:

10%/0.70 = 14.3%

이에 따라, 중질상의 체적 유동은 70% 입자 함량을 유지하기 위해 14.3%로 증가되어야 한다. 이어서, 경질상의 체적 유동은 액체 공급 혼합물의 체적 유동의 85.7%이고, 제어 유닛(226)은 경질상의 체적 유동이 액체 공급 혼합물의 유동의 85.7%인 원하는 관계를 제공하기 위해 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 설정된다. 이는 또한 중질상의 체적 유동이 액체 공급 혼합물의 체적 유동의 14.3%인 원하는 관계에 대응한다.

따라서, 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 이용하고, 액체 공급 혼합물 도관(204) 및 경질상 도관(206) 및/또는 중질상 도관(208) 내의 체적 유동에 기초하는 전술된 제어 접근법이 여전히 이용될 수도 있다. 그러나, 공급 혼합물의 다양한 밀도에 의해, 원하는 관계는 대응적으로 조정되어야 한다.

질량 유량계가 이용되고 분리된 중질상의 완만한 처리가 바람직한 실시예에서, 적합하게는 질량 유량계가 그를 통해 유동하는 액체에 전단력을 인가할 수도 있기 때문에 중질상 도관(208)에 질량 유량계가 제공되지 않는다. 이에 따라, 이러한 실시예에서 질량 유량계를 구비한 원심 분리기(202)로부터 이어지는 유일한 도관은 경질상 도관(206)일 수도 있다. 즉, 이러한 경우의 경질상 측정 디바이스(222)는 질량 유량계이다.

그러나, 상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 원심 분리기의 출구측에 있는 유량계(들)는, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)가 질량 유량계일 때 또는 부가의 질량 유량계(244)가 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 제공될 때 여전히 체적 유량계(들)일 수도 있다.

도 2는 실시예에 따른 원심 분리기(202)의 부분을 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 원심 분리기(202)는 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이 원심 분리 시스템(200)에서 이용될 수도 있다.

재차, 원심 분리기(202)는 분리 공간(88)을 구비한 회전자(212), 분리 공간(88) 내부에 배열된 분리 디스크(92)의 스택(90), 제1 고정부(84), 및 제2 고정부(86)를 포함한다. 입구 통로(214)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장되고, 경질상 출구 통로(216)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로(218)가 제1 고정부(84)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장된다.

재차, 중질상 출구 통로(218)는 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자(212)의 중앙부를 향해 회전자(212) 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널(102)을 포함한다. 이들 실시예에서, 튜브의 형태의 하나의 채널(102)이 제공된다.

재차, 입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)의 각각은 회전자(212)와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다. 입구 통로(214) 및 출구 통로(216, 218)의 기계적 밀폐식 밀봉부는 밀봉 부재(246)에 의해 제공된다. 밀봉 부재(246)는 회전자(212) 내에 배열된 회전부와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 내에 배열된 고정부를 포함한다.

재차, 입구 통로(214)는 R0에서 회전축(20) 상의 중앙에서 회전자(212)에 진입하고, 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1>R0이다.

회전자(212)는 원심 분리기(202)의 하우징(213) 내부에 회전 가능하게 장착된다. 회전자(212)는 베어링(248) 내에 저널링된다(journaled). 전기 모터(34) 및 변속기(48)를 포함하는 구동 장치가 회전축(20)을 중심으로 회전자(212)를 회전시키도록 구성된다.

이들 실시예에서, 원심 분리기(202)는 모듈식 원심 분리기(202)이다. 모듈식 원심 분리기(202)는 2개의 주 부품, 베이스 유닛(4) 및 교환 가능한 분리 인서트(6)를 포함한다. 베이스 유닛(4)은 교환 가능한 분리 인서트(6)를 지지하고 회전시키기 위한 기본 구성요소를 포함한다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 액체 공급 혼합물의 실제 분리가 그 내에서 발생하도록 구성된다.

교환 가능한 인서트(6)는 회전자 케이싱(82), 및 회전자 케이싱(82)의 각각의 축방향 단부(120, 122)에 배열된 제1 및 제2 고정부(84, 86)를 포함한다. 회전자 케이싱(82)은 그 내에 분리 공간(88), 분리 디스크(92), 및 적어도 하나의 채널(102)을 포함한다.

교환 가능한 분리 인서트(6)는 도 3을 참조하여 이하에 더 설명된다.

회전자(212)는 회전 가능 부재(16) 및 교환 가능한 분리 인서트(6)의 회전자 케이싱(82)을 포함한다.

도 2에서 교환 가능한 분리 인서트(6)는 베이스 유닛(4) 내에 장착된 것으로 도시되어 있다. 교환 가능한 분리 인서트(6)의 회전자 케이싱(82)은 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 맞물린다. 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 고정부(84)는 회전 가능 부재(16)의 제1 개구(28)를 통해 연장되고, 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 고정부(86)는 회전 가능 부재(16)의 제2 개구(30)를 통해 연장된다.

회전자 케이싱(82)은 다수의 상이한 방식으로 회전 가능 부재(16) 내부에 맞물릴 수도 있다. 예를 들어, 회전 가능 부재(16)는 캡(35) 및 회전자 본체(32)를 포함할 수도 있다. 캡(35)이 회전자 본체(32)와 맞물릴 때, 이는 그 내의 회전자 케이싱(82)과 맞물린다. 회전 가능 부재(16)의 내부에는 돌기가 제공될 수도 있고, 회전자 케이싱(82)에는 대응 리세스 등이 제공될 수도 있다.

제1 고정부(84)의 적어도 일부는 회전자(212) 외부에 배열된다. 이에 따라, 제1 고정부(84)는 모듈식 원심 분리기(2)의 동작 중에 제1 고정부(84)가 고정 상태로 유지되는 것을 보장하기 위해 하우징(213)과 맞물릴 수도 있다.

제2 고정부(86)의 적어도 일부는 회전자(212) 외부에 배열된다. 이에 따라, 제2 고정부(86)는 모듈식 원심 분리기(2)의 동작 중에 제2 고정부(86)가 고정 상태로 유지되는 것을 보장하기 위해 하우징(213) 또는 베이스 유닛(4)의 다른 부분과 맞물릴 수도 있다.

하우징(213)은 덮개(54)를 포함한다.

교환 가능한 분리 인서트(6)를 그 내에 설치하기 위해, 또는 그 내의 교환 가능한 분리 인서트(6)를 교체하기 위해 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26)으로의 액세스는 하우징(213)의 덮개(54)를 개방하고 회전 가능 부재(16)의 캡(35)을 개방함으로써 어어진다.

회전 가능 부재(16)의 제1 및 제2 개구(28, 30) 및 하우징(213) 내의 대응 개구는 입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)로 이어지는 도관(204, 206, 208)으로 회전 가능 부재(16) 내에 교환 가능한 분리 인서트(6)의 용이한 장착을 제공한다.

교환 가능한 분리 인서트(6)를 갖는 모듈식 원심 분리기(202)의 사용으로 인해, 원심 분리기(202) 내의 액체 공급 혼합물의 분리는 액체 공급 혼합물의 단일 배치 또는 액체 공급 혼합물 제한된 수의 배치의 분리를 위해 구성된다. 액체 공급 혼합물의 배치 또는 배치들의 분리 후에, 사용된 교환 가능한 분리 인서트는 새로운 교환 가능한 분리 인서트(6)로 교환된다.

교환 가능한 분리 인서트(6)를 갖는 모듈식 원심 분리기(202)를 이용하는 것은 무균성 내부, 즉, 원심 분리기(202) 내의 무균성 유로를 제공한다.

적합하게는, 분리 시스템(200)에서 또한 액체 공급 혼합물 및 분리된 경질상 및 중질상을 위한 무균성 유로를 제공하기 위해 다른 교환 가능한 구성요소가 이용될 수도 있다, 도 1 참조. 순전히 예로서 언급하면, 액체 공급 혼합물 용기(236), 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206), 중질상 도관(208), 및 중질상 수용 용기(232)는 액체 공급 혼합물의 단일 배치 또는 액체 공급 혼합물의 제한된 수의 배치의 분리를 위해 사용될 교환 가능한 구성요소일 수도 있다.

도 3은 실시예에 따른 교환 가능한 분리 인서트(6)를 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 도 2와 관련하여 전술된 모듈식 원심 분리기(202)와 같은, 모듈식 원심 분리기의 부분을 형성할 수도 있다.

교환 가능한 분리 인서트(6)는 회전자 케이싱(82), 제1 고정부(84) 및 제2 고정부(86)를 포함한다. 회전자 케이싱(82)은 회전축(20)을 중심으로 회전 가능하다. 회전자 케이싱(82)은 제1 축방향 단부(120) 및 제2 축방향 단부(122)를 갖는다. 회전자 케이싱(82)은 제1 고정부(86)와 제2 고정부(84) 사이에 배열된다. 모듈식 원심 분리기의 동작 중에, 제1 고정부(84)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 상부 축방향 단부에 배열되고, 반면 제2 고정부(86)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 하부 축방향 단부에 배열된다.

회전자 케이싱(82)은 그 내에 분리 공간(88)을 경계 한정한다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 분리 공간(88) 내에 배열된 절두 원추형 분리 디스크(92)의 스택(90)을 포함한다. 스택(90) 내의 분리 디스크(92)는 제2 고정부(86)에서 가상의 정점을 갖고 그리고/또는 제2 고정부(86)를 향해 뾰족해지게 배열된다. 스택(90)은 적어도 25개의 분리 디스크(92), 또는 적어도 50개의 분리 디스크(92), 예로서 적어도 100개의 분리 디스크(92), 예로서 적어도 150개의 분리 디스크(92)를 포함할 수도 있다. 예로서 언급하면, 분리 디스크(92)는 100 내지 400 mm의 범위 이내의 외경, 15 내지 100 mm의 범위 이내의 내경, 및 35 내지 40도의 범위 이내의 회전축(20)과 디스크(92)의 내부면 사이의 각도(α)를 가질 수도 있다. 명확성을 위해, 도 3에는 단지 몇 개의 디스크(92)만이 도시되어 있다.

입구 통로(214)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장되고, 경질상 출구 통로(216)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로(218)가 제1 고정부(84)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장된다.

입구 통로(214)는 R0에서 회전축(20) 상의 중앙에서 회전자(212)에 진입하고, 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1>R0이다.

입구 통로(214)는 액체 공급 혼합물 도관(204)에 연결되거나 그 부분을 형성한다. 경질상 출구 통로(216)는 경질상 도관(206)에 연결되거나 그 부분을 형성한다. 중질상 출구 통로(218)는 중질상 도관(208)에 연결되거나 그 부분을 형성한다. 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206) 및 중질상 도관(208)은 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분을 형성할 수도 있다. 따라서, 각각의 새로운 교환 가능한 분리 인서트(6)가 원심 분리 시스템(200)의 원심 분리기(2) 내에 설치된 상태에서(도 1 참조), 또한 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206) 및 중질상 도관(208)의 적어도 일부가 교체된다.

액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206) 및 중질상 도관(208)은 플라스틱 배관과 같은 배관을 포함할 수도 있다.

중질상 출구 통로(218)는 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자(212)의 중앙부를 향해 회전자(212) 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널(102)을 포함한다. 이들 실시예에서, 튜브의 형태의 하나의 채널(102)이 제공된다.

튜브의 수 및 예를 들어 중질상의 밀도 및/또는 점도에 따라, 하나 이상의 튜브의 형태의 이러한 하나 이상의 채널(102)은 각각 2 내지 10 mm의 범위 이내의 내경을 가질 수도 있다. 하나 초과의 튜브를 포함하는 실시예에서, 예를 들어 회전자 케이싱(82)의 원주에 걸쳐 균일하게 분포된 2개의 튜브, 또는 적어도 3개 또는 적어도 5개의 튜브가 제공될 수도 있다.

제1 고정부(84)는 제1 축방향 단부(120)에서 회전자 케이싱(82)에 맞접한다. 제2 고정부(86)는 제2 축방향 단부(122)에서 회전자 케이싱(82)에 맞접한다. 기계적 밀폐식 밀봉부(246)가 각각의 제1 및 제2 고정부(84, 86)와 회전자 케이싱(82) 사이에 제공된다. 각각의 밀봉부(246)는 회전자 케이싱(82)의 부분을 형성하는 회전 밀봉 표면 및 고정부(86, 84)의 부분을 형성하는 고정 밀봉 표면을 포함한다. 밀봉부에서, 제1 및 제2 고정부(86, 84)는 각각 회전자 케이싱(82)에 맞접한다.

기계적 밀폐식 밀봉부(246)는 회전자 케이싱(82)과 제1 및 제2 고정부(84, 86) 사이의 그 각각의 전이부에서 입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216), 및 중질상 출구 통로(218)를 밀봉한다.

밀봉부(246)는 냉각 액체와 같은 유체를 공급 및 회수하기 위한 유체 입구(109) 및 유체 출구(111)를 구비할 수도 있다. 따라서, 밀봉부(246)는 냉각될 수도 있다. 도 3에서, 하나의 유체 입구(109) 및 하나의 유체 출구(111)가 각각의 밀봉부(246)에 도시되어 있다. 그러나, 다른 유체 입구 및 출구가 제공될 수도 있다.

도 4는 실시예에 따른 원심 분리기(202)를 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 원심 분리기(202)는 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이 원심 분리 시스템(200)에서 이용될 수도 있다.

재차, 원심 분리기(202)는 분리 공간(88)을 구비한 회전자(212), 분리 공간(88) 내부에 배열된 분리 디스크(92)의 스택, 제1 고정부(84), 및 제2 고정부(86)를 포함한다. 도 4에는, 단지 몇 개의 분리 디스크(92)만이 도시되어 있다. 스택은 예를 들어 100개 초과의 분리 디스크(92), 예로서 200개 초과의 분리 디스크(92)를 포함할 수도 있다.

재차, 입구 통로(214)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장되고, 경질상 출구 통로(216)가 제2 고정부(86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로(218)가 제1 고정부(84)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장된다.

재차, 중질상 출구 통로(218)는 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자(212)의 중앙부를 향해 회전자(212) 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널(102)을 포함한다. 이들 실시예에서, 적어도 하나의 채널(102)은 분리 공간(88)의 중앙부를 향하는 것보다 반경방향 외부 부분에서 더 큰 단면적을 갖는 다수의 통로에 의해 형성된다.

재차, 입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)의 각각은 회전자(212)와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다. 입구 통로(214) 및 출구 통로(216, 218)의 기계적 밀폐식 밀봉부는 밀봉 부재(246)에 의해 제공된다. 밀봉 부재(246)는 회전자(212) 내에 배열된 회전부와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 내에 배열된 고정부를 포함한다.

재차, 입구 통로(214)는 R0에서 회전축(20) 상의 중앙에서 회전자(212)에 진입하고, 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1>R0이다.

원심 분리기(202)는 프레임(250), 하부 베어링(33b) 및 상부 베어링(33a)에서 프레임(250)에 의해 회전 가능하게 지지되는 중공 스핀들(40)을 포함한다. 회전자(212)는 회전축(20) 주위로 스핀들(40)과 함께 회전하도록 스핀들(40)의 축방향 상부 단부에 인접한다. 프레임(250)의 하우징(213)은 회전자(212)를 에워싼다.

분리될 액체 공급 혼합물은 분배기(23)를 통해 분리 공간(88) 내로 진입된다. 입구 통로(218)는 이들 실시예에서 스핀들(40)을 통해 연장하는 중앙 덕트(41)를 포함하고, 따라서 중공 관형 부재의 형태를 취한다. 따라서, 액체 공급 혼합물은 회전자(212)의 저부로부터 회전자(212) 내로 도입된다. 스핀들(40)은 밀폐식 밀봉부(246) 중 하나를 통해 원심 분리기(202)의 하부 축방향 단부에서 고정 액체 공급 혼합물 도관(204)에 또한 연결되어, 분리될 액체 공급 혼합물이 예를 들어 공급 펌프에 의해 중앙 덕트(41)로 수송될 수도 있게 된다. 분리된 경질상은 이들 실시예에서 스핀들(40) 내의 외부 환형 덕트(42)를 통해 배출된다.

하부 축방향에 배열된 기계적 밀폐식 밀봉부(246)는 제2 고정부(86)에 대해 중공 스핀들(40)을 밀봉한다. 밀폐식 밀봉부(246)는 스핀들(40)의 하부 단부에 배열된 부분과 제2 고정부(86)에 배열된 부분을 포함한다. 이 밀폐식 밀봉부(246)는 액체 공급 혼합물 도관(204)에 대해 중앙 덕트(41) 및 경질상 도관(206)에 대해 외부 환형 덕트(42)를 밀봉하는 동심 이중 밀봉부이다. 다른 기계적 밀폐식 밀봉부(246)는 제1 고정부(84)에서 중질상 출구(22)를 중질상 도관(208)에 대해 밀봉한다.

원심 분리기(202)는 전기 모터(34)를 포함하는 구동 장치를 포함한다. 전기 모터(34)는 예를 들어 고정 요소 및 회전 가능 요소를 포함할 수도 있고, 이 회전 가능 요소는 동작 중에 스핀들(40) 및 따라서 회전자(212)에 구동 토크를 전달하도록 스핀들(40)을 둘러싸고 그에 연결된다. 대안적으로, 원심 분리기(202)는 변속 수단을 통해 스핀들(40)에 연결된 전기 모터를 포함하는 구동 장치를 포함할 수도 있다. 변속 수단은 구동 토크를 수용하기 위해 스핀들(40)에 연결된 요소 및 피니언을 포함하는 웜 기어의 형태일 수도 있다. 변속 수단은 대안적으로 프로펠러 샤프트, 구동 벨트 등의 형태를 취할 수도 있고, 전기 모터는 대안적으로 스핀들(40)에 직접 연결될 수도 있다.

도 5는 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 제어 방법(300)을 도시하고 있다. 원심 분리 시스템은 본 명세서에서 설명된 양태 및/또는 실시예 중 임의의 하나에 따른 원심 분리 시스템(200)일 수도 있다. 따라서, 이하에서 또한 도 1 내지 도 4를 참조한다.

전술된 바와 같이, 원심 분리 시스템(200)은 원심 분리기(202), 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206), 중질상 도관(208) 및 유동 제어 시스템(210)을 포함한다. 원심 분리기(202)는 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된 회전자(212)를 포함하고, 분리 공간(88)을 구비한다. 입구 통로(214)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장되고, 경질상 출구 통로(216)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로(218)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장된다. 입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)의 각각은 회전자(212)와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다. 입구 통로(214)는 R0에서 회전축(20) 상의 중앙에서 회전자(212)에 진입하고, 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1>R0이다. 유동 제어 시스템(210)은 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224), 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220), 및 경질상 측정 디바이스(222) 및/또는 중질상 측정 디바이스(223)를 포함한다.

방법(300)은 이하의 단계:

- 회전자(212)를 회전하는 단계(302),

- 액체 공급 혼합물 도관(204) 및 입구 통로(214)를 통해 분리 공간(88) 내로 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계(304),

- 분리 공간(88) 내에서 액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하는 단계(306),

- 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계(308),

- 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계(310), 및

- 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계(308)에서 획득된 측정값 및 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계(310)에서 획득된 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)를 포함한다.

본 명세서의 이전의 설명과 유사하게, 기계적 밀폐식 밀봉부, 반경(R0, R1, R2)의 특정 배열, 여기서 R2≥R1>R0, 및 측정 단계(308, 310)에서 획득된 측정값에 기초하는 유동 제어 밸브(224)의 제어(312)는 원심 분리 시스템(200)을 제어하는 방법(300)을 제공하고, 중질상에 완만한 처리를 실시하기 위한 조건이 제공되는 원심 분리 시스템이 제공된다.

적합하게는, 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계(308), 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동을 측정하는 단계(310), 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)는 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 실질적으로 전체 기간에 걸쳐 수행된다.

실시예에 따르면, 방법(300)은:

- 액체 공급 혼합물의 압력을 제어하는 단계(313)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 원심 분리기(202)로의 액체 공급 혼합물의 공급이 제어될 수도 있다. 측정 단계(310)와 함께 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 전술된 단계(308)는 여전히 유동 제어 밸브(224)를 제어(312)하기 위한 기초를 제공할 것이다.

실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 압력을 제어하는 단계(313)는:

- 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 배열된 공급 펌프(230)를 제어하는 단계(314)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 원심 분리기(202)로의 액체 공급 혼합물의 공급은 공급 펌프(230)에 의해 제공되는 압력에 의해 제어될 수도 있다. 측정 단계(310)와 함께 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 전술된 단계(308)는 여전히 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)를 위한 기초를 제공할 것이다.

원심 분리 시스템(200)이 액체 공급 혼합물 용기(236)를 포함하는 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 압력을 제어하는 단계(313)는:

- 액체 공급 혼합물 용기(236) 내의 압력을 제어하는 단계(318)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 원심 분리기(202)로의 액체 공급 혼합물의 공급은 액체 공급 혼합물 용기(236) 내부의 압력에 의해 제어될 수도 있다. 측정 단계(310)와 함께 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 전술된 단계(308)는 여전히 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)를 위한 기초를 제공할 것이다.

원심 분리 시스템(200)이 중질상 도관(208) 내에 배열된 차단 밸브(234)를 포함하는 방법(300)의 실시예에 따르면, 방법(300)은:

- 경질상과 중질상 사이의 계면이 분리 공간(88) 내에 형성되는 동안 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 초기 분리 단계 중에 차단 밸브(234)를 폐쇄 상태로 유지하는 단계(320), 및

- 계면이 형성되었을 때 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 주 분리 단계 중에 차단 밸브(234)를 완전 개방 상태로 유지하는 단계(322)를 포함할 수도 있다.

따라서, 차단 밸브(234)가 개방되기 전에 특정량의 중질상이 분리 공간(88) 내에서 분리될 수도 있다. 이에 따라, 중질상 도관(208)을 통한 유동은 중질상이 분리 공간(88) 내에서 분리될 때까지 시작되지 않는다.

예를 들어, 차단 밸브(234)를 폐쇄 상태로 유지하는 단계(322) 및 차단 밸브(234)를 완전 개방 상태로 유지하는 단계(320)는 분리 단계(306)가 시작되는 동안 및 측정 단계(308) 전에 수행될 수도 있다. 따라서, 유동 제어 밸브(224)의 제어, 즉, 제어 단계(312)는 차단 밸브(234)가 개방된 후에 먼저 시작될 수도 있다.

경질상과 중질상 사이의 계면이 형성되는 동안 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 초기 분리 단계는 액체 공급 혼합물의 배치의 분리의 시작시에 발생한다. 특정량의 액체 공급 혼합물은 분리 공간(88) 내로 유동하는 시간을 가져야 하고, 중질상 도관(208)을 통한 유동을 위해 이용 가능한 분리된 중질상이 빠져나가기 전에 경질상 및 중질상으로 분리하는 시간을 가져야 한다. 계면이 형성되었을 때 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 주 분리 단계는 초기 분리 단계 후에 발생한다. 적합하게는, 주 분리 단계 중에, 분리 공간(88)으로 안내된 액체 공급 혼합물과 분리된 경질상과 중질상의 유동 사이의 정상 상태가 널리 퍼져 있다. 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)는 분리 공간(88) 내로의 액체 공급 혼합물의 유동과 관련하여 분리된 경질상 및 중질상의 유동 사이의 균형을 보장한다.

원심 분리 시스템(200)을 제어하는 방법(300)은 세포 배양 혼합물로부터 세포를 함유하는 중질상 및 세포 배양 혼합물의 액체의 대부분을 함유하는 경질상으로의 세포 배양 혼합물의 형태의 액체 공급 혼합물의 분리를 제어하기 위해 이용될 수도 있다. 이에 따라, 분리 공간(88) 내로 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계(304)는 세포 배양 혼합물을 포함하는 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계(324)를 포함할 수도 있다.

유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)는:

- 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(326)를 포함할 수도 있다.

액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 상이한 양태들이 특히 도 1을 참조하여 전술되었다.

방법(300)의 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 유동 및 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동은 체적 유동일 수도 있다.

방법(300)의 대안 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 유동 및 경질상의 유동 및/또는 중질상의 유동은 질량 유동일 수도 있다.

통상의 기술자는 원심 분리 시스템(200)을 제어하는 방법(300)이 프로그램된 명령에 의해 구현될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이들 프로그램된 명령은 통상적으로, 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 실행될 때, 컴퓨터 또는 제어 유닛이 방법 단계 302 내지 326과 같은 원하는 제어를 수행하는 것을 보장하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 구성된다. 제어 유닛은 본 명세서에 설명된 바와 같은 제어 유닛(226)일 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 프로그램이 저장되는 적합한 디지털 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(90)의 부분이다.

도 6은 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(90)를 도시하고 있다. 이들 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(90)는 CD-ROM 디스크의 형태로 제공된다.

컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 컴퓨터 및/또는 제어 유닛의 하나 이상의 계산 유닛 내로 로딩될 때 전술된 방법(300)의 단계 302 내지 326 중 적어도 일부가 수행될 수 있게 하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 운반하는 임의의 적합한 형태의 데이터 캐리어로 제공될 수도 있다. 데이터 캐리어는 예를 들어 ROM(판독 전용 메모리), PROM(프로그램 가능 판독 전용 메모리), EPROM(소거 가능 PROM), 플래시 메모리, EEPROM(전기적 소거 가능 PROM), 하드 디스크, CD ROM 디스크, 메모리 스틱, 광학 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스 또는 비일시적 방식으로 기계 판독 가능 데이터를 보유할 수도 있는 디스크 또는 테이프와 같은 임의의 다른 적절한 매체일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 더욱이 서버 상에 컴퓨터 프로그램 코드로서 제공될 수도 있고 예를 들어 인터넷 또는 인트라넷 연결을 통해, 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템을 통해 원격으로 컴퓨터 및/또는 제어 유닛에 다운로드될 수도 있다.

상기 내용은 다양한 예시적인 실시예의 예시이고 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 규정된다는 것이 이해되어야 한다. 통상의 기술자는 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 예시적인 실시예가 수정될 수도 있고, 예시적인 실시예의 상이한 특징이 조합되어 본 명세서에 설명된 것들 이외의 실시예를 생성할 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

Claims (22)

1. 원심 분리기(202), 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206), 중질상 도관(208), 및 유동 제어 시스템(210)을 포함하는 원심 분리 시스템(200)이며,
   원심 분리기(202)는 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성되고 분리 공간(88)을 구비하는 회전자(212), 분리 공간(88) 내부에 배열된 분리 디스크(92)의 스택(90), 회전자(212)의 제1 축방향 단부(22)에 배열된 제1 고정부(84), 회전자(212)의 제2 축방향 단부(24)에 배열된 제2 고정부(86)를 포함하고,
   입구 통로(214)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장되고, 경질상 출구 통로(216)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로(218)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고,
   중질상 출구 통로(218)는 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자(212)의 중앙부를 향해 회전자(212) 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널(102)을 포함하고,
   입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)의 각각은 회전자(212)와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉되고,
   입구 통로(214)는 R0에서 회전축(20) 상의 중앙에서 회전자(212)에 진입하고, 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1≥R0이고, R2>R0이고(R1은 R2>R0인 경우에만 R0와 같음),
   유동 제어 시스템(210)은 제어 유닛(226), 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224), 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220), 및 경질상 측정 디바이스(222) 또는 중질상 측정 디바이스(223)를 포함하고,
   제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)로부터의 측정값 및 경질상 측정 디바이스(222) 또는 중질상 측정 디바이스(223)로부터의 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성되고,
   중질상 도관(208)은 중질상 수용 용기(232)까지 연장되도록 구성되고, 중질상 출구 통로(218)로부터 중질상 수용 용기(232)로의 중질상의 유동이 존재할 때 원심 분리기(202)로부터 중질상 수용 용기(232)까지 비제한 통로를 형성하는, 원심 분리 시스템(200).
2. 제1항에 있어서, 액체 공급 혼합물 도관(204)은 압축 액체 공급 혼합물의 소스(228)에 연결되도록 구성되는, 원심 분리 시스템(200).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 배열된 공급 펌프(230)를 포함하는, 원심 분리 시스템(200).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 공급 혼합물 용기(236) 및 액체 공급 혼합물 용기(236) 내의 압력을 제어하기 위한 수단(238)을 포함하는, 원심 분리 시스템(200).
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중질상 도관(208) 내에 배열된 차단 밸브(234)를 포함하는, 원심 분리 시스템(200).
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원심 분리기(202)는 교환 가능한 분리 인서트(6)를 포함하고,
   교환 가능한 인서트(6)는 회전자 케이싱(82), 및 회전자 케이싱(82)의 각각의 축방향 단부(120, 122)에 배열된 제1 및 제2 고정부(84, 86)를 포함하고, 회전자 케이싱(82)은 원심 분리기(202)의 회전자(212)의 부분을 형성하고, 분리 공간(88), 분리 디스크(92) 및 적어도 하나의 채널(102)을 포함하는, 원심 분리 시스템(200).
8. 제7항에 있어서, 회전자(212)는 회전 가능 부재(16) 및 회전자 케이싱(82)을 포함하고, 회전자 케이싱(82)은 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 맞물리는, 원심 분리 시스템(200).
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 공급 혼합물 용기(236)를 포함하고, 교반 부재(237)는 액체 공급 혼합물 용기(236) 내에 배열되는, 원심 분리 시스템(200).
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 공급 측정 디바이스(220)로부터의 측정값은 액체 공급 혼합물의 유동에 관련되고, 경질상 측정 디바이스(222) 또는 중질상 측정 디바이스(223)로부터의 측정값은 경질상의 유동 또는 중질상의 유동에 관련되고, 제어 유닛(226)은 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브(224)를 제어하도록 구성되는, 원심 분리 시스템(200).
11. 제10항에 있어서, 액체 공급 혼합물의 유동 및 경질상의 유동 또는 중질상의 유동은 체적 유동인, 원심 분리 시스템(200).
12. 제10항에 있어서, 액체 공급 혼합물의 유동 및 경질상의 유동 또는 중질상의 유동은 질량 유동인, 원심 분리 시스템(200).
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)는 체적 유량계인, 원심 분리 시스템(200).
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220)는 질량 유량계인, 원심 분리 시스템(200).
15. 제13항에 있어서, 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 배열된 질량 유량계(244)를 포함하는, 원심 분리 시스템(200).
16. 원심 분리 시스템(200)을 제어하는 방법(300)이며, 원심 분리 시스템(200)은 원심 분리기(202), 액체 공급 혼합물 도관(204), 경질상 도관(206), 중질상 도관(208), 및 유동 제어 시스템(210)을 포함하고,
    원심 분리기(202)는 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성되고 분리 공간(88)을 구비하는 회전자(212), 분리 공간(88) 내부에 배열된 분리 디스크(92)의 스택(90), 회전자(212)의 제1 축방향 단부(22)에 배열된 제1 고정부(84), 회전자(212)의 제2 축방향 단부(24)에 배열된 제2 고정부(86)를 포함하고,
    입구 통로(214)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88) 내로 연장되고, 경질상 출구 통로(216)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고, 중질상 출구 통로(218)가 제1 또는 제2 고정부(84, 86)를 통해 분리 공간(88)으로부터 연장되고,
    중질상 출구 통로(218)는 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전자(212)의 중앙부를 향해 회전자(212) 내에서 연장하는 적어도 하나의 채널(102)을 포함하고,
    입구 통로(214), 경질상 출구 통로(216) 및 중질상 출구 통로(218)의 각각은 회전자(212)와 제1 및 제2 고정부(84, 86) 각각 사이에서 기계적으로 밀폐식으로 밀봉되고,
    입구 통로(214)는 R0에서 회전축(20) 상의 중앙에서 회전자(212)에 진입하고, 중질상 출구 통로(218)는 제1 반경(R1)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 경질상 출구 통로는 제2 반경(R2)에서 회전자(212)를 빠져나가고, 여기서 R2≥R1≥R0이고, R2>R0이고(R1은 R2>R0인 경우에만 R0와 같음),
    유동 제어 시스템(210)은 경질상 도관(206) 내에 배열된 유동 제어 밸브(224), 액체 공급 혼합물 측정 디바이스(220), 및 경질상 측정 디바이스(222) 또는 중질상 측정 디바이스(223)를 포함하고,
    방법(300)은 이하의 단계:
    - 회전자(212)를 회전하는 단계(302),
    - 액체 공급 혼합물 도관(204) 및 입구 통로(214)를 통해 분리 공간(88) 내로 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계(304),
    - 분리 공간(88) 내에서 액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하는 단계(306),
    - 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계(308),
    - 경질상의 유동 또는 중질상의 유동을 측정하는 단계(310), 및
    - 액체 공급 혼합물의 유동을 측정하는 단계(308)에서 획득된 측정값 및 경질상의 유동 또는 중질상의 유동을 측정하는 단계(310)에서 획득된 측정값에 기초하여 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)를 포함하는, 방법(300).
17. 제16항에 있어서,
    - 액체 공급 혼합물의 압력을 제어하는 단계(313)를 포함하는, 방법(300).
18. 제17항에 있어서, 액체 공급 혼합물의 압력을 제어하는 단계(313)는:
    - 액체 공급 혼합물 도관(204) 내에 배열된 공급 펌프(230)를 제어하는 단계(314)를 포함하는, 방법(300).
19. 제17항에 있어서, 원심 분리 시스템(200)은 액체 공급 혼합물 용기(236)를 포함하고, 액체 공급 혼합물의 압력을 제어하는 단계(312)는:
    - 액체 공급 혼합물 용기(236) 내의 압력을 제어하는 단계(318)를 포함하는, 방법(300).
20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 원심 분리 시스템(200)은 중질상 도관(208) 내에 배열된 차단 밸브(234)를 포함하고, 방법(300)은 이하의 단계:
    - 경질상과 중질상 사이의 계면이 분리 공간(88) 내에 형성되는 동안 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 초기 분리 단계 중에 차단 밸브(234)를 폐쇄 상태로 유지하는 단계(320), 및
    - 계면이 형성되었을 때 액체 공급 혼합물의 배치를 분리하는 주 분리 단계 중에 차단 밸브(234)를 완전 개방 상태로 유지하는 단계(322)를 포함하는, 방법(300).
21. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 분리 공간(88) 내로 액체 공급 혼합물의 유동을 안내하는 단계(304)는:
    - 세포 배양 혼합물을 포함하는 액체 공급 혼합물의 유동을 분리 공간(88) 내로 안내하는 단계(324)를 포함하는, 방법(300).
22. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(312)는:
    - 액체 공급 혼합물의 유동과 경질상의 유동 또는 중질상의 유동 사이의 원하는 관계를 향해 유동 제어 밸브(224)를 제어하는 단계(326)를 포함하는, 방법(300).

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