KR20210086570A - 생물처리 시스템용 생물용기 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

생물용기 어셈블리는 생물용기 백, 지지 프레임, 및 정전용량성 충전 수준 센서를 포함한다. 생물용기 백은 저장 용적을 한정한다. 지지 프레임은 수평축에 대해 경사각으로 배치된 지지 표면을 갖는 선반을 포함한다. 정전용량성 충전 수준 센서는 지지 표면에 장착되고, 생물용기 백의 저장 용적 내의 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다.

Description

생물처리 시스템용 생물용기 어셈블리 {BIOCONTAINER ASSEMBLY FOR BIOPROCESSING SYSTEM}
관련 출원에 대한 상호 참조
이 특허출원은 미국 임시특허출원 제62/955,827호(출원일: 2019년 12월 31일, 제목: "Biocontainer Assembly for Bioprocessing System")에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
완충제 관리 시스템은 통상적으로 생물처리 적용분야에 사용하기 위한 완충제 용액이 들어있는 여러 생물용기 백을 포함한다. 기존의 완충제 관리 시스템은, 자동화 시스템으로 전송되는 액체 수준 검출을 위해 생물용기 백 내의 액체의 중량을 측정하기 위해 저울(통상적으로 로드셀(load cells))을 사용한다. 저울에 의해 검출된 무게는 변환계수를 사용하여 계산된 부피 값으로 변환된다. 그러나, 이 기술은 주어진 무게의 액체의 실제 부피가 생물용기 백 내의 액체의 비중에 따라 달라질 수 있으므로 정확한 액체 부피 검출 기능을 제공하지 못할 수 있다. 로드셀은, 특히 시스템에 여러 부피 측정 요구 사항이 포함되는 경우, 상당한 비용을 발생시킬 수 있다.
다양한 생물처리 적용분야에 사용되는 완충제 용액들의 관리를 향상시키기 위한 추가의 용액들을 제공하는 것이 당해 기술분야에서 계속 요구되고 있다.
이해되는 바와 같이, 이 배경 설명은 독자를 돕기 위해 발명자들에 의해 작성되었으며, 명시된 문제들 중 어느 것이든 그 자체로 당해 기술분야에서 이해되었다는 표시로 간주되어서는 안된다. 설명된 원리들은 일부 측면들 및 구현예들에서 다른 시스템에 내재된 문제들을 완화할 수 있지만, 이해되는 바와 같이, 보호되는 혁신의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 것이지, 본 명세서에서 언급된 임의의 특정 문제를 해결하는 임의의 개시된 특징의 능력에 의해 한정되는 것은 아니다.
일 측면에 있어서, 본 개시는 생물처리 시스템을 위한 완충제 관리 시스템에 사용되는 생물용기 어셈블리의 구현예들에 관한 것이다. 구현예에서, 생물용기 어셈블리는 완충제 관리 시스템에서 사용하기 위한 일 부피(a volume)의 액체 완충제 용액을 저장하는 데 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 생물용기 어셈블리는 생물용기 백, 선반, 및 정전용량성 충전 수준 센서를 포함한다. 생물용기 백은 저장 용적을 한정한다. 선반에는 생물용기 백을 지지하도록 구성된 지지 표면을 갖는다. 지지 표면은 수평축에 대해 경사각을 형성하도록 배치된다. 정전용량성 충전 수준 센서는 지지 표면에 장착된다. 정전용량성 충전 수준 센서는 생물용기 백의 저장 용적 내 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다.
다른 구현예에서, 생물용기 어셈블리는 프레임 구조체, 경사진 지지 부재, 및 정전용량성 충전 수준 센서를 포함한다. 프레임 구조체는 복수의 직립부(uprights)를 포함한다. 경사진 지지 부재는 그 안에 내부 저장 용적을 한정하는 생물용기 백을 지지하도록 구성된 평평한 지지 표면을 포함한다. 경사진 지지 부재는, 지지 표면이 수평축에 대해 경사각으로 배치되도록 프레임 구조체의 직립부에 장착되어, 그에 따라, 생물용기 백은, 지지 표면에 놓여 있을 때, 수평축에 대해 경사진 저장 위치에 있다. 정전용량성 충전 수준 센서는 경사진 지지 부재에 장착되어, 생물용기 백이 최소 충전 부피 및 최대 충전 부피의 부피 범위에 걸쳐 경사진 저장 위치에 있을 때, 정전용량성 충전 수준 센서가 생물용기 백 내에 배치된 재료의 부피를 검출하도록 배치된다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 생물용기 어셈블리를 사용하는 방법의 구현예에 관한 것이다. 일 구현예에서, 생물용기 어셈블리를 사용하는 방법은 선반의 지지 표면 상에 생물용기 백을 배치하는 단계를 포함한다. 생물용기 백은 저장 용적을 한정하고, 선반의 지지 표면은 수평축에 대해 경사각으로 배치된다. 정전용량성 충전 수준 센서를 사용하여, 생물용기 백의 저장 용적 내에 있는 재료의 양을 검출한다. 충전 수준 신호는 정전용량성 충전 수준 센서에서 제어기로 전송된다. 충전 수준 신호는 생물용기 백의 저장 용적 내에서 검출되는 재료의 양을 나타낸다.
개시된 원리의 추가 및 대안적인 측면 및 특징은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 이해될 것이다. 이해되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 생물용기 어셈블리 및 완충제 관리 시스템은 다른 및 상이한 구현예들에서 수행될 수 있고, 다양한 측면들로 변형될 수 있다. 따라서, 이해되는 바와 같이, 앞에서 언급된 통상적인 설명과 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적일 뿐이며, 첨부된 청구항의 범위를 제한하지 않는다.
도 1은 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예를 포함하는 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예의 투시도(perspective view)이다.
도 2는 도 1의 완충제 관리 시스템의 상부 투시도로서, 설명을 위해 복수의 생물용기 백이 생략되었다.
도 3은 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예에서 사용하기에 적합한 생물용기 백의 구현예의 평면도이다.
도 4는 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예에서 사용하기 위한 경사진 지지 부재 및 정전용량성 충전 수준 센서의 개략적인 상부 평면도이다.
도 5는 도 4의 경사진 지지 부재 및 정전용량성 충전 수준 센서의 측면 입면도이다.
도 6은 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예에서 사용하기 위한 경사진 지지 부재 및 복수의 충전 수준 센서들의 개략적인 상부 평면도이다.
도 7은 본 개시의 원리에 따른 완충제 관리 시스템에서 사용하기에 적합한 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 백 충전 수준 어셈블리의 구현예의 상단부 투시도이다.
도 8은 도 7의 생물용기 백 충전 수준 어셈블리의 하부 사시도이다.
도 9는 도 7의 생물용기 백 충전 수준 어셈블리의 종단면도이다.
도 10은 도 7의 생물용기 백 충전 수준 어셈블리의 투시 분해도이다.
도 11은 도 7의 생물용기 백 충전 수준 어셈블리의 그 바닥으로부터의 또 다른 투시 분해도이다.
도 12는 본 개시의 원리에 따라 구성된 복수의 백 충전 수준 어셈블리를 포함하는 생물용기 어셈블리의 일련의 종단면도로서, 생물용기 어셈블리의 각각의 생물용기 백에서 완충제 용액의 다양한 충전 위치를 도시한다.
이해되어야 하는 바와 같이, 도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니며, 개시된 구현예들은 도식적으로 그리고 부분적으로 도시되었다. 특정한 경우에, 본 개시의 이해에 필요하지 않거나, 다른 세부 사항을 이해하기 어렵게 만드는 세부 사항은 생략될 수 있다. 이해되어야하는 바와 같이, 본 개시는 본 명세서에 예시된 특정 구현예로 제한되지 않는다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 생물처리 시스템에 대한 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예와 함께 사용되도록 적합화된다. 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 완충제 관리 시스템과 함께 사용될 수 있으며, 완충제 관리 시스템은 각각 일정 부피의 액체 완충제 용액을 그 안에 저장하는 복수의 생물용기 백을 포함한다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 바이오제약(biopharmaceutical) 환경에서 사용될 수 있지만, 공정 스테이션에 대한 계량을 위한 상이한 유체, 용액, 시약, 및/또는 화학 물질이 저장되는 다른 산업 적용분야에서 사용될 수 있다. 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 다운스트림 공정 적용분야에서 사용하기 위해 그 안에 저장된 재료의 양을 모니터링하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 주어진 적용분야에서 충전 수준 측정 및 모니터링을 달성하기 위해 상대적으로 컴팩트한(compact) 용액으로 이루어진다. 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 효율적인 형태로 적층된 다중 생물용기 백을 포함할 수 있다(특히 유사한 부피의 액체를 저장하도록 구성된 종래의 워크스테이션에 비해). 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예는 저울 장비를 사용하는 기존 시스템의 대체물로 사용될 수 있다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예에서, 생물용기 어셈블리는 생물용기 백, 경사진 지지 부재, 및 정전용량성 충전 수준 센서 형태의 전자식 충전 수준 센서를 포함할 수 있다. 생물용기 백은 저장 용적을 정의한다. 경사진 지지 부재는 수평축에 대해 경사진 저장 위치에서 생물용기 백을 지지하도록 구성된 지지 표면을 포함한다. 정전용량성 충전 수준 센서는 경사진 지지 부재에 장착되어, 생물용기 백이 최소 충전 부피 및 최대 충전 부피 사이의 액체 부피 범위에 걸쳐 경사진 저장 위치에 있을 때, 정전용량성 충전 수준 센서가 생물용기 백 내에 배치된 액체의 부피를 검출하도록 위치하도록 한다. 정전용량성 충전 수준 센서는 생물용기 백의 저장 용적 내 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다. 구현예에서, 정전용량성 충전 수준 센서는 스트립 센서(strip sensor)를 포함하고, 스트립 센서는 미리 결정된 길이에 걸쳐서 스트립을 따라 충전 수준들을 검출하도록 구성된다.
이제 도면들을 살펴보면, 도 1에서는 본 개시의 원리에 따라 구성된 복수의 생물용기 어셈블리들(25)을 포함하는 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)의 구현예를 보여준다. 구현예에서, 완충제 관리 시스템(20)은 본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리(25)의 적어도 하나의 구현예를 포함할 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 도시된 구현예에서, 완충제 관리 시스템(20)은 농축된 완충제 용액의 공급물을 보유하도록 구성된 농축된 완충제 래크 타워들(26, 27)의 형태로 본 개시의 원리에 따라 구성된 한 쌍의 생물용기 어셈블리, 생물처리 적용분야에서 사용하기 위한 복수의 희석된 완충제 용액들을 생성하도록 구성된 인라인 희석 스키드(30), 및 희석된 완충제 용액들의 공급물을 보유하도록 구성된 희석된 완충제 래크 타워들(rack towers)(28, 29)의 형태로 본 개시의 원리에 따라 구성된 한 쌍의 생물용기 어셈블리를 포함한다. 다른 구현예에서, 완충제 관리 시스템(20)은 농축된 완충제 용액들 및/또는 희석된 완충제 용액들의 공급물을 보유하도록 사용되는 상이한 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 구현예에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)은 농축된 완충제로 충전된 하나 이상의 탱크를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 타워를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)은 희석된 완충제로 충전된 하나 이상의 탱크를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 타워를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 완충제 관리 시스템(20)의 래크 타워들(26, 27, 28, 29)은 유사하게 구성된다. 따라서, 이해되는 바와 같이, 하나의 래크 타워(26, 27, 28, 29)에 대한 설명은 다른 래크 타워들(26, 27, 28, 29) 각각에도 적용될 수 있다. 래크 타워들(26, 27, 28, 29) 형태의 예시된 생물용기 어셈블리들 각각은, 본 개시의 원리에 따라 구성된 트롤리(32), 프레임 구조체(34), 및 복수의 백 충전 수준 어셈블리들(35)을 포함한다. 프레임 구조체(34)는 트롤리(32)에 연결되고, 복수의 백 충전 수준 어셈블리들(35)을 지지하도록 구성된다.
트롤리(32)는 기부(base)(40) 및 기부(40)에 회전가능하게 부착된 복수의 바퀴들(41)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 기부(40)는 직사각형이고, 기부(40)의 각각의 코너에 회전가능하게 부착된 바퀴들(41)이 있다. 구현예에서, 기부(40)는 실질적으로 정사각형 형상일 수 있다. 트롤리(32)의 기부(40)는 프레임 구조체(34)의 바닥부(43)에 장착된다.
도 2를 참조하면, 각각의 래크 타워(26, 27, 28, 29)의 프레임 구조체(34)는 트롤리(32)에 연결되고 서로 이격된 관계에 있는 복수의 직립부(45)를 포함함으로써, 직립부들(45)이 복수의 백 충전 수준 어셈블리들(35)을 서로 수직 적층 관계로 지지할 수 있도록 한다. 예시된 구현예에서, 각각의 래크 타워(26, 27, 28, 29)는 적층된 관계로 4개의 백 충전 수준 어셈블리들(35)을 지지하도록 구성된다. 다른 구현예에서, 래크 타워(26, 27, 28, 29)는 단일 백 충전 수준 어셈블리(35)를 포함하는, 상이한 개수의 백 충전 수준 어셈블리들(35)을 지지하도록 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 각각의 백 충전 수준 어셈블리(35)가 유사하게 구성된다. 따라서, 이해되는 바와 같이, 하나의 백 충전 수준 어셈블리(35)에 대한 설명은 다른 백 충전 수준 어셈블리들(35) 각각에도 적용될 수 있다. 각각의 백 충전 수준 어셈블리(35)는 다양한 래크 타워들(26, 27, 28, 29) 중 하나(도 2 참조)의 프레임 구조체(34)에 장착된 경사진 선반의 형태인 지지 부재(50), 정전용량성 충전 수준 센서 형태의 전자식 충전 수준 센서(52)(도 4 및 5 참조), 및 생물용기 백(55)(또한, 도 3 참조)을 포함한다. 구현예에서, 각각의 선반(50)은 적어도 하나의 전자식 충전 수준 센서와 결부되어 있다. 구현예에서, 각각의 선반(50)은 미리 결정된 크기의 생물용기 백(55)을 지지하도록 구성된다.
도 2, 4 및 5를 참조하면, 구현예에서, 경사진 지지 부재(50)는 수평축(HA)에 대해 경사진 저장 위치에서 생물용기 백(55)을 지지하도록 구성된 지지 표면(57)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 각각의 래크 타워(26, 27, 28, 29)의 프레임 구조체(34)는 일련의 경사진 선반들(50)을 포함하며, 각각은 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)으로 경사져있다(도 5 참조). 각각의 백 충전 수준 어셈블리(35)의 선반(50)은, 각각의선반(50)의 지지 표면(57)이 수평축(HA)에 대해 경사각으로 배치되도록 직립부(45)에 장착된다.
각각의 선반(50)의 하단부(71)는 프레임 구조체(34)의 전방 단부(72)에 배치된다. 각각의 선반(50)의 상단부(74)는 프레임 구조체(34)의 후방 단부(75)에 배치되며, 이는 프레임 구조체(34)의 전방 단부(72)에 대해 대향 관계에 있다. 각각의 선반(50)의 하단부(71)는 각각의 래크 타워(26, 27, 28, 29)에 설치될 때 동일한 선반(50)의 상단부(74) 아래에 수직으로 배치된다.
도 3을 참조하면, 구현예에서, 생물용기 백(55)은 의도된 적용분야에 사용하기 위해 미리 결정된 부피의 재료를 저장하도록 구성된 임의의 적합한 용기를 포함한다. 구현예에서, 생물용기 백(55)은 당해 기술분야에서 이해되는 바와 같이, "2D"(또는, "2차원") 생물용기 백을 포함하며, 여기서 생물용기 백(55)의 폭(W) 및 길이(L)는 액체의 충전 수준이 생물용기 백(55) 위로 이동하여 충전 수준 센서(52)에 의해 검출되는 방식을 결정한다. 구현예에서, 생물용기 백(55)의 형상은 그 안에 저장된 액체의 부피 변화에 대한 반응(response)으로 충전 수준이 변경되는 속도를 조정하기 위해 변경될 수 있다. 구현예에서, 생물용기 백(55)은, 예를 들어, AllegroTM 2D 생물용기 백이라는 브랜드 명으로 뉴욕 주 포트 워싱턴의 Pall Corporation에서 입수할 수 있는 것과 같은 상업적으로 입수가능한 적합한 일회용 생물용기 백을 포함한다.
도 3 및 9를 참조하면, 구현예에서, 생물용기 백(55)은 함께 연결된 적어도 한 쌍의 유연성 패널들(81, 82)을 포함할 수 있다. 유연성 패널들(81, 82)은 함께 협력하여, 미리 결정된 부피의 재료(예를 들어, 100 리터)를 보유하도록 구성된 내부 저장 용적(84)(도 9 및 12 참조)을, 적어도 부분적으로 한정한다. 구현예에서, 생물용기 백(55)은, 예를 들어, 100 리터와 같은 미리 결정된 크기의 저장 용적(84)을 그 안에 한정할 수 있다. 다른 구현예에서, 저장 용적(84)은 상이한 크기일 수 있다.
예시된 구현예에서, 생물용기 백(55)은 유연성 필름 재료로 만들어진 2D 생물용기 백을 포함한다. 구현예에서, 각각의 패널(81, 82)은 적합한 플라스틱 재료로 만들어진다. 예를 들어, 구현예에서, 각각의 패널(81, 82)은, 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머(EvOH) 가스 차단 내부 필름과 함께, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 유체 접촉 및 외부 필름을 사용하여 제조된다. 구현예들에서, 생물용기 백(55)은 다음 중 적어도 하나의 요건을 충족하는 재료로 제조될 수 있다: 전신 독성, 조직 자극, 및 이식에 대한 생체 적합성에 대한 생물용기 추출물의 효과를 표적-모니터링하는 Class VI-50 ℃ 플라스틱에 대한, USP <88> 생체내 생물학적 반응성 시험; 플라스틱에 대한 USP <87> 생물학적 반응성 시험(시험관 내)(세포 독성); 섹션 4(용혈), 섹션 5(세포 독성), 섹션 6(이식 시험), 섹션 10(자극 및 과민성 시험), 및 섹션 11(급성 전신 독성)에서 ISO 10993 의료 기기의 생물학적 평가(섹션 8.2.2: ISO 10993 의료 기기의 생물학적 평가).
도 3을 참조하면, 구현예에서, 생물용기 백(55)은 저장 용적(84)과 유체연통하는 적어도 하나의 포트(85)를 한정한다. 구현예에서, 생물용기 백(55)은, 생물용기 백(55)의 내부 저장 용적(84) 내에 재료를 수용하거나 및/또는 생물용기 백(55)로부터 재료를 배출하도록 구성된 커넥터 단부들을 갖는 2개 이상의 포트들(85, 86) 및 튜브(88)(도 1 참조)를 포함할 수 있다. 구현예에서, 생물용기 백(55)은 샘플링 포트로 사용하도록 구성된 적어도 하나의 다른 포트를 포함한다.
도 4 및 5를 참조하면, 경사진 지지 부재(50)의 지지 표면(57)은 수평축(HA)에 대해 경사진 저장 위치에서 생물용기 백(55)을 지지하도록 구성된다(예를 들어, 도 1 참조). 충전 수준 센서(52)는 지지 부재(50)의 지지 표면(57)에 직접 장착되는 것으로 도시되어 있다. 본 개시의 원리에 따른 생물용기 어셈블리의 구현예에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 충전 수준 센서(52)가, 지지 부재(50)에 의해 지지되는 생물용기 백(55) 내에 저장된 재료의 부피를 감지할 수 있도록 하는 임의의 적합한 방식으로지지 부재(50)에 장착된다. 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 경사진 지지 부재(50)에 장착됨으로써, 정전용량성 충전 수준 센서(52)가 생물용기 백(55) 내에 배치된 재료의 부피를 검출하도록 배치되며, 이 때, 생물용기 백(55)은 미리 결정된 최소 충전 부피와 미리 결정된 최대 충전 부피 사이의 부피 범위에 걸쳐 경사진 저장 위치에 있다.
도 5 및 9를 참조하면, 지지 부재(50)의 지지 표면(57)은 통상적으로 평면이고 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)으로 배치된다. 예시된 구현예에서, 경사각(θ)은 25도이다. 구현예에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 생물용기 어셈블리(25)의 지지 부재(50)의 경사각(θ)은 변할 수 있다. 구현예에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 생물용기 어셈블리(25)의 지지 부재(50)의 지지 표면(57)은 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)으로 배치될 수 있으며, 이 때, 경사각(θ)은 5도 내지 45도의 범위, 다른 구현예에서 10도 내지 40도의 범위, 또 다른 구현예에서는 15도 내지 35도의 범위, 및 또 다른 구현예에서는 20도 내지 30도의 범위에 있다. 구현예에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 생물용기 어셈블리(25)의 지지 부재(50)의 지지 표면(57)은 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)으로 배치될 수 있으며, 이때, 경사각(θ)은 20도 내지 28도의 범위, 또 다른 구현예에서는 22도 내지 30도의 범위에 있다. 구현예에서, 지지 부재(50)는, 예를 들어, 적합한 플라스틱 또는 금속과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다.
통상의 기술자는 경사각(θ)이 생물용기 어셈블리(25)가 사용되도록 의도된 적용분야의 구체적 파라미터들에 따라 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 모니터링되기를 원하는 백(55) 내의 재료의 부피의 범위가 생물용기 어셈블리에서 사용되는 생물용기 백(55)의 최대 충전 부피보다 작은 적용분야에서, 얕은 각도(shallow angle)가 사용될 수 있다. 충전 수준 센서 스트립(52)의 분해능이 향상되거나 및/또는 부피의 더 작은 변화를 모니터링하는 것이 바람직한 구현들에서, 더 가파른 경사각이 사용될 수 있다.
구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는, 충전 수준 센서에 의해 검출된 바와 같이, 생물용기 백(55)의 저장 용적(84) 내의 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다. 구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 생물용기 백(55)의 저장 용적(84) 내에 배치된 유체 매질의 또는 고체의 충전 수준을 측정하는 데 사용될 수 있다. 구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 Balluff Ltd.로부터 입수가능한 것과 같은 적합한 상업적으로 입수가능한 스트립 센서(strip sensor)일 수 있으며, 이것은, 예를 들어 850 mm와 같은, 미리 결정된 길이에 걸쳐 스트립을 따라 충전 수준들을 검출할 수 있다. 충전 수준들을 측정하기 위한 정전용량성 충전 수준 센서(52)의 경우, 용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55) 내에 저장된 재료의 검출 근접 거리 내에 있는 것에 대한 반응(response)으로 측정 임피던스를 발현(develop)하도록 구성될 수 있으며, 측정 임피던스의 정전용량성 성분을 포함하는, 측정 임피던스의 옴 성분은, 생물용기 백(55)의 저장 용적(84) 내의 재료의 충전 수준에 대한 측정치를 반영하며, 충전 수준 신호를 생성하는 데 사용될 수 있다.
충전 수준 어셈블리의 구성요소들의 조합 및 구성은, 생물용기 부피 및/또는 생물처리 적용분야 요구사항들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서,지지 부재(50)는 복수의 생물용기 백들(55)을 지지하도록 구성될 수 있으며, 각각의 이러한 생물용기 백(55)은 지지 부재(50)에 장착된 각각의 전자식 충전 수준 센서(52)와 결부된다. 이러한 구현예들 중 적어도 일부에서, 다수의 더 좁은 백들(55)이 지지 부재(50) 상에 나란히 장착될 수 있으며, 이들 각각은, 서로 다른 더 작은 부피들과 관련하여, 동일한 길이 L을 갖되 서로 다른 폭 W'를 가질 수 있다. 이러한 생물용기 백들(55)의 각각은, 각각의 충전 수준 센서(52)(예를 들어, 충전 수준 센서 스트립 또는 다수의 센서 포인트들)와 결부될 수 있다.
도 6을 참조하면, 다른 구현예들에서, 생물용기 어셈블리는, 예를 들어, 도 6에 도시된 것과 같은, 매트릭스 형태로 배열되고 원하는 제어 시퀀스에 해당하는 이산된 위치들(discrete positions)에 위치된 다수의 충전 수준 센서들(161, 162, 163, 164, 165)을 포함하는 충전 수준 센서(152)를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 다수의 충전 수준 센서들(161, 162, 163, 164, 165)은, 완충제 용액들을 관리하는 데 사용될 수 있는 생물용기 백(55) 내의 액체의 특정 부피(예를 들어, 최대 충전 위치, 최소 충전 위치, 및 작동 충전 수준들)를 나타내는 충전 수준 신호를 제공하는 온-오프 유형 센서들로서 작동할 수 있다.
도 6을 참조하면, 충전 수준 센서(152)는, 서로 이격된 관계로 배열된 복수의 충전 수준 센서들(161, 162, 163, 164, 165)을 포함한다. 제1 충전 수준 센서(161)는 미리 결정된 최대 충전 부피에 대응하는 제1 위치에 배치되며, 제2 충전 수준 센서(165)는 미리 결정된 최소 충전 부피에 대응하는 제2 위치에 배치된다. 예시된 구현예에서, 중간 충전 수준 센서들(162, 163, 164)은, 중간 충전 부피들에서의 추가 감지를 제공하기 위해, 제1 충전 수준 센서(161)와 제2 충전 수준 센서(165) 사이에 제공된다. 충전 수준 센서(161, 162, 163, 164, 165)는, 선반(150)을 따라 후방 단부(174)로부터 전방 단부(171)까지 종방향으로 이어지는 선형 배열로 배치된다. 다른 구현예들에서, 충전 수준 센서들(161, 162, 163, 164, 165)는 서로에 대해 이와 다른 배열을 가질 수 있다. 다른 구현예들에서, 생물용기 어셈블리는 다른 유형의 충전 수준 센서를 포함한다.
도 7 내지 11을 참조하면, 생물용기 어셈블리(25)의 백 충전 수준 어셈블리(35)는, 상부 지지 패널(90) 상에 2D 생물용기 백(55)을 지지하고 전자식 충전 수준 센서(52)를 그 안에 수용하여 그에 따라 이것이 상부 지지 패널(90)의 밑바닥(91)에 매우 근접하게 되도록(도 9 내지 11 참조) 구성된 선반(50)을 포함한다.
도 9를 참조하면, 예시된 구현예에서, 지지 부재(50)는, 선반(50)의 전방 하단부(71)에 장착된 백 크레이들(bag cradle)(92)을 포함한다. 백 크레이들(92)은 경사진 지지 표면(93)을 포함하는데, 경사진 지지 표면(93)은, 특히 도 9에 도시된 바와 같이 생물용기 백(55)이 액체로 채워질 때, 백(55)을 지지하고 그것을 선반(50) 상의 제자리에 유지하는 것을 돕기 위해, 생물용기 백(55)의 하단부(94)를 그 안에 수용하도록 구성된다.
도 9를 참조하면, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 선반(50)의 밑바닥 표면(91)에 장착되도록 구성된다. 밑바닥(91)으로부터 상부 지지 패널(90) 상에 놓인 백 패널(82)까지의 선반(50)의 두께는, 명목상 2 mm와 같이, 비교적 얇을 수 있으며, 그에 따라, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55) 내에 저장된 재료를 검출하도록 효과적으로 작동할 수 있게 된다. 구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는, 미리 결정된 최소 충전 수준과 미리 결정된 최대 충전 수준 사이에서 측정되기를 원하는 재료의 부피 범위 및 백 형상에 상응할 수 있는 그것의 길이를 따라, 최대 판독 범위를 갖는다.
도 9 내지 11을 참조하면, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 상부 선반 가장자리(74)로부터 하부 선반 가장자리(71)까지의 중앙에 배치된 자체 접착성 테이프(self-adhesive tape)로, 상부 지지 패널(90)의 밑바닥(91)에 장착되며, 그에 따라, 센서(52)는 상부 지지 패널(90)의 밑바닥 표면(91)과 매우 근접하게 된다. 예시된 구현예에서, 지지 패널(90)의 밑바닥(91)은 정전용량성 충전 수준 센서가 그 안에 배치될 수 있는 오목부(recess)(95)를 한정한다. 오목부(95) 내에 정전용량성 충전 수준 센서(52)를 둘러싸는 커버 플레이트(97)가 제공되어, 센서(52)에 대한 향상된 보호를 제공하고 깔끔한 외관을 제공할 수 있다. 커버 플레이트(97)는, 커버 플레이트(97)가 오목부(95) 위에(over) 있게 되도록, 선반(50)의 밑바닥(91)에 장착되도록 구성된다.
구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 스트립 유형 측정 전극, 스트립 유형 상대 전극 및 스트립 유형 차폐 전극을 갖는 전극 유닛을 포함한다. 구현예에서, 차폐 전극은 측정 전극을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 미리 정의된 주파수 및 진폭을 갖는 제1 AC 전압 공급원이 제공되고, 차폐 전극이, 차폐 전극과 측정 전극 사이에 형성된 차폐 축전기가 차폐 전극의 길이에 비례하는 차폐 정전용량(shielding capacitance)을 갖도록 제1 AC 전압 공급원에 연결된다. 동등한 주파수와 미리 정의된 제2 진폭의 제2 AC 전압 공급원이 제공된다. 제2 진폭은 제1 진폭과 반대 위상을 가지며, 이때, 여기에 AC 전압 공급원 및 상대 전극이 연결됨으로써, 상대 전극과 측정 전극 사이에 형성되는 측정 축전기는, 충전 수준에 비례하는 측정 정전용량을 갖는다. 측정 전극에 존재하는 측정 전극 전압은 충전 수준을 측정하는 데 사용된다. 구현예에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 "정전용량성 충전 수준 센서"라는 제목의 미국 특허출원 공개 번호 US2016/0047683에 개시된 센서들과 다른 관점에서 유사할 수 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55) 내의 매질의 충전 수준을 측정하도록 구성된다. 예시된 구현예에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 액체 완충제 용액이 용기 백(55)을 채워감에 따라(액체에 대한 중력의 작용에 의해 하단부(94)로부터 상단부를 향해 채워감), 저장 용적(84) 내에 배치된 액체 완충제 용액을 검출하도록 구성된다.
도 12를 참조하면, 각각의 충전 수준 어셈블리(35)의 충전 수준 센서(52)에 의해 검출된 액체 수준은, 충전 수준 신호를 통해, 자동화 시스템의 제어기(100)(예를 들어, 적합한 프로그램가능한 로직 제어기(PLC))로 피드백될 수 있으며, 그에 따라, 피드백 루프를 형성하게 된다. 이 루프는, 예를 들어, 다양한 기능들을 위해 생물용기 백 내로의 펌프 액체 흐름을 제어하는 것과 같은, 통상의 기술자에 의해 이해되는 다양한 완충제 관리 기능들에 사용될 수 있다.
생물용기 어셈블리(25)의 각각의 백 충전 수준 어셈블리(35)는, 각각의 생물용기 백(55) 내에 함유된 재료의 수준을 자동으로 측정하는 데 사용될 수 있다. 각각의 생물용기 백(55)은, 경사진 저장 위치(예를 들어, 수평축 HA에 대해 25 도의 경사각(θ)에서 선반들(55) 중 각각의 하나에 배치될 수 있고, 백(55)의 상부 가장자리에서 후크(hooks)에 의해 매달릴 수 있다. 액체가 각각의 백(55) 내로 도입됨에 따라, 액체는 생물용기 백(55)의 유연성 패널들을 변위(displace)시키며, 그에 따라, 백(55)이 선반(50)의 지지 표면(57) 위로 연장되도록 하며, 이에 의해, 생물용기 백(55) 내에 배치된 액체와, 특정 선반(50)과 결부된 정전용량성 충전 수준 센서(52) 사이의 근접성(close proximity)을 촉진하게 된다.
도 12를 참조하면, 생물용기 어셈블리(25)는, 예를 들어 크로마토그래피 적용분야 또는 접선 흐름 여과(tangential flow filtration: TFF) 적용분야와 같은, 생물처리 적용분야의 일부로서 어셈블리(25)의 각각의 생물용기 백(55) 내의 액체의 수준을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어기(100)는 생물용기 어셈블리(25)의 정전용량성 충전 수준 센서들(52)의 각각과 작동가능하게 배열되어, 그로부터 각각의 충전 수준 신호를 수신한다. 제어기(100)는, 각각의 백(55)과 각각 연관된 정전용량성 충전 수준 센서(52)로부터 수신된 충전 수준 신호에 기초하여, 생물용기 백(55)의 저장 용적(84) 내의 재료의 양에 대한 부피 관리 작업을 제어하도록 구성된다.
구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 생물용기 어셈블리들(25, 26, 27, 28)의 각각의 정전용량성 액체 수준 센서(52)로부터 수신된 충전 수준 신호를 사용하여, 각각의 백(55) 내에 저장된 액체의 부피를 모니터링하고, 이 데이터를 각각의 충전 수준 신호를 통해 제어기(100)에 전송하여, 실시간 피드백을 얻도록 구성된다. 충전 수준 신호들의 모니터링은 다양한 작동 모드들을 위해 완충제 관리 시스템(20)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 생물용기 어셈블리들(26, 27, 28, 29)의 각각의 백 충전 수준 어셈블리(35)로부터의 충전 수준 신호는 충전 시퀀스 동안 모니터링되어, 각각의 생물용기 백(55)이, 생물처리 적용을 시작하기 전에, 그 안에 원하는 부피의 완충제 용액을 함유하도록 보장할 수 있다. 구현예들에서, 제어기(100)는, 각각의 생물용기 백 내의 완충제 용액 수준이 허용가능한 부피 범위 내에 있는지를, 개별적인 충전 수준 신호들에 기초하여 결정하도록, 그리고, 생물용기 백(55) 내에서 검출된 충전 수준이 미리 결정된 문턱치 아래로 떨어지는 경우, 생물용기 백(55)을 추가 완충제 용액으로 채우도록, 구성될 수 있다. 구현예들에서, 제어기(100)는, 완충제의 안정한 흐름을, 작업(예를 들어, 크로마토그래피 적용분야 또는 접선 흐름 여과(TFF) 적용분야)의 공정 유닛에 전달하기 위해, 순차적으로 서지 탱크들을, 충전 수준 어셈블리들(35)로부터 수신된 충전 수준 신호들에 기초하여 제어하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 생물용기 어셈블리의 구현예들은 앞에서 설명된 바와 같은 완충제 용액을 관리하는 방법을 수행하는 데 사용될 수 있다. 구현예들에서, 본 개시의 원리를 따르는 생물용기 어셈블리를 사용하는 방법은, 본 명세서에 논의된 원리에 따른 생물용기 어셈블리의 임의의 구현예와 함께 사용될 수 있다.
구현예들에서, 생물용기 어셈블리를 사용하는 방법은 선반의 지지 표면 상에 생물용기 백을 배치하는 단계를 포함한다. 생물용기 백은 저장 용적을 한정하고, 선반의 지지 표면은 수평축에 대해 경사각으로 배치된다. 정전용량성 충전 수준 센서를 사용하여 생물용기 백의 저장 용적 내에 있는 재료의 양을 검출한다. 충전 수준 신호는 정전용량성 충전 수준 센서로부터 제어기로 전송된다. 충전 수준 신호는 생물용기 백의 저장 용적 내에서 검출된 재료의 양을 나타낸다. 구현예들에서, 생물용기 백의 저장 용적 내의 재료의 양에 대한 부피 관리 작업은, 정전용량성 충전 수준 센서로부터 수신된 충전 수준 신호에 기초하여, 제어기를 사용하여 수행된다.
본 명세서에서 인용된 간행물, 특허출원, 및 특허를 포함한 모든 참고 문헌은, 각각의 참고 문헌이 인용에 의해 본 명세서에 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 명시적으로 표시되고 그 전체가 본 명세서에 기재된 것과 동일한 정도로, 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 다음 청구항들의 문맥에서) 단수 용어 및 유사한 지시어의 사용은, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥 상 명백히 모순되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "포함하는(including)", 및 "함유하는(containing)"은, 달리 표시되지 않는 한, 개방형 용어로(즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하는 것으로) 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값의 범위를 인용하는 것은, 본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 단지 그 범위 내에 있는 각각의 개별적인 값을 개별적으로 언급하는 것을 나타내는 간략한 표현인 것으로 의도되며, 각각의 개별적인 값은, 마치 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것인 양, 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에서 설명된 모든 방법들은, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥 상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 모든 예, 또는 예시적인 표현(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것이며, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서의 어떤 표현도, 청구되지 않은 임의의 요소가 본 발명의 실행에 필수적이라고 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하여 본 발명의 바람직한 구현예들이 본 명세서에 기술되어 있다. 이러한 바람직한 구현예들의 변형은 앞에 기술된 상세한 설명을 읽을 때 통상의 기술자에게 명백할 수 있다. 본 발명자들은 통상의 기술자가, 적절한 경우, 이러한 변형을 사용할 것으로 기대하며, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에서 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용가능한 법률에 의해 허용되는 바와 같이 본 명세서에 첨부된 청구범위에 인용된 주제의 모든 변형예 및 균등물을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변형예에서 앞에서 기술된 요소들의 임의의 조합은, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 한, 본 발명에 포함된다.

Claims (20)

  1. 저장 용적을 한정하는 생물용기 백(biocontainer bag);
    선반(shelf)으로서, 상기 선반은 상기 생물용기 백을 지지하도록 구성된 지지 표면을 갖고, 상기 지지 표면은 수평축에 대해 경사각(oblique angle)을 형성하도록 배치된, 선반; 및
    정전용량성 충전 수준 센서(capacitive fill level sensor)로서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 지지 표면에 장착되고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 생물용기 백의 저장 용적 내 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된, 정전용량성 충전 수준 센서;를 포함하는
    생물용기 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 선반에 장착되되, 그에 따라, 미리 결정된 최소 충전 부피와 미리 결정된 최대 충전 부피 사이의 부피 범위에 걸쳐서, 상기 생물용기 백이 상기 선반의 상기 지지 표면 상의 경사진 저장 위치에 있을 때, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 생물용기 백의 저장 용적 내에 배치된 재료의 부피를 검출하도록 위치된, 생물용기 어셈블리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 스트립 센서(strip sensor)를 포함하고, 상기 스트립 센서는 미리 결정된 길이에 걸쳐서 상기 스트립을 따라 충전 수준들을 검출하도록 구성된, 생물용기 어셈블리.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는, 서로 이격된 관계로 배열된 복수의 충전 수준 센서들, 상기 미리 결정된 최대 충전 부피에 대응하는 제1 위치에 배치되는 제1 충전 수준 센서, 및 상기 미리 결정된 최소 충전 부피에 대응하는 제2 위치에 배치되는 제2 충전 수준 센서를 포함하는, 생물용기 어셈블리.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 표면이 배치되는 상기 경사각은 5도 내지 45도의 범위인, 생물용기 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 지지 표면이 배치되는 상기 경사각은 15도 내지 35도의 범위인, 생물용기 어셈블리.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선반은 상단부 및 하단부를 포함하고, 상기 하단부는 수직으로 상기 상단부의 아래에 배치되고, 상기 선반은 상기 하단부에 장착된 백 크레이들(bag cradle)을 포함하며, 상기 백 크레이들은, 상기 생물용기 백의 하단부를 그 안에 수용하도록 구성된 경사진(angled) 지지 표면을 포함하는, 생물용기 어셈블리.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선반은 밑바닥 표면(underside surface)을 포함하고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 미리 결정된 길이에 걸쳐서 상기 스트립을 따라 충전 수준들을 검출하도록 구성된 스트립 센서를 포함하고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 밑바닥 표면에 장착된, 생물용기 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 선반의 상기 밑바닥 표면은 오목부(recess)를 한정하고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 오목부 내에 배치되고, 상기 선반은 커버 플레이트(cover plate)를 포함하며, 상기 커버 플레이트는, 상기 커버 플레이트가 상기 오목부 위에(over) 있도록, 상기 선반의 밑바닥에 장착된, 생물용기 어셈블리.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물용기 백은 한 쌍의 유연성 패널들을 포함하고, 상기 유연성 패널들은 함께 연결되고, 상기 유연성 패널들은 함께 협력하여 상기 저장 용적을 적어도 부분적으로 한정하고, 상기 생물용기 백은 포트를 한정하며, 상기 포트는 상기 저장 용적과 유체연통하는, 생물용기 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 생물용기 백의 상기 유연성 패널들은 플라스틱으로 만들어진, 생물용기 어셈블리.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물용기 어셈블리는: 제어기로서, 상기 제어기는 상기 정전용량성 충전 수준 센서와 작동가능하게 배열되어 상기 정전용량성 충전 수준 센서로부터 상기 충전 수준 신호를 수신하고, 상기 제어기는, 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내의 재료의 양에 대한 부피 관리 작업을, 상기 정전용량성 충전 수준 센서로부터 수신된 상기 충전 수준 신호에 기초하여 제어하도록 구성된, 제어기;를 더 포함하는, 생물용기 어셈블리.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물용기 어셈블리는: 지지 프레임으로서, 상기 지지 프레임은 복수의 직립부들(uprights)을 포함하고, 상기 선반은 상기 직립부들에 장착되어, 상기 선반의 상기 지지 표면이 수평축에 대해 상기 경사각으로 배치되도록 하는, 지지 프레임;을 더 포함하는, 생물용기 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 생물용기 어셈블리는: 트롤리(trolley)로서, 상기 트롤리는 기부(base) 및 상기 기부에 회전가능하게 부착된 복수의 바퀴들을 포함하며, 상기 트롤리의 상기 기부는 상기 프레임 구조체의 바닥부에 장착된, 트롤리;를 더 포함하는, 생물용기 어셈블리.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 생물용기 백, 상기 선반, 및 상기 정전용량성 충전 수준 센서는, 각각, 제1 생물용기 백, 제1 선반, 및 제1 정전용량성 충전 수준 센서를 포함하고,
    상기 생물용기 어셈블리는:
    저장 용적을 한정하는 제2 생물용기 백;
    제2 선반으로서, 상기 제2 선반은 상기 생물용기 백을 지지하도록 구성된 지지 표면을 갖고, 상기 지지 표면은 상기 지지 프레임의 상기 직립부들에 장착되어, 상기 지지 표면이 수평축에 대해 경사각으로 배치되도록 하며, 상기 제2 선반은 상기 제1 선반에 대해 수직으로 이격된 관계로 배치된, 제2 선반; 및
    제2 정전용량성 충전 수준 센서로서, 상기 제2 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 제2 선반의 상기 지지 표면에 장착되고, 상기 제2 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 제2 생물용기 백의 상기 저장 용적 내의 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된, 제2 정전용량성 충전 수준 센서;를 더 포함하는,
    생물용기 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 생물용기 어셈블리는: 트롤리로서, 상기 트롤리는 기부, 및 상기 기부에 회전가능하게 부착된 복수의 바퀴들을 포함하며, 상기 트롤리의 상기 기부는 상기 프레임 구조체의 바닥부에 장착된, 트롤리;를 더 포함하는, 생물용기 어셈블리.
  17. 복수의 직립부들을 포함하는 프레임 구조체;
    경사진 지지 부재(angled support member)로서, 상기 경사진 지지 부재는 내부 저장 용적을 그 안에 한정하는 생물용기 백을 지지하도록 구성된 평평한 지지 표면을 포함하고, 상기 경사진 지지 부재는 상기 프레임 구조체의 상기 직립부들에 장착되어, 상기 지지 표면이 수평축에 대해 경사각으로 배치되도록 하고, 그에 따라, 상기 생물용기 백이, 상기 지지 표면 상에 놓여있을 때, 상기 수평축에 대해 경사진 저장 위치에 있도록 하는, 경사진 지지 부재; 및
    정전용량성 충전 수준 센서로서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 경사진 지지 부재에 장착되어, 상기 생물용기 백이 최소 충전 부피와 최대 충전 부피 사이의 부피 범위에 걸쳐서 경사진 저장 위치에 있을 때, 상기 정전용량성 충전 수준 센서가 상기 생물용기 백 내에 배치된 재료의 부피를 검출하도록 위치되도록 하는, 정전용량성 충전 수준 센서;를 포함하는
    생물용기 어셈블리.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 지지 표면이 배치되는 상기 경사각은 5도 내지 45도 범위인, 생물용기 어셈블리.
  19. 생물용기 어셈블리를 사용하는 방법으로서, 상기 방법은:
    생물용기 백을 선반의 지지 표면 상에 배치하는 단계로서, 상기 생물용기 백은 저장 용적을 한정하고, 상기 선반의 상기 지지 표면은 수평축에 대해 경사각으로 배치되는, 단계;
    정전용량성 충전 수준 센서를 사용하여, 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내의 재료의 양을 검출하는 단계; 및
    충전 수준 신호를 상기 정전용량성 충전 수준 센서로부터 제어기로 전송하는 단계로서, 상기 충전 수준 신호는 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내에서 검출된 재료의 양을 나타내는, 단계;를 포함하는,
    방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 방법은: 상기 제어기를 사용하여, 상기 정전용량성 충전 수준 센서로부터 수신된 상기 충전 수준 신호에 기초하여, 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내의 재료의 양에 대한 부피 관리 작업을 수행하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
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