KR20210096261A

KR20210096261A - 모듈식 원심 분리기 및 그 베이스 유닛 및 시스템

Info

Publication number: KR20210096261A
Application number: KR1020217021221A
Authority: KR
Inventors: 카스페르 회그룬드
Original assignee: 알파 라발 코포레이트 에이비
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-08-04
Also published as: CN113164987A; EP3894085B1; AU2019400046A1; WO2020120359A1; CN113164987B; JP7168786B2; EP3666394A1; CA3122331A1; SG11202105393WA; KR102566437B1; EP3894085A1; CA3122331C; JP2022512184A; US20220023889A1; AU2019400046B2

Abstract

베이스 유닛(4) 및 모듈식 원심 분리기(2)가 본 명세서에 개시된다. 베이스 유닛(4)은 고정 프레임(8), 회전 가능 부재(16) 및 구동 유닛(18)을 포함한다. 회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 적어도 하나의 부분을 그 내에 수용하기 위해 구성된 내부 공간(26)을 경계 한정한다. 회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 유체 연결부(94)가 제1 개구(28)를 통해 연장되도록 구성된 제1 개구(28)를 제1 축방향 단부(22)에 구비한다. 회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 유체 연결부(96)가 제2 개구(30)를 통해 연장되도록 구성된 제2 개구(30)를 제2 축방향 단부(24)에 구비한다.

Description

모듈식 원심 분리기 및 그 베이스 유닛 및 시스템

본 발명은 모듈식 원심 분리기의 베이스 유닛에 관한 것이다. 본 발명은 또한 모듈식 원심 분리기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 세포 배양 혼합물을 분리하기 위한 시스템에 관한 것이다.

의약품, 바이오의약품, 생명 공학의 분야 및 이들에 관련된 분야에서 세포 배양 혼합물로부터 세포의 분리와 같은, 액체 혼합물로부터 물질의 분리는 무균 환경에서 수행된다. 전통적으로, 예를 들어 스테인리스 강으로부터 제조된 장비가 사용되어 왔는데, 이 장비는 배치들(batches) 사이에서 멸균된다.

최근에, 단일 사용을 위해, 즉, 하나의 배치 또는 제한된 수의 배치를 위해 제조된 일회용 분리 장비가 제안되었다. 예를 들어, US2011/0319248은 단일 사용 원심 분리기를 개시하고 있고, WO 2015/181177은 교환 가능한 내부 드럼을 포함하는 분리기를 개시하고 있다.

이러한 일회용 분리 장비는 무균 방식으로 사용자에게 공급된다. 따라서, 분리기 내의 제품에 대한 무균 환경은 사용자의 생산 시설에서 분리 장비의 멸균 없이 제공될 수도 있다.

WO 2015/181177은 회전 가능 외부 드럼 및 외부 드럼 내에 배열된 교환 가능한 내부 드럼을 포함하는 유동성 제품의 원심 처리를 위한 분리기를 개시하고 있다. 내부 드럼은 유동성 제품을 정화하기 위한 수단을 포함한다. 외부 드럼은 외부 드럼 아래에 배열된 모터에 의해 구동 스핀들을 통해 구동된다. 내부 드럼은 유체 연결부가 분리기의 상부 단부에 배열된 상태로 외부 드럼을 통해 수직 상향으로 연장된다.

본 발명의 목적은 모듈식 원심 분리기에서 교환 가능한 분리 인서트의 용이한 교체를 제공하는 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하기 위해 구성된 모듈식 원심 분리기의 베이스 유닛이 제공되고, 모듈식 원심 분리기는 베이스 유닛 및 교환 가능한 분리 인서트를 포함하고, 교환 가능한 분리 인서트는 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기의 유일한 부분을 형성하도록 구성된다. 베이스 유닛은 고정 프레임, 고정 프레임 내에 배열된 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 회전 가능 부재, 및 회전축을 중심으로 회전 가능 부재를 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함한다. 회전 가능 부재는 제1 축방향 단부 및 제2 축방향 단부를 갖고, 적어도 반경방향으로 내부 공간을 경계 한정하고, 내부 공간은 내부 공간을 경계 한정하는 회전 가능 부재의 부분이 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상으로부터 완전히 분리되도록 교환 가능한 분리 인서트의 적어도 하나의 부분을 그 내에 수용하기 위해 구성된다. 회전 가능 부재는 교환 가능한 분리 인서트의 제1 유체 연결부가 제1 개구를 통해 연장되도록 구성된 제1 개구를 제1 축방향 단부에 구비한다. 회전 가능 부재는 또한 교환 가능한 분리 인서트의 제2 유체 연결부가 제2 개구를 통해 연장되도록 구성된 제2 개구를 제2 축방향 단부에 구비한다.

회전 가능 부재는 제1 축방향 단부에 제1 개구 및 제2 축방향 단부에 제2 개구를 구비하기 때문에, 교환 가능한 분리 인서트의 제1 및 제2 유체 연결부의 각각은 제1 및 제2 개구의 각각을 통해 연장되도록 배열될 수 있다. 따라서, 교환 가능한 분리 인서트는 베이스 유닛의 회전 가능 부재에 쉽게 장착 가능하다. 그 결과, 전술된 목적이 달성된다.

더욱이, 교환 가능한 분리 인서트의 제1 및 제2 유체 연결부가 베이스 유닛의 회전 가능 부재의 대향 단부들에 배열될 것이기 때문에, 모듈식 원심 분리기 외부의 장비로의 제1 및 제2 유체 연결부의 연결과 관련된 실수가 회피될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하기 위해 구성된 모듈식 원심 분리기가 제공되고, 모듈식 원심 분리기는 베이스 유닛 및 교환 가능한 분리 인서트를 포함하고, 교환 가능한 분리 인서트는 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기의 유일한 부분을 형성하도록 구성된다. 교환 가능한 분리 인서트는 분리 공간을 형성하는 회전자 케이싱, 분리 공간 내에 배열된 절두 원추형 분리 디스크, 및 액체 공급 혼합물, 중질상 및 경질상을 위한 유체 연결부를 포함한다. 모듈식 원심 분리기는 본 명세서에 설명된 양태 및/또는 실시예 중 임의의 하나에 따른 베이스 유닛을 포함한다.

전술된 바와 같이, 베이스 유닛의 회전 가능 부재의 대향 축방향 단부에 제1 및 제2 개구의 제공으로 인해, 교환 가능한 분리 인서트는 유체 연결부가 그 양 축방향 단부에서 회전 가능 부재 외부로 연장되는 상태로 베이스 유닛의 회전 가능 부재 내에 쉽게 장착 가능하다.

모듈식 원심 분리기는 2개의 주 부품, 베이스 유닛 및 교환 가능한 분리 인서트를 포함할 수도 있다. 베이스 유닛은 교환 가능한 분리 인서트를 지지하고 회전시키기 위한 기본 구성요소를 포함할 수도 있다. 교환 가능한 분리 인서트는 액체 공급 혼합물의 실제 분리가 그 분리 공간에서 발생하게 하기 위해 구성될 수도 있다. 액체 공급 혼합물은 하나의 유체 연결부를 통해 분리 공간 내로 유동할 수도 있고, 분리된 중질상 및 경질상은 각각 하나의 유체 연결부를 통해 분리 공간을 떠날 수도 있다.

교환 가능한 분리 인서트는 단일 사용을 위해, 즉 액체 공급 혼합물의 단지 하나의 배치 또는 제한된 수의 배치의 분리를 위해 구성될 수도 있다. 다른 한편으로 베이스 유닛은 상이한 교환 가능한 분리 인서트와 함께 반복 사용을 위해 구성될 수도 있는데, 즉 베이스 유닛은 상이한 교환 가능한 분리 인서트를 사용하여 액체 공급 혼합물의 수많은 배치의 분리를 위해 사용될 수도 있다.

교환 가능한 분리 인서트는 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기의 유일한 부분을 형성하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 교환 가능한 분리 인서트는 무균 개체로서 사용자에게 제공될 수도 있다. 무균 개체는 액체 공급 혼합물을 분리하기 위해 구성된 부분 뿐만 아니라 액체 공급 혼합물 및 분리된 중질상 및 경질상을 위한 도관을 포함할 수도 있다. 교환 가능한 분리 인서트는 사용자에 의해 베이스 유닛 내에 장착된다. 따라서, 사용자는 액체 공급 혼합물의 분리를 위해 무균 환경을 갖는 원심 분리기를 즉시 이용 가능할 것이다.

상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 그리고 교환 가능한 분리 인서트가 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기의 유일한 부분을 형성하도록 구성되는 점에서, 이는 내부 공간을 경계 한정하는 회전 가능 부재의 부분이 모듈식 원심 분리기 사용 중에 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상으로부터 완전히 분리되는 것을 수반한다.

베이스 유닛의 회전 가능 부재는 고정 프레임 내에 회전 가능하게 지지될 수도 있다. 회전 가능 부재는 스핀들 또는 다른 종류의 회전자 샤프트의 도움 없이 고정 프레임 내에 지지될 수도 있고, 예를 들어 베어링은 회전 가능 부재 주위로 연장되어 고정 프레임 내에 이를 지지할 수도 있다.

고정 프레임은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 고정되어 있다는 점에서 고정형이다.

교환 가능한 분리 인서트는 회전자 케이싱, 제1 도관부를 구비한 제1 고정부, 및 제2 도관부를 구비한 제2 고정부를 포함할 수도 있다. 교환 가능한 분리 인서트가 베이스 유닛에 장착될 때, 회전 가능 부재의 내부 공간에 수용된 교환 가능한 분리 인서트의 적어도 하나의 부분은 회전자 케이싱일 수도 있다. 제1 고정부의 적어도 일부는 회전 가능 부재의 제1 개구를 통해 연장할 수도 있고, 제2 고정부의 적어도 일부는 회전 가능 부재의 제2 개구를 통해 연장할 수도 있다.

상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 모듈식 원심 분리기의 사용 중에, 회전 가능 부재는 액체 공급 혼합물, 및 중질상 및 경질상 중 어느 것과도 접촉하게 되지 않는다. 대신에, 액체 공급 혼합물, 및 중질상 및 경질상이 교환 가능한 분리 인서트의 내부와 접촉한다. 따라서, 회전 가능 부재의 내부 공간을 경계 한정하는 회전 가능 부재의 부분은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 건조된다.

실시예에 따르면, 베이스 유닛은 적어도 하나의 베어링을 포함할 수도 있다. 회전 가능 부재는 적어도 하나의 베어링을 통해 고정 프레임 내에 저널링될(journalled) 수도 있다. 이러한 방식으로, 교환 가능한 분리 인서트의 적어도 하나의 부분을 수용하기 위해 구성된 내부 공간을 그 내에 경계 한정하는 회전 가능 부재는 고정 프레임 내에 저널링된다. 따라서, 회전 가능 부재를 저널링하기 위해 스핀들 또는 샤프트가 요구되지 않고, 회전 가능 부재의 형태의 소형 회전자와 교환 가능한 분리 인서트의 적어도 하나의 부분이 모듈식 원심 분리기에 제공된다.

실시예에 따르면, 적어도 하나의 베어링은 적어도 하나의 베어링이 회전 가능 부재에 의해 경계 한정된 내부 공간의 부분 주위로 연장되도록 회전축을 따라 축방향 위치에 배열될 수도 있다. 이러한 방식으로, 회전 가능 부재는 교환 가능한 분리 인서트의 적어도 하나의 부분이 회전 가능 부재 내부에 배열되는 축방향 위치에서 지지될 수도 있다. 따라서, 회전 가능 부재는 회전 가능 부재의 회전 중에 양호한 균형을 제공하도록 지지될 수도 있다.

실시예에 따르면, 회전 가능 부재는 제2 단부의 영역에 가상의 정점을 갖는 절두 원추형 벽 부재를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 원추형 또는 절두 원추형 형상을 갖는 교환 가능한 분리 인서트의 부분은 회전 가능 부재의 내부 공간에서 즉시 지지될 수도 있다.

실시예에 따르면, 회전 가능 부재는 회전자 본체 및 캡을 포함할 수도 있다. 제1 개구는 캡 내에 배열될 수도 있다. 캡은 내부 공간으로의 액세스 및 교환 가능한 분리 인서트의 장착을 제공하기 위해 회전자 본체와 해제 가능하게 맞물릴 수도 있다. 이러한 방식으로, 회전 가능 부재의 내부 공간에 교환 가능한 분리 인서트를 장착하기 위해 캡이 회전자 본체로부터 해제될 수도 있다. 제1 개구가 캡에 제공되기 때문에, 교환 가능한 분리 인서트가 내부 공간에 배열된 후 및 캡이 회전자 본체와 맞물릴 때, 교환 가능한 분리 인서트의 제1 유체 연결부가 제1 개구를 통해 연장되도록 배열될 수도 있다. 적합하게는, 캡이 회전자 본체와 맞물릴 때, 교환 가능한 분리 인서트의 회전자 케이싱은 회전 가능 부재 내부에 고정된다.

실시예에 따르면, 고정 프레임은 하우징을 포함할 수도 있다. 회전 가능 부재는 하우징 내부에 배열될 수도 있다. 하우징은 제3 개구를 구비한 덮개를 포함할 수도 있다. 덮개의 개방 위치에서, 덮개 액세스가 교환 가능한 분리 인서트의 교환을 위해 회전 가능 부재에 제공될 수도 있고, 덮개의 폐쇄 위치에서, 제3 개구는 교환 가능한 분리 인서트의 제1 유체 연결부가 그를 통해 연장되도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 회전 가능 부재는 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 하우징에 의해 보호되고, 동시에 모듈식 원심 분리기의 사용자는 덮개가 폐쇄되어 있을 때 회전 가능 부재에 액세스할 수 없다. 따라서, 사용자는 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 회전할 때 회전 가능 부재에 도달하는 것이 방지된다. 따라서 개인 안전이 보장될 수도 있다. 덮개가 제3 개구를 구비하기 때문에, 교환 가능한 분리 인서트의 제1 유체 연결부는 제3 개구를 통해 연장되도록 배열될 수도 있어, 따라서 유체가 교환 가능한 분리 인서트의 회전자 케이싱 내에서 분리 공간을 떠나거나 진입하는 것을 허용한다.

실시예에 따르면, 덮개는 교환 가능한 분리 인서트의 부분과 맞물리도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 교환 가능한 분리 인서트의 부분이 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 미리 규정된 위치에 유지되는 것이 보장될 수도 있다. 더욱이, 교환 가능한 분리 인서트의 부분은 고정 프레임 및 베이스 유닛과 관련하여 고정된 상태로 유지될 수도 있다. 미리 규정된 위치는 회전축을 따른 미리 규정된 축방향 위치 및/또는 미리 규정된 각도 위치, 즉 회전축에 대한 미리 규정된 위치일 수도 있다.

실시예에 따르면, 고정 프레임은 덮개에 대향하는 제4 개구를 포함할 수도 있는데: 제4 개구는 교환 가능한 분리 인서트의 제2 유체 연결부가 그를 통해 연장되도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 제2 유체 연결부는 고정 프레임 외부로 회전 가능 부재로부터 연장될 수도 있다. 고정 프레임의 부분을 형성하는 제4 개구가 하우징 내에 제공될 수도 있다.

실시예에 따르면, 베이스 유닛은 제4 개구에 배열된 맞물림 부재를 포함할 수도 있고, 맞물림 부재는 교환 가능한 분리 인서트의 부분과 맞물리도록 구성된다. 이러한 방식으로, 제4 개구에서 교환 가능한 분리 인서트의 부분이 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 미리 규정된 위치에 유지되는 것이 보장될 수도 있다. 더욱이, 교환 가능한 분리 인서트의 부분은 고정 프레임 및 베이스 유닛과 관련하여 고정된 상태로 유지될 수도 있다. 미리 규정된 위치는 회전축을 따른 미리 규정된 축방향 위치 및/또는 미리 규정된 각도 위치, 즉 회전축에 대한 미리 규정된 위치일 수도 있다.

실시예에 따르면, 고정 프레임은 돌출 부재를 포함할 수도 있고, 하우징은 회전축을 따라 하우징의 적어도 하나의 단부로의 액세스가 제공되도록 돌출 부재에 연결될 수도 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 교환 가능한 분리 인서트를 회전 가능 부재 내에 즉시 설치할 수도 있다.

실시예에 따르면, 구동 유닛은 전기 모터, 및 전기 모터와 회전 가능 부재 사이에 배열된 변속기를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 전기 모터는 회전 가능 부재 옆에 배열될 수도 있다. 따라서, 회전축을 따라, 예를 들어 하우징 및/또는 회전 가능 부재로의 액세스가 제공될 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 세포 배양 혼합물을 분리하기 위한 시스템이 제공되고, 발효기 탱크, 본 명세서에 설명된 양태 및/또는 실시예 중 어느 하나에 따른 모듈식 원심 분리기, 및 발효기 탱크와 모듈식 원심 분리기 사이에서 연장되는 도관 연결부를 포함하고, 도관 연결부는 교환 가능한 분리 인서트의 제2 유체 연결부를 포함한다.

시스템은 본 명세서에 설명된 바와 같은 모듈식 원심 분리기를 포함하기 때문에, 모듈식 원심 분리기의 베이스 유닛의 회전 가능 부재의 대향 축방향 단부에서의 제1 및 제2 개구의 제공으로 인해, 교환 가능한 분리 인서트는 시스템의 모듈식 원심 분리기 내에 쉽게 장착 가능하다.

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 1은 실시예에 따른 모듈식 원심 분리기를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 모듈식 원심 분리기의 베이스 유닛을 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 실시예에 따른 교환 가능한 분리 인서트를 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 모듈식 원심 분리기의 부분을 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 세포 배양 혼합물을 분리하기 위한 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.

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

도 1은 실시예에 따른 모듈식 원심 분리기(2)를 개략적으로 도시하고 있다. 모듈식 원심 분리기(2)는 베이스 유닛(4) 및 교환 가능한 분리 인서트(6)를 포함한다. 모듈식 원심 분리기(2)는 의약품, 바이오의약품 및/또는 생명 공학의 분야에서 사용을 위해 구성될 수도 있다. 모듈식 원심 분리기(2)는 CHO 세포(중국 햄스터 난소 세포) 또는 생명 공학 산업의 프로세스로부터 발생하는 다른 물질과 같은 세포의 생산을 위한 플랜트에서 셋업의 부분을 형성할 수도 있다. 모듈식 원심 분리기(2)는 도 5를 참조하여 이하에 설명되는 바와 같이 세포 배양 혼합물을 분리하기 위한 시스템의 부분을 형성할 수도 있다.

모듈식 원심 분리기(2)는 액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하기 위해 구성된다. 예를 들어, 액체 공급 혼합물은 세포 배양물을 포함하는 발효액에 의해 형성될 수도 있고, 중질상은 발효액의 대부분으로부터 분리된 세포를 포함할 수도 있다. 경질상은 세포 없이 또는 단지 최소 잔여량의 세포만을 갖고 발효액의 대부분에 의해 형성될 수도 있다.

모듈식 원심 분리기(2)는 베이스 유닛(4) 및 교환 가능한 분리 인서트(6)를 포함한다는 점에서 모듈식이다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 분리될 액체 공급 혼합물의 각각의 새로운 배치로 교환된다. 대안적으로, 교환 가능한 분리 인서트(6)는 분리될 각각의 새로운 유형의 액체 공급 혼합물에 대해 교환될 수도 있는데, 즉 동일한 유형의 액체 공급 혼합물을 포함하는 후속 배치는 동일한 교환 가능한 분리 인서트(6)로 분리될 수도 있다.

모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에, 액체 공급 혼합물, 중질상 및 경질상은 단지 모듈식 원심 분리기(2)의 교환 가능한 분리 인서트(6)와만 접촉하게 된다. 당연히, 교환 가능한 분리 인서트(6)로 액체 공급 혼합물을 안내하고 교환 가능한 분리 인서트(6)로부터 중질상 및 경질상을 안내하기 위해 구성된 튜브(10)의 형태의 도관이 또한 액체 공급 혼합물 및 중질상 및 경질상과 접촉하게 된다. 튜브(10)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분을 형성할 수도 있다. 베이스 유닛(4)은 액체 공급 혼합물 또는 중질상 및 경질상 중 임의의 것과 접촉하게 되지 않는다.

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

베이스 유닛(4)은 교환 가능한 분리 인서트를 지지하고 회전시키기 위한 구성요소를 포함한다. 따라서, 베이스 유닛(4)은 특히 고정 프레임(8), 회전 가능 부재, 및 회전 가능 부재를 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함한다. 고정 프레임(8)은 수직 부재(12)를 포함한다. 구동 유닛의 일부는 수직 부재(12) 내에 배열될 수도 있다.

고정 프레임(8)은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 고정되어 있다. 그러나, 베이스 유닛(4)은 예를 들어, 사용자의 생산 시설에서 상이한 위치에 위치되기 위해 그 자체로 이동 가능할 수도 있다. 이를 위해, 고정 프레임(8)은 휠(14)을 구비할 수도 있다.

베이스 유닛(4)은 도 2를 참조하여 이하에 더 설명된다.

도 2는 도 1의 모듈식 원심 분리기(2)의 베이스 유닛(4)을 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 즉, 도 2에는 교환 가능한 분리 인서트가 생략되어 있다.

전술된 바와 같이, 베이스 유닛(4)은 고정 프레임(8), 회전 가능 부재(16), 및 구동 유닛(18)을 포함한다. 회전 가능 부재(16)는 고정 프레임(8) 내에 배열되고 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 구동 유닛(18)은 회전축(20)을 중심으로 회전 가능 부재(16)를 회전시키기 위해 구성된다.

회전축(20)을 따라 볼 때, 회전 가능 부재(16)는 제1 축방향 단부(22) 및 제2 축방향 단부(24)를 갖는다. 회전 가능 부재(16)는 적어도 반경방향으로 내부 공간(26)을 경계 한정한다. 반경방향은 회전축(20)에 수직으로 연장된다. 내부 공간(26)은 그 내에 교환 가능한 분리 인서트(6)의 적어도 하나의 부분을 수용하기 위해 구성되는데, 도 3 및 도 4를 참조하여 이하를 더 참조하라. 결과적으로, 내부 공간(26)을 경계 한정하는 회전 가능 부재(16)의 부분은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상으로부터 완전히 분리된다.

따라서, 내부 공간(26)을 경계 한정하는 회전 가능 부재의 부분, 즉 특히 회전 가능 부재(16)의 내부면은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 건조된다.

회전 가능 부재(16)는 제1 축방향 단부(22)에 제1 개구(28)를 구비한다. 회전 가능 부재(16)는 제2 축방향 단부(24)에 제2 개구(30)를 더 구비한다. 제1 및 제2 개구(28, 30)의 각각은 회전 가능 부재(16) 내에 관통 구멍을 형성한다. 따라서, 내부 공간(26)은 제1 및 제2 개구(28, 30)의 각각을 통해 액세스 가능하다. 이에 따라, 제1 및 제2 개구(28, 30)는 교환 가능한 분리 인서트의 유체 연결부가 그를 통해 연장되게 하도록 구성된다. 도 3 및 도 4를 참조하여 이하를 더 참조하라.

이에 따라, 회전 가능 부재(16) 그 자체 또한 베이스 유닛(4)의 임의의 다른 부분도 액체 공급 혼합물 및 중질상 및 경질상을 위한 어떠한 유체 연결부도 포함하지 않는다. 달리 말하면, 베이스 유닛(4)은 액체 공급 혼합물 및 중질상 및 경질상에 대해 비연결형이다. 이러한 연결부는 베이스 유닛(4) 및 교환 가능한 분리 인서트를 포함하는 조립된 모듈식 원심 분리기에 포함된다.

이들 실시예에서, 회전 가능 부재(16)는 회전자 본체(32) 및 캡(34)을 포함한다. 캡(34)은 회전자 본체(32)와 해제 가능하게 맞물린다. 캡(34)은 예를 들어, 나사산, 베이어닛 커플링, 나사, 윙너트 또는 임의의 다른 적합한 맞물림 장치에 의해 회전자 본체(32)와 해제 가능하게 맞물릴 수 있다. 캡(34)이 회전자 본체(32)로부터 해제될 때, 내부 공간(26)으로의 액세스가 제공된다. 내부 공간(26)으로의 액세스가 제공될 때, 교환 가능한 분리 인서트가 내부 공간(26)에 장착될 수도 있다. 유사하게, 내부 공간(26)으로의 액세스가 제공될 때, 교환 가능한 분리 인서트가 내부 공간(26)으로부터 제거될 수도 있다. 따라서, 사용된 교환 가능한 분리 인서트는 캡(34)이 회전자 본체(32)로부터 해제되었을 때 새로운 교환 가능한 분리 인서트로 교체될 수도 있다.

캡(34)은 회전자 본체(32)의 제1 축방향 단부(22)의 영역에 배열될 수도 있다. 이에 따라, 회전 가능 부재(16)의 제1 개구(28)는 캡(34) 내에 배열된다. 전술된 바와 같이, 교환 가능한 분리 인서트의 유체 연결부는 제1 개구(28)를 통해 연장될 수도 있다.

베이스 유닛(4)은 적어도 하나의 베어링(36)을 포함한다. 회전 가능 부재(16)는 적어도 하나의 베어링(36)을 통해 고정 프레임(8) 내에 저널링된다. 이에 따라, 회전 가능 부재(16)는 그 자체로 고정 프레임(8) 내에 저널링된다. 또한, 회전 가능 부재(16)는 적어도 하나의 베어링(36)을 통해 고정 프레임(8) 내에 지지될 수도 있다. 이에 따라, 회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트를 포함하는 종래 기술의 원심 분리기에서와 같이 스핀들 또는 샤프트를 통해 간접적으로 저널링되지 않는다.

적어도 하나의 베어링(36)은 예를 들어 반경방향 힘과 축방향 힘의 모두를 지지하는 하나의 단일 볼 베어링일 수도 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 베어링(36)은 예를 들어 2개의 베어링을 포함할 수도 있고, 예를 들어 하나의 베어링은 주로 반경방향 힘을 지지하고 하나의 베어링은 주로 축방향 힘을 지지한다.

적어도 하나의 베어링(36)은 적어도 하나의 베어링(36)이 회전 가능 부재(16)에 의해 경계 한정된 내부 공간(26)의 부분 주위로 연장되도록 회전축(20)을 따라 축방향 위치에 배열된다. 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 교환 가능한 분리 인서트가 내부 공간(26) 내에 배열되기 때문에, 회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트가 또한 위치되는 축방향 위치에서 지지된다. 따라서, 적어도 하나의 베어링(36)은 회전 가능 부재(16)의 신뢰적인 지지를 제공한다.

몇몇 실시예에 따르면, 적어도 하나의 베어링(36)은 적어도 80 mm의 내경을 가질 수도 있다. 이러한 방식으로, 적어도 하나의 베어링(36)은 내부 공간(26)을 경계 한정하는 회전 가능 부재(16)의 부분이 적어도 하나의 베어링(36) 내에 끼워질 수도 있도록 크기 설정된다. 또한, 이러한 방식으로, 적어도 하나의 베어링(36)은 회전축(20)을 따라 볼 때, 회전 가능 부재(16)의 제2 개구(30)가 적어도 하나의 베어링(36) 내에 끼워질 수도 있도록 크기 설정된다. 몇몇 실시예에 따르면, 적어도 하나의 베어링(36)은 80 내지 150 mm의 범위 이내의 내경을 가질 수도 있다. 일 비한정적인 예에 따르면, 적어도 하나의 베어링(36)은 대략 120 mm의 내경을 가질 수도 있다. 이러한 대형 베어링은 원심 분리기에서 통상적이지 않으며, 특히 이하에 설명된 크기의 분리 디스크를 갖는 원심 분리기에서는 통상적이지 않다. 베어링(36)은 베이스 유닛(4) 내에 전술된 바와 같이 배열되기 때문에, 대형 베어링(36)은 특히 교환 가능한 분리 인서트의 부분이 적어도 하나의 베어링(36) 내에 끼워지는 것을 허용한다.

구동 유닛(18)은 전기 모터(38) 및 전기 모터(38)와 회전 가능 부재(16) 사이에 배열된 변속기(40)를 포함한다. 변속기(40)는 전기 모터(38)가 회전 가능 부재(16) 옆에 배열되게 하는 것을 제공한다. 즉, 전기 모터(38)의 회전축(42)은 회전 가능 부재(16)의 회전축(20)과 실질적으로 평행하게 연장된다. 전기 모터(38)가 회전 가능 부재(16) 옆에 배열되기 때문에, 특히 회전 가능 부재(16)의 제1 및 제2 축방향 단부(22, 24)의 모두로의 액세스가 제공될 수도 있다. 즉, 제1 및 제2 축방향 단부(22, 24) 중 어느 것으로의 액세스도 전기 모터(38)에 의해 차단되지 않는다.

이들 실시예에서, 변속기(40)는 전기 모터(38) 상에 배열된 제1 풀리(44), 회전 가능 부재(16) 상에 배열된 제2 풀리(46), 및 제1 및 제2 풀리(44, 46) 사이에서 연장되는 벨트(48)를 포함하는 벨트 드라이브이다. 대안적으로, 변속기는 코그 휠을 포함하는 기어 변속기, 또는 전기 모터(38)로부터 회전 가능 부재(16)로 토크를 전달하기 위한 임의의 다른 적합한 변속기일 수도 있다.

이들 실시예에서, 고정 프레임(8)은 수직 부재(12)를 포함한다. 전기 모터(38)는 수직 부재(12) 내부에 적어도 부분적으로 배열된다. 이러한 방식으로, 전기 모터(38)는 고정 프레임(8) 내에 보호적으로 배열된다. 모듈식 원심 분리기의 사용자는 전기 모터(38)의 회전 부분과 또는 전기 모터에서 접촉하게 될 위험이 없을 것이다. 유사하게, 벨트(48)는 모듈식 원심 분리기의 사용자가 그와 접촉하게 되는 것을 방지하기 위해 고정 프레임(8) 내부에 적어도 부분적으로 배열될 수도 있다.

고정 프레임(8)은 하우징(52)을 포함한다. 회전 가능 부재(16)는 하우징(52) 내부에 배열된다. 하우징(52)은 하우징(52)의 제1 하우징부(56)에 피봇 가능하게 또는 제거 가능하게 연결되는 덮개(54)를 포함한다. 덮개(54)는 제3 개구(58)를 구비한다. 제3 개구(58)는 덮개(54)에 관통 구멍을 형성한다.

덮개(54)의 개방 위치에서, 예를 들어 교환 가능한 분리 인서트의 교환을 위해 하우징(52) 내부의 회전 가능 부재(16)로의 액세스가 제공된다. 따라서, 회전 가능 부재(16) 내부에 교환 가능한 분리 인서트를 제거 및/또는 위치시키기 위해, 덮개(54)가 그 개방 위치로 이동되고 회전 가능 부재(16)의 캡(34)이 회전자 본체(32)로부터 해제된다. 일단 교환 가능한 분리 인서트가 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26) 내부에 위치되면, 캡(34)은 다시 회전자 본체(32)와 맞물린다. 그 후, 덮개(54)는 폐쇄 위치로 이동된다.

덮개(54)의 폐쇄 위치에서, 제3 개구(58)는 교환 가능한 분리 인서트의 유체 연결부가 그를 통해 연장되도록 구성된다. 모듈식 원심 분리기의 사용 중에, 덮개(54)는 그 폐쇄 위치에 배열된다. 따라서, 회전 가능 부재(16)는 모듈식 원심 분리기의 사용자에 의해 액세스될 수 없다. 제3 개구(58)는 교환 가능한 분리 인서트의 유체 연결부 중 하나가 그를 통해 연장되어 유체가 회전 가능 부재(16)의 제1 축방향 단부(22)에서 교환 가능한 분리 인서트로 통과하거나 그로부터 통과하는 것을 허용하게 하는 것을 제공한다.

제4 개구(60)는 덮개(54)에 대향하여 제공된다. 제4 개구(60)는 교환 가능한 분리 인서트의 다른 유체 연결부가 그를 통해 연장되게 하기 위해 구성된다. 따라서, 다른 유체 연결부는 회전 가능 부재(16)의 제2 축방향 단부(24)에서 하우징(52)으로부터 연장될 수도 있다.

제4 개구(60)는 하우징(52) 내에 및/또는 고정 프레임(8) 내에 및/또는 제2 축방향 단부(24)에 배열된 맞물림 부재(62) 내에 제공될 수도 있다. 어느 경우든, 제4 개구(60)는 관통 구멍을 형성하여 따라서, 교환 가능한 분리 인서트의 다른 유체 연결부가 그를 통해 연장되는 것을 허용한다.

이들 실시예에서, 베이스 유닛(4)은 맞물림 부재(62)를 포함한다. 맞물림 부재(62)는 제4 개구(60)에 배열된다. 맞물림 부재(62)는 교환 가능한 분리 인서트의 부분과 맞물리도록 구성되는데, 도 4를 참조하여 이하를 더 참조하라.

고정 프레임(8)은 돌출 부재(64)를 포함한다. 하우징(52)은 돌출 부재(64)에 연결된다. 따라서, 하우징(52) 및 또한 하우징(52) 내에 배열된 회전 가능 부재(16)로의 액세스가 제공된다. 하우징(52)은 회전축(20)을 따라 하우징(52)의 적어도 하나의 단부(66)로의 액세스가 제공되도록 돌출 부재(64)에 연결된다. 적합하게, 하우징(52)은 덮개(54)가 배열되는 하우징(52)의 해당 단부로의 액세스가 제공되도록 하는 방식으로 돌출 부재(64)에 연결된다. 따라서, 사용자는 예를 들어 회전 가능 부재에서 교환 가능한 분리 인서트를 교환하기 위해 하우징(52)의 내부에 액세스할 수도 있다. 더욱이, 회전축(20)을 따라 하우징(52)의 대향 단부에 액세스가 제공되면, 사용자는 제1, 제2, 제3 및 제4 개구(28, 30, 58, 60)를 통해 교환 가능한 분리 인서트의 제1 및 제2 유체 연결부를 설치하는 것이 가능할 것이다.

회전 가능 부재(16)는 고정 프레임(8)의 하우징(52) 내부에 저널링된다. 즉, 회전 가능 부재(16)가 저널링되는 베어링(36)이 하우징(52) 내에 배열된다.

몇몇 실시예에 따르면, 하우징(52)은 적어도 하나의 탄성 커넥터(65)를 통해 돌출 부재(64) 내에 현수될 수도 있다. 이러한 방식으로, 하우징(52)은 회전 가능 부재(16) 및 교환 가능한 분리 인서트의 회전자 케이싱과 함께 동적 시스템을 형성할 수도 있다. 따라서, 하우징(52) 내의 회전 가능 부재(16)의 저널링 뿐만 아니라 하우징(52)과 프레임(8)의 잔여부 사이의 연결은, 회전자 케이싱과 함께 회전 가능 부재(16)가 모듈식 원심 분리기의 동작 중에 임계 속도를 통과할 때, 하우징이 돌출 부재(64)에 단단히 부착되는 경우보다 더 적은 정도로 영향을 받는다.

탄성 커넥터(65)는 예를 들어 천연 또는 합성 고무로부터 제조될 수도 있다.

회전 가능 부재(16)는 제2 축방향 단부(24)의 영역에 가상의 정점을 갖는 절두 원추형 벽 부재(68)를 포함한다. 절두 원추형 벽 부재(68)는 내부 공간(26)의 부분을 경계 한정한다. 내부 공간(26) 내에 위치될 때, 원추형 또는 절두 원추형 형상을 갖는 교환 가능한 분리 인서트는 절두 원추형 벽 부재(68)에 의해 지지된다. 절두 원추형 벽 부재(68)는 회전자 본체(32)의 부분을 형성한다.

도 3은 실시예에 따른 교환 가능한 분리 인서트(6)를 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 도 1과 관련하여 전술된 모듈식 원심 분리기(2)와 같은, 모듈식 원심 분리기의 부분을 형성할 수도 있다. 이에 따라, 교환 가능한 분리 인서트(6)는 그 부분이 도 2와 관련하여 설명된 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26) 내부에 배열되게 하기 위해 구성될 수도 있다.

교환 가능한 분리 인서트(6)는 회전자 케이싱(82), 제1 고정부(84) 및 제2 고정부(86)를 포함한다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 회전자 케이싱(82)은 제1 고정부(84)와 제2 고정부(86) 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 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 160 내지 400 mm의 범위 이내의 외경, 60 내지 100 mm의 범위 이내의 내경, 및 35 내지 45도의 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.

교환 가능한 분리 인서트(6)는 제1 고정부(84)에 배열된 제1 유체 연결부(94)를 포함한다. 제1 도관부(95)는 제1 유체 연결부(94)의 부분을 형성한다. 제1 유체 연결부(94)의 제1 도관부(95)는 제1 고정부(84)를 통해 연장된다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 제2 고정부(86)에 배열된 제2 유체 연결부(96)를 포함한다. 제2 도관부(97)는 제2 유체 연결부(96)의 부분을 형성한다. 제2 유체 연결부(96)의 제2 도관부(97)는 제2 고정부(86)를 통해 연장된다. 이들 실시예에서, 교환 가능한 분리 인서트(6)는 제2 고정부(86)에 배열된 제3 유체 연결부(98)를 포함한다. 제3 도관부(99)는 제3 유체 연결부(98)의 부분을 형성한다. 제3 유체 연결부(98)의 제3 도관부(99)는 제2 고정부(86)를 통해 연장된다.

이들 실시예에서, 제1 유체 연결부(94)는 회전자 케이싱(82)으로부터 중질상을 안내하기 위해 구성되고, 제2 유체 연결부(96)는 회전자 케이싱(82)으로 액체 공급 혼합물을 안내하기 위해 구성되고, 제3 유체 연결부(98)는 회전자 케이싱(82)으로부터 경질상을 안내하기 위해 구성된다. 제2 유체 연결부(96)로부터, 액체 공급 혼합물은 회전축(20) 상의 분리 공간(88) 내로 유동한다. 액체 공급 혼합물은 회전축(20)으로부터 분리 공간(88)의 외주부로 분포된다. 분리된 경질상은 회전축(20)을 향해 유동하고 회전축(20)과 분리 디스크(92)의 반경방향 내부 에지(100) 사이의 반경방향 위치에서 분리 공간(88)을 떠난다.

회전자 케이싱(82) 내부에는 분리 공간(88)으로부터 분리된 중질상을 위한 하나 이상의 출구 도관(102)이 배열된다. 하나 이상의 출구 도관(102)은 분리 공간(88)의 반경방향 외부 부분으로부터 회전축(20)을 향해 연장된다. 하나 이상의 출구 도관(102)은 튜브를 각각 포함할 수도 있다. 출구 도관(102)의 수 및 예를 들어 중질상의 밀도 및/또는 점도에 따라, 각각의 튜브는 2 내지 10 mm 범위 이내의 내경을 가질 수도 있다. 본 예에서, 단일 출구 도관(102)이 제공된다. 그러나, 회전자 케이싱(82)의 원주에 걸쳐 균일하게 분포된 적어도 2개의 이러한 출구 도관, 예로서 적어도 3개 또는 예로서 적어도 5개의 출구 도관이 존재할 수도 있다. 출구 도관(102)은 반경방향 외부 부분에 배열된 도관 입구 및 반경방향 내부 부분에 도관 출구를 갖는다. 출구 도관(102)은 분리 공간(88)의 축방향 상부 부분에 배열된다.

제1 고정부(84)는 회전자 케이싱(82)에 맞접한다. 제2 고정부(86)는 회전자 케이싱(82)에 맞접한다. 밀봉부(104)가 각각의 제1 및 제2 고정부(84, 86)와 회전자 케이싱(82) 사이에 제공된다. 밀봉부(104)는 고정부(84, 86) 및/또는 회전자 케이싱(82)의 부분을 형성할 수도 있다. 이들 실시예에서, 각각의 밀봉부(104)는 회전자 케이싱(82)의 부분을 형성하는 회전 밀봉 표면 및 고정부(84, 86)의 부분을 형성하는 고정 밀봉 표면을 포함한다.

밀봉부(104)는 고정부(84, 86)와 회전자 케이싱(82) 사이에 기계적 밀봉부를 형성한다. 따라서, 교환 가능한 분리 인서트(6)는 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 입구 및 출구를 구비한다. 더 구체적으로, 회전자 케이싱(82) 내부에 배열된 출구 도관(102)과 제1 고정부(84) 내에 배열된 제1 도관부(95) 사이의 유체 연결부는 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다. 유사하게, 제2 고정부(86) 내에 배열된 제2 도관부(97)와 회전자 케이싱(82) 내부의 분리 공간(88) 사이의 유체 연결부는 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다. 또한, 회전자 케이싱(82) 내부의 분리 공간(88)과 제2 고정부(86) 내에 배열된 제3 도관부(99) 사이의 유체 연결부는 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된다.

기계적 밀폐식 밀봉부는 예를 들어 페어링 챔버(paring chamber) 내부에 배열된 페어링 디스크(paring disc)를 포함하는 유압 밀봉부와는 완전히 상이한 계면을 원심 분리기의 회전부와 고정부 사이에 형성한다는 것이 주목된다. 기계적 밀폐식 밀봉부는 회전 가능 회전자 케이싱의 부분과 고정부 사이의 맞접부를 포함한다. 유압 밀봉부는 원심 분리기의 회전부와 고정부 사이의 맞접부를 포함하지 않는다.

제1, 제2 및 제3 유체 연결부(94, 96, 98)는 플라스틱 배관과 같은 배관을 포함할 수도 있다.

동작 중에, 회전 가능 부재(16) 내에 배열된 교환 가능한 분리 인서트(6)는 회전축(20) 주위로 회전하게 된다. 분리될 액체 공급 혼합물은 제2 고정부(86) 내에 배열된 제2 유체 연결부(96) 및 안내 채널(106)을 통해 분리 공간(88) 내로 공급된다. 분리될 액체 공급 혼합물은 축방향 상향 경로를 따라 분리 공간(88) 내로 안내된다. 밀도 차이로 인해, 액체 공급 혼합물은 액체 경질상과 액체 중질상으로 분리된다. 이러한 분리는 분리 공간(88) 내에 끼워진 스택(90)의 분리 디스크(92) 사이의 사이공간에 의해 용이하게 된다. 중질상은 예를 들어 세포와 같은 입자를 포함할 수도 있다. 중질상은 경질상과 입자의 농축된 혼합물을 포함할 수도 있다.

분리된 액체 중질상은 출구 도관(102)을 통해 분리 공간(88)의 주연부로부터 수집되고, 회전자 케이싱(82)으로부터 제1 고정부(84) 내에 배열된 제1 유체 연결부(94)로 가압된다. 분리된 액체 경질상은 분리 디스크(92)의 스택(90)을 통해 반경방향 내향으로 가압되고 회전자 케이싱(82)으로부터 제2 고정부(86) 내에 배열된 제3 유체 연결부(98)로 유도된다. 결과적으로, 본 실시예에서, 액체 공급 혼합물은 교환 가능한 분리 인서트(6)의 하부 축방향 단부에 공급되고, 분리된 경질상은 하부 축방향 단부에서 배출되고, 분리된 중질상은 교환 가능한 분리 인서트(6)의 상부 축방향 단부에서 배출된다.

교환 가능한 분리 인서트(6)의 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 것이 안출되었다.

도 4는 모듈식 원심 분리기(2)의 부분을 통한 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 더 구체적으로, 도 4는 모듈식 원심 분리기(2)의 하우징(52), 회전 가능 부재(16), 및 교환 가능한 분리 인서트(6)를 통한 단면을 도시하고 있다. 모듈식 원심 분리기(2)는 도 1 및 도 2와 관련하여 전술된 바와 같이 모듈식 원심 분리기(2)일 수도 있다. 교환 가능한 분리 인서트(6)는 도 3과 관련하여 전술된 바와 같이 교환 가능한 분리 인서트(6)일 수도 있다. 이에 따라, 이하에서, 도 1 내지 도 3을 또한 참조한다.

도 4에서 교환 가능한 분리 인서트(6)는 베이스 유닛(4) 내에 장착된 것으로 도시되어 있다. 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분은 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26) 내에 수용된다. 더 구체적으로, 교환 가능한 분리 인서트(6)의 회전자 케이싱(82)은, 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 유체 연결부(94)가 회전 가능 부재(16)의 제1 개구(28)를 통해 연장되고 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 유체 연결부(96)가 회전 가능 부재(16)의 제2 개구(30)를 통해 연장되는 상태로 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 고정된다.

이들 실시예에서, 또한 제3 유체 연결부(98)는 제2 개구(30)를 통해 연장된다.

제1 고정부(84)의 적어도 일부는 또한 제1 개구(28)를 통해 연장될 수도 있다. 제2 고정부(86)의 적어도 일부는 또한 제2 개구(30)를 통해 연장될 수도 있다.

회전 가능 부재(16)의 대향 축방향 단부에 있는 제1 및 제2 개구(28, 30)는, 제1 및 제2 유체 연결부(94, 96)가 제1 및 제2 개구(28, 30)의 각각을 통해 연장되는 상태로, 회전 가능 부재(16) 내의 교환 가능한 분리 인서트(6)의 용이한 장착을 제공한다.

교환 가능한 분리 인서트(6)의 유체 연결부(94, 96, 98)는 하우징(52) 외부로 연장된다. 제1 유체 연결부(94)는 하우징(52)의 제3 개구(58)를 통해 연장된다. 또한, 제1 고정부의 적어도 일부는 제3 개구(58)를 통해 연장될 수도 있다. 제2 유체 연결부(96)는 제4 개구(60)를 통해 연장된다. 전술된 바와 같이, 제4 개구(60)는 하우징(52) 내에, 또는 대안적으로 모듈식 원심 분리기(2)의 고정 프레임(8)의 상이한 부분에 제공될 수도 있다. 이들 실시예에서, 또한 제3 유체 연결부(98)는 제4 개구(60)를 통해 연장된다.

도 2와 관련하여 전술된 바와 같이, 제3 개구(58)는 하우징(52)의 덮개(54)에 제공될 수도 있다. 덮개(54)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분과 맞물리도록 구성된다. 더 구체적으로, 덮개(54)는 제1 고정부(84)와 맞물리도록 구성된다. 따라서, 제1 고정부(84)는 모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에 고정 프레임(8)과 관련하여 고정될 수도 있다. 제1 고정부(84)는 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 미리 규정된 위치에 유지된다. 이에 따라, 제1 유체 연결부(94)는 모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에 회전 고정된다.

덮개(54)와 제1 고정부(84) 사이의 맞물림의 목적은 모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에 제1 고정부(84)가 회전하는 것을 방지하는 것이다. 더욱이, 덮개(54)와 제1 고정부(84) 사이의 맞물림은 정확한 축방향 위치에 교환 가능한 분리 인서트(6)를 위치설정하는 데 기여할 수도 있다. 예를 들어, 덮개(54)가 제1 고정부(84)와 맞물릴 때, 제1 고정부(84)는 교환 가능한 분리 인서트(6) 내의 밀봉부가 그 의도된 밀봉 기능을 제공하도록 회전자 케이싱(82)에 대해 가압된다.

덮개(54)는 다수의 상이한 방식으로 제1 고정부(84)와 맞물릴 수도 있다. 예를 들어, 제1 고정부(84)는 반경방향 리세스(83)를 구비할 수도 있고 덮개(54)는 반경방향 리세스(83) 내로 연장되는 돌기(85)를 구비할 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 예를 들어 제1 고정부(84)는 축방향 플랜지를 구비할 수도 있고 덮개(54)는 축방향 플랜지에 맞접할 수도 있다.

도 2와 관련하여 전술된 바와 같이, 맞물림 부재(62)는 제4 개구(60)에 배열된다. 맞물림 부재(62)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분과 맞물리도록 구성된다. 더 구체적으로, 맞물림 부재(62)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 고정부(86)와 맞물리도록 구성된다.

제2 고정부(86)와 맞물릴 때, 맞물림 부재(62) 및 제2 고정부(86)는 고정 프레임(8)에 관련하여 고정된다.

맞물림 부재(62)는 예를 들어 내부 나사산을 포함할 수도 있고 제2 고정부(86)는 외부 나사산을 포함할 수도 있다. 따라서, 맞물림 부재(62)는 제2 고정부(86)와 나사식으로 맞물릴 수도 있다. 대안 실시예에 따르면, 맞물림 부재(62)와 제2 고정부(86) 사이에 베이어닛 커플링이 제공될 수도 있다.

회전 가능 부재(16)는 회전 가능 부재(16)의 제2 단부(24)의 영역에 가상의 정점을 갖는 절두 원추형 벽 부재(68)를 포함한다. 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분은 원추형 또는 절두 원추형 형상을 갖는다. 교환 가능한 분리 인서트(6)의 원추형 또는 절두 원추형 부분은 절두 원추형 벽 부재(68)에 의해 지지된다. 교환 가능한 분리 인서트(6)의 원추형 또는 절두 원추형 부분은 회전자 케이싱(82)의 분리 공간(88) 내에 배열된 분리 디스크(92)의 절두 원추형 형상으로부터 도출될 수도 있다.

모듈식 원심 분리기(2)의 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 단지 교환 가능한 분리 인서트(6)만이 모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하도록 안출되었다. 모듈식 원심 분리기(2)의 베이스 유닛(4)은 모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에 액체 공급 혼합물 및 분리된 중질상 및 경질상과의 어떠한 접촉도 없다.

도 5는 세포 배양 혼합물을 분리하기 위한 시스템(300)을 개략적으로 도시하고 있다. 시스템(300)은 세포 배양 혼합물이 생산되는 발효기 탱크(302)를 포함한다. 발효기 탱크(302)는 축방향 상부 부분 및 축방향 하부 부분(304)을 갖는다. 발효는 예를 들어 포유 동물 세포 배양 혼합물로부터의 항체와 같은 세포외 생체 분자의 발현을 위한 것일 수도 있다. 다른 프로세스에서 세포 배양 혼합물의 세포는 발효기 탱크(302) 내에서의 발효로부터 수요가 많은 물질일 수도 있거나 이를 함유할 수도 있다.

발효 후, 세포 배양 혼합물은 본 명세서에 설명된 양태 및/또는 실시예 중 임의의 하나에 따라 모듈식 원심 분리기(2) 내에서 분리되는데, 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하라. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 발효기 탱크(302)의 저부 부분은 도관 연결부(306)를 통해 모듈식 원심 분리기(2)에 연결된다.

따라서, 몇몇 실시예에 따르면, 시스템(300)은 발효기 탱크(302)와 모듈식 원심 분리기(2) 사이에서 연장되는 도관 연결부(306)를 포함할 수도 있다. 도관 연결부(306)는 제2 유체 연결부(96)를 포함할 수도 있다. 즉, 도관 연결부(306)의 부분은 모듈식 원심 분리기(2)의 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 유체 연결부(96)에 의해 형성될 수도 있다. 이러한 방식으로, 교환 가능한 분리 인서트(6)가 무균 개체로서 제공될 때, 도관 연결부(306)의 적어도 일부는 멸균된다.

도관 연결부(306)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 발효기 탱크(302)와 모듈식 원심 분리기(2) 사이의 직접 연결부, 또는 탱크와 같은 다른 처리 장비를 통한 연결부일 수도 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 시스템(300)은 도관 연결부(306) 내에 배열된 펌프(308)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 펌프(308)는 모듈식 원심 분리기(2)로 세포 배양 혼합물을 수송하기 위해 이용될 수도 있다.

도관 연결부(306)는 "A"로 지시된 바와 같이, 발효기 탱크(302)의 축방향 하부 부분(304)으로부터 모듈식 원심 분리기(2)의 입구로 세포 배양 혼합물의 공급을 허용한다. 분리 후, 더 높은 밀도의 분리된 세포상은 "B"로 지시된 바와 같이, 모듈식 원심 분리기(2)의 상부에 있는 중질상 출구를 통해 배출되고, 반면 발현된 생체 분자를 포함할 수도 있는 더 낮은 밀도의 분리된 액체 경질상은 "C"로 지시된 바와 같이, 모듈식 원심 분리기(2)의 경질상 출구를 통해 배출된다.

몇몇 실시예에 따르면, 시스템(300)은 모듈식 원심 분리기(2)의 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 유체 연결부(94)에 연결된 제1 수용 용기(310)를 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 교환 가능한 분리 인서트(6)가 무균 개체로서 제공될 때, 제1 수용 용기(310)에 대한 연결부의 적어도 일부는 멸균된다.

따라서, 분리된 세포상은 제1 수용 용기(310)로 배출될 수도 있다. 분리된 세포상은 몇몇 프로세스에서, 후속 발효 프로세스에서, 예를 들어 발효기 탱크(302) 내에서 재사용될 수도 있다.

분리된 세포상은 연결부(312)에 의해 개략적으로 지시된 바와 같이, 모듈식 원심 분리기(2)의 공급 입구로 재순환될 수도 있다.

분리된 액체 경질상은 제2 수용 용기(314)로 또는 예를 들어 발현된 생체 분자의 후속 정화를 위해 다른 프로세스 장비로 직접 배출될 수도 있다. 분리된 액체 경질상은 모듈식 원심 분리기(2)의 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제3 유체 연결부(98)를 통해 모듈식 원심 분리기(2)를 떠난다.

세포 배양 혼합물의 생산 및 세포 배양 혼합물의 분리는 무균 조건에서 수행된다. 이미 설명된 바와 같이, 모듈식 원심 분리기(2)의 교환 가능한 분리 인서트(6)는 무균 개체가 제공될 수도 있다. 액체 공급 혼합물과 분리된 중질상 및 경질상을 안내하기 위한 도관(10)(도 1 참조), 즉, 유체 연결부(94, 96, 98)(또한 도 3 및 도 4 참조)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분을 형성할 수도 있고, 따라서 또한 그 내부에서 멸균된다.

발효기 탱크(302), 제1 수용 용기(310) 및 제2 수용 용기(314)는 내부적으로 멸균된다. 하나의 옵션은 발효기 탱크(302), 제1 수용 용기(310) 및 제2 수용 용기(314)를 단일 사용 용기로서 제공하는 것일 수도 있다. 즉, 이는 폐기되기 전에 하나의 배치 또는 제한된 수의 배치를 위해 사용되고 세포 배양 혼합물의 새로운 배치의 생산을 위해 교환된다. 단일 사용 용기는 그 자신의 지지 구조체를 갖는 유닛일 수도 있다. 대안적으로, 단일 사용 용기는 전용 지지 구조체 상에 또는 내부에 장착될 수도 있다. 발효기 탱크(302), 제1 수용 용기(310) 및 제2 수용 용기(314)에 연결된 도관은 단일 사용 용기의 부분을 형성할 수도 있다.

이에 따라, 세포 배양 혼합물과 접촉하는 시스템(300)의 부분, 분리된 세포상 및 분리된 액체 경질상은 모두 멸균된 부분으로서 제공되는 단일 사용 부분을 형성할 수도 있다. 따라서, 세포 배양 혼합물의 배치의 생산 및 분리 후에, 모든 단일 사용 부분은 시스템(300)으로부터 제거되고 새로운 멸균 단일 사용 부분으로 교체될 수도 있다. 따라서, 시스템의 임의의 다중 사용 부분의 멸균이 요구되지 않고, 세포 배양 혼합물의 생산자의 생산 시설이 단순화된다.

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

액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하기 위해 구성된 모듈식 원심 분리기(2)의 베이스 유닛(4)이며,
베이스 유닛(4) 및 교환 가능한 분리 인서트(6)를 포함하는 모듈식 원심 분리기(2)로서, 교환 가능한 분리 인서트(6)는 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기(2)의 유일한 부분을 형성하도록 구성되고,
베이스 유닛(4)은 고정 프레임(8), 고정 프레임(8) 내에 배열된 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된 회전 가능 부재(16), 및 회전축(20)을 중심으로 회전 가능 부재(16)를 회전시키기 위한 구동 유닛(18)을 포함하고,
회전 가능 부재(16)는 제1 축방향 단부(22) 및 제2 축방향 단부(24)를 갖고, 적어도 반경방향으로 내부 공간(26)을 경계 한정하고, 내부 공간(26)은 내부 공간(26)을 경계 한정하는 회전 가능 부재(16)의 부분이 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상으로부터 완전히 분리되도록 교환 가능한 분리 인서트(6)의 적어도 하나의 부분을 그 내에 수용하기 위해 구성되고,
회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 유체 연결부(94)가 제1 개구(28)를 통해 연장되도록 구성된 제1 개구(28)를 제1 축방향 단부(22)에 구비하는, 베이스 유닛(4)에 있어서,
회전 가능 부재(16)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 유체 연결부(96)가 제2 개구(30)를 통해 연장되도록 구성된 제2 개구(30)를 제2 축방향 단부(24)에 포함하는 것을 특징으로 하는, 베이스 유닛(4).
제1항에 있어서, 적어도 하나의 베어링(36)을 포함하고, 회전 가능 부재(16)는 적어도 하나의 베어링(36)을 통해 고정 프레임(8) 내에 저널링되는, 베이스 유닛(4).
제2항에 있어서, 적어도 하나의 베어링(36)은 적어도 하나의 베어링(36)이 회전 가능 부재(16)에 의해 경계 한정된 내부 공간(26)의 부분 주위로 연장되도록 회전축(20)을 따라 축방향 위치에 배열되는, 베이스 유닛(4).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 가능 부재(16)는 제2 단부(24)의 영역에 가상의 정점을 갖는 절두 원추형 벽 부재(68)를 포함하는, 베이스 유닛(4).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 가능 부재(16)는 회전자 본체(32) 및 캡(34)을 포함하고, 제1 개구(28)는 캡(34) 내에 배열되고, 캡(34)은 내부 공간(26)으로의 액세스 및 교환 가능한 분리 인서트(6)의 장착을 제공하기 위해 회전자 본체(32)와 해제 가능하게 맞물리는, 베이스 유닛(4).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 고정 프레임(8)은 하우징(52)을 포함하고, 회전 가능 부재(16)는 하우징(52) 내부에 배열되고, 하우징(52)은 제3 개구(58)를 구비한 덮개(54)를 포함하고, 덮개(54)의 개방 위치에서 교환 가능한 분리 인서트(6)의 교환을 위해 회전 가능 부재(16)로의 액세스가 제공되고, 덮개(54)의 폐쇄 위치에서, 제3 개구(58)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 유체 연결부(94)가 그를 통해 연장되도록 구성되는, 베이스 유닛(4).
제6항에 있어서, 덮개(54)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분과 맞물리도록 구성되는, 베이스 유닛(4).
제7항에 있어서, 고정 프레임(8)은 덮개에 대향하는 제4 개구(60)를 구비하고, 제4 개구(60)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 유체 연결부(96)가 그를 통해 연장되게 하기 위해 구성되는, 베이스 유닛(4).
제8항에 있어서, 제4 개구(60)에 배열된 맞물림 부재(62)를 포함하고, 맞물림 부재(62)는 교환 가능한 분리 인서트(6)의 부분과 맞물리도록 구성되는, 베이스 유닛(4).
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 고정 프레임(8)은 돌출 부재(64)를 포함하고, 하우징(52)은 회전축(20)을 따라 하우징(52)의 적어도 하나의 단부로의 액세스가 제공되도록 돌출 부재(64)에 연결되는, 베이스 유닛(4).
제10항에 있어서, 하우징(52)은 적어도 하나의 탄성 커넥터(65)를 통해 돌출 부재(64) 내에 현수되는, 베이스 유닛(4).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 유닛(18)은 전기 모터(38), 및 전기 모터(38)와 회전 가능 부재(16) 사이에 배열된 변속기(40)를 포함하는, 베이스 유닛(4).
제12항에 있어서, 고정 프레임(8)은 수직 부재(12)를 포함하고, 전기 모터(38)는 수직 부재(12) 내부에 적어도 부분적으로 배열되는, 베이스 유닛(4).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 베어링(36)은 적어도 80 mm의 내경을 갖는, 베이스 유닛(4).
액체 공급 혼합물을 중질상 및 경질상으로 분리하기 위해 구성된 모듈식 원심 분리기(2)이며, 모듈식 원심 분리기(2)는 베이스 유닛(4) 및 교환 가능한 분리 인서트(6)를 포함하고,
교환 가능한 분리 인서트(6)는 분리 공간(88)을 형성하는 회전자 케이싱(82), 분리 공간(88) 내에 배열된 절두 원추형 분리 디스크(92), 및 액체 공급 혼합물, 중질상 및 경질상을 위한 유체 연결부(10, 94, 96, 98)를 포함하고, 교환 가능한 분리 인서트(6)는 액체 공급 혼합물, 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기(2)의 유일한 부분을 형성하도록 구성되는, 모듈식 원심 분리기(2)에 있어서,
모듈식 원심 분리기(2)는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 베이스 유닛(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 원심 분리기(2).
제15항에 있어서, 교환 가능한 분리 인서트(6)의 회전자 케이싱(82)은, 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제1 유체 연결부(94)가 회전 가능 부재(16)의 제1 개구(28)를 통해 연장되고 교환 가능한 분리 인서트(6)의 제2 유체 연결부(96)가 회전 가능 부재(16)의 제2 개구(30)를 통해 연장되는 상태로 회전 가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 고정되는, 모듈식 원심 분리기(2).
세포 배양 혼합물을 분리하기 위한 시스템(300)이며, 발효기 탱크(302), 제16항에 따른 모듈식 원심 분리기(2), 및 발효기 탱크(302)와 모듈식 원심 분리기(2) 사이에서 연장되는 도관 연결부(306)를 포함하고, 도관 연결부(306)는 제2 유체 연결부(96)를 포함하는, 시스템.
제17항에 있어서, 도관 연결부(306) 내에 배열된 펌프(308)를 포함하는, 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서, 모듈식 원심 분리기(2)의 제1 유체 연결부(94)에 연결된 제1 수용 용기(310)를 포함하는, 시스템.