KR20230083324A - 모듈식 원심 분리기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성된 모듈식 원심 분리기 시스템(1)에 관한 것이다. 시스템은 베이스 유닛(4) 및 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트를 포함한다. 베이스 유닛(4)은 고정 프레임(8) 및 회전가능 부재(16)를 포함한다. 회전가능 부재(16)는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 적어도 하나의 부분을 내부에 수용하도록 구성되는 내부 공간(26)을 한정한다. 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 분리 공간(88)을 형성하는 회전자 케이싱(82) 및 분리 공간(88)에 배열된 분리 디스크(92)를 포함한다. 제1 교체가능 분리 인서트의 디스크(92)는 제1 등가 면적을 갖고, 제2 교체가능 분리 인서트의 디스크(92)는 제1 등가 면적과는 상이한 제2 등가 면적을 갖는다.

Description

모듈식 원심 분리기 시스템

본 발명은 모듈식 원심 분리기 시스템을 위한 교체가능 분리 인서트의 세트, 모듈식 원심 분리기 시스템, 및 모듈식 원심 분리기 시스템의 동작 방법에 관한 것이다.

제약, 생물제약, 생물공학 및 그에 관련된 분야의 분야에서, 세포 배양 혼합물로부터의 세포의 분리 같은 액체 혼합물로부터의 물질의 분리는 살균 환경에서 수행된다. 전통적으로, 예를 들어 스테인리스 강으로 제조된 장비가 이용되어 왔으며, 이 장비는 배치(batch)들 사이에서 살균된다.

일회용으로, 즉 하나의 배치 또는 제한된 수의 배치용으로 제조된 사용후폐기형 분리 장비가 제안되었다. 예를 들어, US2011/0319248은 일회용 원심분리기를 개시하며 WO 2015/181177은 교체가능 내부 드럼을 포함하는 분리기를 개시한다.

이러한 사용후폐기형 분리 장비는 살균 방식으로 사용자에게 공급된다. 따라서, 분리기 내의 제품을 위한 살균 환경이 사용자의 생산 설비에서 분리 장비의 살균 없이 제공될 수 있다.

EP 3666394는 베이스 유닛 및 모듈식 원심 분리기를 개시한다. 베이스 유닛은 고정 프레임, 회전가능 부재, 및 구동 유닛을 포함한다. 회전가능 부재는 내부에 교체가능 분리 인서트의 적어도 하나의 부분을 수용하도록 구성되는 내부 공간을 한정한다. 회전가능 부재에는 제1 축방향 단부에 제1 개구가 제공되며, 제1 개구는 교체가능 분리 인서트의 제1 유체 연결부가 제1 개구를 통해 연장되게 구성된다. 회전가능 부재는 제2 축방향 단부에 제2 개구를 포함하며, 제2 개구는 교체가능 분리 인서트의 제2 유체 연결부가 제2 개구를 통해 연장되게 구성된다.

US 6973925호는 내연기관의 크랭크케이스용 환기 장치를 개시하고 있다. 상기 장치는 오일-공기 혼합물을 위한 입구, 정제된 공기를 위한 공기 통기구 및 오일을 위한 오일 출구를 갖는, 플레이트/디스크를 포함하는 원심 오일 분리기를 포함한다. 기체 액체 분리기의 상황에서, 오일 제거를 필요로 하는 기체의 체적 유량에 적합한 상이한 개수의 플레이트의 사용이 설명된다.

상이한 분리 공정은 상이한 분리 용량을 필요로 할 수 있다.

베이스 유닛 및 교체가능 분리 인서트를 구비한 모듈식 원심 분리기 시스템의 상황에서 상이한 분리 용량을 달성하는 것이 유리할 것이다. 특히, 모듈식 원심 분리기 시스템의 특정 크기의 베이스 유닛에 의해 설정된 한계 내에서, 상이한 분리 용량을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이들 관심사 중 하나 이상을 더 잘 해결하기 위해, 독립 청구항에 규정된 특징을 갖는, 모듈식 원심 분리기 시스템을 위한 교체가능 분리 인서트의 세트, 모듈식 원심 분리기 시스템, 및 모듈식 원심 분리기 시스템의 동작 방법 중 적어도 하나가 제공된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 베이스 유닛을 포함하는 모듈식 원심 분리기 시스템을 위한 교체가능 분리 인서트의 세트가 제공된다. 교체가능 분리 인서트의 세트는 적어도 제1 교체가능 분리 인서트 및 제2 교체가능 분리 인서트를 포함한다. 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 각각은 회전축을 중심으로 회전하도록 구성되고 분리 공간을 형성하는 회전자 케이싱, 분리 공간에 배열된 분리 디스크, 미 액체 공급 혼합물, 분리된 중질상(heavy phase) 및 분리된 경질상(light phase)을 위한 유체 연결부를 포함한다. 제1 교체가능 분리 인서트의 분리 디스크는 제1 등가 면적을 갖고, 제2 교체가능 분리 인서트의 분리 디스크는 제2 등가 면적을 갖는다. 제1 및 제2 분리 인서트의 회전자 케이싱의 각각은 모듈식 원심 분리기 시스템의 베이스 유닛의 회전가능 부재에 끼워지는 정도로 동일한 외부 형상을 갖는다. 제1 등가 면적은 제2 등가 면적과 상이하며, 제1 및 제2 등가 면적의 각각은 동일한 회전 속도에 대해 계산된다.

예로서, 제1 및 제2 분리 인서트의 회전자 케이싱의 각각은, 모듈식 원심 분리기 시스템의 베이스 유닛의 회전가능 부재의 내부 공간 내측에 끼워지는 정도로 동일한 외부 형상을 가지며, 회전가능 부재의 내부 표면의 적어도 일부에 인접하며, 내부 표면은 내부 공간의 적어도 일부를 한정한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성된 모듈식 원심 분리기 시스템이 제공된다. 모듈식 원심 분리기 시스템은 베이스 유닛 및 제1 교체가능 분리 인서트를 포함한다. 베이스 유닛은 고정 프레임, 회전가능 부재, 및 회전가능 부재를 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함한다. 회전가능 부재는 고정 프레임에 배열된 회전축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 회전가능 부재는 적어도 반경방향으로 내부 공간을 한정할 수 있고, 내부 공간은 내부에 제1 교체가능 분리 인서트의 적어도 하나의 부분을 수용하도록 구성된다. 모듈식 분리 시스템은 본 명세서에 개시된 양태 및/또는 실시예 중 어느 하나에 따른 교체가능 분리 인서트의 세트를 포함한다. 제1 교체가능 분리 인서트는 교체가능 분리 인서트의 세트의 일부를 형성한다.

회전가능 부재는 분리 인서트가 삽입되는 회전가능 부재일 수 있으며, 이에 인해 분리 인서트와의 직접 접촉에 의해 동작 중에 분리 인서트에 토크를 전달한다. 그러나, 회전가능 부재는 직접 접촉 없이 분리 인서트에 토크를 전달하기 위해 반드시 자체적으로 회전할 필요는 없는 적어도 하나의 전자기 베어링으로서 실현될 수도 있다. 따라서 구동 유닛은 자기 구동 장치일 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 명세서에 개시된 양태 및/또는 실시예 중 어느 하나에 따른 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성된 모듈식 원심 분리기 시스템의 동작 방법이 제공된다. 방법은 다음의 단계를 포함한다:

- 제1 교체가능 분리 인서트를 제공하는 단계,

- 제1 교체가능 분리 인서트를 회전가능 부재의 내부 공간에 장착하는 단계,

- 제1 교체가능 분리 인서트를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템 내의 액체 공급 혼합물의 제1 배치를 제1 중질상과 제1 경질상으로 분리하는 단계,

- 제1 교체가능 분리 인서트를 회전가능 부재의 내부 공간으로부터 제거하는 단계,

- 제2 교체가능 분리 인서트를 제공하는 단계,

- 제2 교체가능 분리 인서트를 회전가능 부재의 내부 공간에 장착하는 단계, 및

- 제2 교체가능 분리 인서트를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템 내의 액체 공급 혼합물의 제2 배치를 제2 중질상과 제2 경질상으로 분리하는 단계.

모듈식 원심 분리기 시스템의 교체가능 분리 인서트의 세트는 동일한 회전 속도에서 상이한 등가 면적을 갖는 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트를 포함하기 때문에, 교체가능 분리 인서트의 세트, 모듈식 원심 분리기 시스템 및 방법의 각각에 의해 상이한 분리 용량이 제공된다. 따라서, 모듈식 원심 분리기 시스템의 하나의 동일한 베이스 유닛의 한계 내에서, 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트를 사용함으로써, 적절한 분리 용량이 선택가능하다.

본 발명자는, 특정 분리 동작인, 특정 액체 공급 혼합물, 예를 들어 CHO 세포를 함유하는 발효 브로스(fermentation broth)를 포함하는 액체 공급 혼합물 같은 것의 원심 분리에 대해, 이들의 내용물이 특정 레벨을 초과하는 원심력을 받기에 적합하지 않을 수 있는 상황을 고려하였다. 본 발명자는, 교체가능 분리 인서트를 포함하는 모듈식 원심 분리기에서, 특정 액체 공급 혼합물의 특성에 의해 규정되는 최대 분리 속도까지, 즉 최대 원심력까지, 하지만 교체가능 분리 인서트에 제공되는 상이한 총 표면적을 사용하여, 상이한 분리 용량이 달성될 수 있다는 것을 알았다. 따라서, 일회용으로, 즉 하나의 배치만의 또는 제한된 개수의 배치의 분리용으로 제조된 사용후폐기형 분리 장비의 상황에서, 본 명세서에 개시된 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 공급은 모듈식 원심 분리기 시스템에서 요구되는 또는 원하는 분리 용량에 대한 적응을 제공한다.

이러한 방식으로, 더 적은 분리 디스크 또는 더 작은 직경의 분리 디스크를 갖는 분리 인서트의 사용에 의해 더 낮은 용량의 분리를 위한 비용 감소가 또한 제공될 수 있다.

연속되는 또는 다수회의 사용을 위해 구성되고 단지 서비스 및/또는 세척 목적을 위해서만 분해되도록 고안된 종래의 디스크 스택 원심 분리기의 상황에서, 상이한 분리 용량을 갖는 상이한 크기의 분리기가 잘 알려져 있다. 또한, 동일한 유형 및 크기의 분리 디스크를 이용하는 상이한 크기의 디스크 스택의 사용이, 예를 들어 위에서 인용된 US 6973925에서 논의된 바와 같이, 공지되어 있다.

그러나, 동일한 유형 및 크기의 분리 디스크의 상이한 크기의 디스크 스택의 제공은 전통적으로 상이한 버전의 원심 분리기를 제공할 목적으로 제공되었다. 특정 분리 동작을 위한 적합한 원심 분리기 또는 원심 분리기의 버전의 선택에서, 특히 액체 공급 혼합물의 유형, 그 체적 유량, 점도, 온도, 공급 조성, 및 입자 내용물은 하나의 특정 원심 분리기의 선택을 결정한다. 일단 선택되면, 상이한 부분들의 조성 및 특히 분리 디스크의 개수 및 크기는 변경되지 않는다.

본 발명에 따르면, 모듈식 원심 분리기의 교체가능 분리 인서트의 교체가능성은 하나의 동일한 베이스 유닛 내에서 상이한 분리 성능을 제공하기 위해 이용된다. 따라서, 이제 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트를 포함하는 모듈식 원심 분리기 시스템의 일부를 형성하는 모듈식 원심 분리기의 사용에 있어서 더 큰 유연성이 이용된다. 이러한 더 큰 유연성은 예를 들어 상이한 세포 배양 혼합물, 생산된 특정 생체분자, 또는 생산된 특정 세포를 분리하는 상황에서 이용될 수 있다.

분리 성능이라는 용어는 특정 농도의 중질상 및/또는 특정 투명도의 경질상으로 분리될 수 있는 액체 공급 혼합물의 유동과 관련된다.

모듈식 원심 분리기는 2개의 주요 부분인, 베이스 유닛 및 교체가능 분리 인서트를 포함할 수 있다. 이러한 모듈식 원심 분리기에서, 액체 공급 혼합물의 분리가 수행될 수 있다. 모듈식 원심 분리기 시스템은 이러한 모듈식 원심 분리기 및 추가적인 교체가능 분리 인서트, 즉 위에서 규정된 바와 같은 교체가능 분리 인서트의 세트를 포함하는 것을 포함할 수 있다.

여기서, 설명은 모듈식 원심 분리기를 언급할 수 있다. 또한, 이러한 설명은 모듈식 원심 분리기 시스템 및 그 다양한 구성요소에 관한 것이다. 특히, 모듈식 원심 분리기의 교체가능 분리 인서트의 일반적인 양태는 교체가능 분리 인서트의 세트 및 모듈식 원심 분리기 시스템의 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트 양자 모두에 관한 것이다.

베이스 유닛은 교체가능 분리 인서트를 지지하고 회전시키기 위한 기본 구성요소를 포함할 수 있다. 교체가능 분리 인서트는 그 분리 공간에서 액체 공급 혼합물의 실제 분리가 일어나도록 구성될 수 있다. 액체 공급 혼합물은 하나의 유체 연결부를 통해 분리 공간으로 유동할 수 있고, 분리된 중질상과 경질상은 각각 하나의 유체 연결부를 통해 분리 공간을 떠날 수 있다.

제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 분리 디스크의 등가 면적이라는 용어는 관련 교체가능 분리 인서트의 분리 용량의 척도이다. 즉, 등가 면적이 높을수록, 교체가능 분리 인서트의 분리 성능이 높아진다.

실시예에 따르면, 분리 디스크는 본 기술분야에 공지된 바와 같이 절두원추형 분리 디스크이다. 그러나, 분리 디스크는 또한 축방향 분리 시트, 즉 축방향 연장 표면을 갖고 반경방향으로 직선 또는 만곡 연장부를 갖는 축방향 시트와 같은 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다. 분리 시트의 이러한 연장 표면은 회전축과 평행하게 연장될 수 있다. 그러나, 축방향 연장 표면은 또한 회전축에 대해 작은 각도로 연장될 수 있거나, 예를 들어 회전축에 대해 약간 만곡될 수 있다. 각각의 분리 시트는 2개의 축방향 연장 표면을 가지며, 제1 표면은 회전자 케이싱의 회전 방향으로 전방을 향하고 제2 표면은 회전자 케이싱의 회전 방향으로부터 후방을 향한다.

등가 면적(Ae)은 절두원추형 분리 디스크에 대한 하기 식에 따라 계산된다:

여기서, g = 중력, N = 분리 인서트의 절두원추형 분리 디스크의 개수, α = 절두원추형 분리 디스크의 정점 각도의 절반, 즉, 절두원추형 분리 디스크 중 하나의 내부 표면과 회전축 사이의 각도, ω = 분리 인서트의 회전 속도, r_y = 절두원추형 분리 디스크의 외부 반경, r_i = 절두원추형 분리 디스크의 내부 반경이다.

사용되지 않을 때, 즉, 회전하지 않을 때의, 제1 교체가능 분리 인서트와 제2 교체가능 분리 인서트 사이의 비교 척도를 제공하기 위해, 동일한 회전 속도, 예를 들어, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트 양자 모두에 대해 ω=1에 대해 계산된 각각의 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 등가 면적에 의해 회전 속도 중립 수치가 제공된다.

교체가능 분리 인서트는 일회용으로, 즉 액체 공급 혼합물의 오직 하나의 배치 또는 제한된 개수의 배치의 분리용으로 구성될 수 있다. 한편, 베이스 유닛은 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트와 같은 상이한 교체가능 분리 인서트와 함께 반복적으로 사용되도록 구성될 수 있는데, 즉, 베이스 유닛은 상이한 교체가능 분리 인서트를 사용하여 액체 공급 혼합물의 다수의 배치의 분리를 위해 사용될 수 있다.

제1 및 제2 교체가능 분리 인서트는 액체 공급 혼합물 및 분리된 중질상 및 경질상과 접촉하는 모듈식 원심 분리기 시스템의 유일한 부분을 형성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트는 살균체로서 사용자에게 제공될 수 있다. 살균체는 액체 공급 혼합물을 분리하도록 구성된 부분뿐만 아니라 액체 공급 혼합물 및 분리된 중질상 및 경질상을 위한 도관을 포함할 수 있다. 교체가능 분리 인서트는 사용자에 의해 베이스 유닛 내에 장착된다. 따라서, 사용자는 액체 공급 혼합물의 분리를 위한 살균 환경을 갖는 원심 분리기를 쉽게 이용할 수 있을 것이다.

베이스 유닛의 회전가능 부재는 고정 프레임에 회전가능하게 지지될 수 있다. 회전가능 부재는 스핀들 또는 다른 종류의 회전자 샤프트의 도움 없이 고정 프레임에 지지될 수 있다. 고정 프레임은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 고정된다는 점에서 고정적이다.

실시예에 따르면, 제2 등가 면적과 상이한 제1 등가 면적은 제1 교체가능 분리 인서트와 제2 교체가능 분리 인서트 사이의 분리 디스크의 개수의 차이에 의해 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 분리 성능은 제1 및 제2 교체가능 분리 디스크에서의 상이한 개수의 분리 디스크에 의해 제공될 수 있다.

실시예에 따르면, 제1 교체가능 분리 인서트의 절두원추형 분리 디스크와 제2 교체가능 분리 인서트의 절두원추형 분리 디스크는 회전축을 따라 동일한 총 높이를 가질 수 있다. 제1 교체가능 분리 인서트의 절두원추형 분리 디스크 중 적어도 2개 사이의 거리는 제2 교체가능 분리 인서트의 절두원추형 분리 디스크 중 적어도 2개 사이의 거리와 상이할 수 있다. 이러한 방식으로, 절두원추형 분리 디스크는 제1 및 제2 교체가능 분리 디스크 내의 분리 공간 내에서 동일한 양의 공간을 차지할 수 있고, 각각의 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트 내의 분리 디스크 사이의 거리는 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트 내의 상이한 개수의 분리 디스크를 수용하기 위해 상이하다.

실시예에 따르면, 제2 등가 면적과 상이한 제1 등가 면적은 다음 중 적어도 하나에 의해서 제공될 수 있다:

- 제1 교체가능 분리 인서트와 제2 교체가능 분리 인서트 사이의 절두원추형 분리 디스크의 외부 직경의 차이,

- 제1 교체가능 분리 인서트와 제2 교체가능 분리 인서트 사이의 절두원추형 분리 디스크의 내부 직경 사이의 차이, 및/또는

- 제1 교체가능 분리 인서트와 제2 교체가능 분리 인서트 사이의, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 회전축과 절두원추형 분리 디스크 중 하나의 내부 표면 사이의 각도의 차이. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트에 상이한 분리 성능을 제공하기 위한 다른 또는 추가적인 대안이 제공될 수 있다.

실시예에 따르면, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 각각의 회전자 케이싱은 제1 축방향 단부 및 제2 축방향 단부를 가지며, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 각각은 제1 축방향 단부에 배열된 적어도 제1 유체 연결부를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 교체가능 분리 인서트로 유도될 수 있거나 또는 중질상 또는 경질상 중 하나는 교체가능 분리 인서트의 제1 축방향 단부 부분에서 교체가능 분리 인서트로부터 유도될 수 있다. 선택적으로, 제2 및 심지어 제3 유체 연결부가 제1 축방향 단부 부분에 제공되어, 액체 공급 혼합물, 중질상 및/또는 경질상 중 하나 이상이 또한 그 제1 축방향 단부 부분에서 교체가능 분리 인서트에 유입 또는 그로부터 유출될 수 있게 한다.

교체가능 분리 인서트의 세트의 이러한 실시예와 관련하여, 모듈식 원심 분리기 시스템의 실시예에 따르면, 회전가능 부재는 제1 축방향 단부 및 제2 축방향 단부를 갖는다. 회전가능 부재에는 제1 축방향 단부에 제1 개구가 제공될 수 있으며, 제1 개구는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트의 적어도 제1 유체 연결부가 제1 개구를 통해 연장되게 구성된다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 교체가능 분리 인서트로 유도될 수 있거나 또는 중질상 또는 경질상 중 하나가 회전가능 부재의 제1 개구를 통해 교체가능 분리 인서트로부터 유도될 수 있다. 선택적으로, 교체가능 분리 인서트의 제2 및 심지어 제3 유체 연결부가 회전가능 부재의 제1 개구를 통해 교체가능 분리 인서트로/로부터 연장될 수 있다.

실시예에 따르면, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트의 각각은 제2 축방향 단부에 배열된 적어도 제2 유체 연결부를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 교체가능 분리 인서트로 유도될 수 있거나 또는 중질상 또는 경질상 중 하나는 교체가능 분리 인서트의 제2 축방향 단부 부분에서 교체가능 분리 인서트로부터 유도될 수 있다. 제3 유체 연결부가 제1 또는 제2 축방향 단부에 제공될 수 있다.

교체가능 분리 인서트의 세트의 이러한 실시예와 관련하여, 모듈식 원심 분리기 시스템의 실시예에 따르면, 회전가능 부재는 제2 축방향 단부에 제2 개구를 포함할 수 있으며, 제2 개구는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트의 적어도 제2 유체 연결부가 제2 개구를 통해 연장되게 구성된다. 이러한 방식으로, 액체 공급 혼합물은 교체가능 분리 인서트로 유도될 수 있거나 또는 중질상 또는 경질상 중 하나는 회전가능 부재의 제2 개구를 통해 교체가능 분리 인서트로부터 유도될 수 있다. 교체가능 분리 인서트의 제3 유체 연결부가 회전가능 부재의 제1 또는 제2 개구를 통해 연장될 수 있다.

방법의 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 제1 및 제2 배치의 각각이 고체 성분(matter)을 포함할 수 있다. 액체 공급 혼합물의 제1 배치는 고체 성분의 유형, 고체 성분의 농도, 및/또는 분리된 제1 경질상의 내용물 및 분리된 제2 경질상의 내용물 중 적어도 하나에 의해 액체 공급 혼합물의 제2 배치와 상이할 수 있다.

방법의 실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 제1 및 제2 배치의 각각이 세포 배양 혼합물일 수 있다. 세포 배양 혼합물은 발효기 탱크 내의 발효 브로스로서 생산될 수 있다. 원심 분리기 시스템에서 분리된 중질상은 발효 브로스의 작은 부분에서의 세포의 농축물을 포함할 수 있다. 원심 분리기 시스템에서 분리된 경질상은 실질적으로 발효 브로스만을 함유할 수 있다.

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

특정 특징 및 장점을 포함하는 본 발명의 다양한 양태 및/또는 실시예가 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 설명된 예시적인 실시예로부터 즉시 이해될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 모듈식 원심 분리기 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 모듈식 원심 분리기 및 모듈식 원심 분리기 시스템의 베이스 유닛을 통한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 교체가능 분리 인서트를 통한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 4는 모듈식 원심 분리기의 일부를 통한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 5는 모듈식 원심 분리기 시스템의 동작 방법을 도시한다.

이제, 본 발명의 양태 및/또는 실시예를 더 완전하게 설명할 것이다. 유사한 도면 부호는 전체에 걸쳐 유사한 요소를 나타낸다. 공지의 기능 또는 구성은 간결성 및/또는 명료성을 위해 반드시 상세히 설명되지는 않을 것이다.

EP 3666394의 개시내용이 본원에 참조로 포함된다. 특히, 교체가능 분리 인서트의 세트, 모듈식 원심 분리기 시스템, 및 모듈식 원심 분리기 시스템의 동작 방법을 포함하는 본 발명의 맥락에서 모듈식 분리기, 그 베이스 유닛 및 교체가능 분리 인서트의 세부사항이 적용가능하다.

도 1은 실시예에 따른 모듈식 원심 분리기 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 모듈식 원심 분리기 시스템(1)은 베이스 유닛(4) 및 제1 교체가능 분리 인서트(6) 및 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 포함한다. 모듈식 원심 분리기 시스템(1)은 제약, 생물제약 및/또는 생물공학 분야에서 사용되도록 구성될 수 있다. 모듈식 원심 분리기 시스템(1)은 CHO 세포(Chinese Hamster Ovary 세포) 또는 생명공학 산업의 공정으로부터 초래되는 다른 성분과 같은 세포의 생산을 위한 플랜트 내의 셋업의 일부를 형성할 수 있다.

여기서, 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 중 하나가 장착된 베이스 유닛(4)은 모듈식 원심 분리기(2)로 지칭될 수 있다.

모듈식 원심 분리기(2)는 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성된다. 예를 들어, 액체 공급 혼합물은 세포 배양물을 포함하는 발효 브로스에 의해 형성될 수 있고, 중질상은 발효 브로스의 주요 부분으로부터 분리된 세포를 포함할 수 있다. 경질상은 세포가 없거나 또는 단지 최소의 나머지 양의 세포만을 갖는 상태로 발효 브로스의 주요 부분에 의해 형성될 수 있다.

모듈식 원심 분리기 시스템(1)은 베이스 유닛(4)과 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')를 포함한다는 점에서 모듈식이다. 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 분리될 액체 공급 혼합물의 각각의 새로운 배치마다 교체된다. 대안적으로, 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 분리될 각각의 새로운 유형의 액체 공급 혼합물마다 교체될 수 있는데, 즉 동일한 유형의 액체 공급 혼합물을 함유하는 후속 배치는 동일한 교체가능 분리 인서트(6, 6')로 분리될 수 있다.

모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 사용 중에, 액체 공급 혼합물, 중질상 및 경질상은 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 관련 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')하고만 접촉하게 된다. 당연히, 액체 공급 혼합물을 교체가능 분리 인서트(6)로 안내하고 교체가능 분리 인서트(6)로부터 중질상 및 경질상을 안내하도록 구성된 튜브(10) 형태의 도관이 또한 액체 공급 혼합물 및 중질상 및 경질상과 접촉하게 된다. 튜브(10)는 교체가능 분리 인서트(6)의 일부를 형성할 수 있다. 베이스 유닛(4)은 액체 공급 혼합물 또는 중질상 및 경질상 중 임의의 것과 접촉하지 않는다.

제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 교체가능 분리 인서트의 세트를 형성한다.

제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 도 3을 참조하여 아래에서 더 논의된다.

베이스 유닛(4)은 교체가능 분리 인서트를 지지하고 회전시키기 위한 구성요소를 포함한다. 따라서, 베이스 유닛(4)은 특히 고정 프레임(8), 회전가능 부재 및 회전가능 부재를 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함한다. 고정 프레임(8)은 수직 부재(12)를 포함한다. 구동 유닛의 일부는 수직 부재(12)에 배열될 수 있다.

고정 프레임(8)은 모듈식 원심 분리기의 사용 중에 고정된다. 그러나, 베이스 유닛(4)은 예컨대 사용자의 생산 설비에서 상이한 위치에 위치되도록 이동가능할 수 있다. 이를 위해, 고정 프레임(8)에는 바퀴(14)가 제공될 수 있다.

베이스 유닛(4)은 도 2를 참조하여 추가로 후술된다.

도 2는 모듈식 원심 분리기(2)의 베이스 유닛(4)과 도 1의 모듈식 원심 분리기 시스템(1)을 통한 단면을 개략적으로 도시한다. 즉, 도 2에서, 교체가능 분리 인서트는 생략되었다.

상술한 바와 같이, 베이스 유닛(4)은 고정 프레임(8), 회전가능 부재(16) 및 구동 유닛(18)을 포함한다. 회전가능 부재(16)는 고정 프레임(8)에 배열되고 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 구동 유닛(18)은 회전축(20)을 중심으로 회전가능 부재(16)를 회전시키도록 구성된다.

회전축(20)을 따라 볼 때, 회전가능 부재(16)는 제1 축방향 단부(22) 및 제2 축방향 단부(24)를 갖는다. 회전가능 부재(16)는 적어도 반경방향으로 내부 공간(26)을 한정한다. 반경방향은 회전축(20)에 대해 수직으로 연장된다. 내부 공간(26)은 내부에 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트의 적어도 하나의 부분을 수용하도록 구성되며, 아래에서 도 3 및 도 4를 참조한다.

회전가능 부재(16)에는 제1 축방향 단부(22)에 제1 개구(28)가 제공된다. 회전가능 부재(16)에는 제2 축방향 단부(24)에 제2 개구(30)가 더 제공된다. 제1 및 제2 개구(28, 30)의 각각은 회전가능 부재(16) 내에 관통 구멍을 형성한다. 따라서, 내부 공간(26)은 각각의 제1 및 제2 개구(28, 30)를 통해 접근가능하다. 따라서, 제1 개구(28) 및 제2 개구(30)는 제1 교체가능 분리 인서트 또는 제2 교체가능 분리 인서트의 유체 연결부가 이것을 통해 연장되게 구성된다. 또한, 아래에서 도 3 및 도 4를 더 참조한다. 대안적인 실시예에 따르면, 회전가능 부재(16)에는 제1 개구(28)만이 제공될 수 있고, 이 경우 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트의 모든 유체 연결부는 제1 개구(28)만을 통해 연장된다.

내부 공간(26)으로의 접근은 캡(34)을 통해 제공된다. 따라서, 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트는 내부 공간(26)에 장착되고 그로부터 제거될 수 있다. 회전가능 부재(16)는 고정 하우징(52) 내측에 배열된다. 하우징(52)은 뚜껑(54)을 포함한다. 뚜껑(54)의 개방 위치에서, 예를 들어 교체가능 분리 인서트의 교환을 위해 하우징(52) 내측의 회전가능 부재(16)로의 접근이 제공된다.

회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)은 내부 표면(67)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 제1 및 제2 분리 인서트는 내부 공간(26) 내측에 끼워지는 정도로 동일한 외부 형상을 갖는다. 제1 및 제2 분리 인서트의 각각은 내부 공간(26)에 끼워질 때 내부 표면(67)의 적어도 일부에 인접한다. 따라서, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트는 내부 공간(26)에 지지된다.

도시되는 실시예에서, 회전가능 부재(16)는 제2 축방향 단부(24)의 영역에서 가상 정점을 갖는 절두원추형 벽 부재(68)를 포함한다. 절두원추형 벽 부재(68)는 내부 공간(26)의 일부를 한정하고 내부 표면(67)을 포함한다. 내부 공간(26)에 위치될 때, 원추형 또는 절두원추형 형상을 갖는 교체가능 분리 인서트는 절두원추형 벽 부재(68)에 의해 지지될 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 단면을 개략적으로 도시한다. 교체가능 분리 인서트(6)는 도 1과 관련하여 전술한 모듈식 원심 분리기 시스템(1)과 같은 모듈식 원심 분리기 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 도시되는 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 도 1을 참조하여 상술된 제1 교체가능 분리 인서트(6) 및 제2 교체가능 분리 인서트(6') 양자 모두를 예시한다. 따라서, 이하의 설명은 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')뿐만 아니라 교체가능 분리 인서트의 세트 양자 모두에 관한 것이다. 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')가 서로 상이한 양태가 구체적으로 설명된다.

교체가능 분리 인서트(6, 6')는 그 일부가 베이스 유닛, 예를 들어, 도 2와 관련하여 상술한 바와 같은 베이스 유닛(4)의 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26) 내측에 배열되도록 구성된다.

교체가능 분리 인서트(6, 6')는 회전자 케이싱(82), 회전자 케이싱(82)의 제1 단부 부분(85)에 배열된 제1 고정 부분(84), 및 회전자 케이싱(82)의 제2 단부 부분(87)에 배열된 제2 고정 부분(86)을 포함한다. 교체가능 분리 인서트(6)는 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 회전자 케이싱(82)은 제1 고정 부분(84)과 제2 고정 부분(86) 사이에 배열된다. 모듈식 원심 분리기의 동작 중에, 제1 고정 부분(84)은 교체가능 분리 인서트(6)의 상부 축방향 단부에 배열되는 반면, 제2 고정 부분(86)은 교체가능 분리 인서트(6)의 하부 축방향 단부에 배열된다.

제1 및 제2 분리 인서트(6, 6')의 회전자 케이싱(82) 각각은, 예컨대, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 베이스 유닛(4)의 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26) 내측에 끼워지고 회전가능 부재의 내부 표면(67)의 적어도 일부에 인접하는 정도로 동일한 외부 형상을 갖는다.

회전자 케이싱(82)은 내부에 분리 공간(88)을 한정한다. 교체가능 분리 인서트(6)는 분리 공간(88)에 배열된 절두원추형 분리 디스크(92)의 스택(90)을 포함한다. 스택(90) 내의 분리 디스크(92)는 제2 고정 부분(86)에서 가상 정점을 갖고 및/또는 제2 고정 부분(86)을 향해 뾰족해지는 상태로 배열된다. 스택(90)은 적어도 50개의 분리 디스크(92), 예컨대 적어도 100개의 분리 디스크(92), 예컨대 적어도 150개의 분리 디스크(92)를 포함할 수 있다. 예로서 언급된 분리 디스크(92)는 80 내지 200 mm의 범위 내의 외부 반경(r_y), 30 내지 50 mm의 범위 내의 내부 반경(r_i), 및 35 내지 45도의 범위 내의 회전축(20)과 디스크(92)의 내부 표면 사이의 각도(α)(절두원추형 분리 디스크(92)의 정점 각도의 절반)를 가질 수 있다. 명확성을 위해, 몇 개의 디스크(92)만이 도 3에 도시되어 있다.

도시되는 실시예에서, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 제1 축방향 단부 부분(85)에 배열된 적어도 제1 유체 연결부(94)를 포함한다. 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 제2 축방향 단부(87)에 배열된 적어도 제2 유체 연결부(96)를 포함한다.

더 구체적으로, 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 제1 고정 부분(84)에 배열된 제1 유체 연결부(94)를 포함한다. 제1 도관 부분(95)이 제1 유체 연결부(94)의 일부를 형성한다. 제1 유체 연결부(94)의 제1 도관 부분(95)은 제1 고정 부분(84)을 통해 연장된다. 교체가능 분리 인서트(6)는 제2 고정 부분(86)에 배열된 제2 유체 연결부(96)를 포함한다. 제2 도관 부분(97)이 제2 유체 연결부(96)의 일부를 형성한다. 제2 유체 연결부(96)의 제2 도관 부분(97)은 제2 고정 부분(86)을 통해 연장된다. 이러한 실시예에서, 교체가능 분리 인서트(6)는 제2 고정 부분(86)에 배열된 제3 유체 연결부(98)를 포함한다. 제3 도관 부분(99)이 제3 유체 연결부(98)의 일부를 형성한다. 제3 유체 연결부(98)의 제3 도관 부분(99)은 제2 고정 부분(86)을 통해 연장된다. 회전자 케이싱(82) 내측에는, 분리 공간(88)으로부터 분리된 중질상을 위한 하나 이상의 출구 도관(102)이 배열된다. 제1, 제2, 및 제3 유체 연결부(94, 96, 98)는 플라스틱 배관과 같은 배관을 포함할 수 있다.

제1 고정 부분(84)은 회전자 케이싱(82)에 인접한다. 제2 고정 부분(86)은 회전자 케이싱(82)에 인접한다. 시일(104)이 각각의 제1 및 제2 고정 부분(84, 86)과 회전자 케이싱(82) 사이에 제공된다. 시일(104)은 고정 부분(84, 86)과 회전자 케이싱(82) 사이에 기계적 시일을 형성한다. 따라서, 교체가능 분리 인서트(6)에는 기계적으로 밀폐식으로 밀봉된 입구 및 출구가 제공된다. 기계적 밀폐식 시일은 회전가능 회전자 케이싱의 일부와 고정 부분 사이의 접합부를 포함한다.

동작 중에, 회전가능 부재(16)에 배열된 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 회전축(20)을 중심으로 회전하게 된다. 분리될 액체 공급 혼합물이 제2 고정 부분(86)에 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 내부 공간에 의해 용이해진다. 중질상은, 예컨대 세포와 같은 입자를 포함할 수 있다. 중질상은 경질상과 입자의 농축된 혼합물을 포함할 수 있다.

분리된 액체 중질상은 출구 도관(102)을 통해 분리 공간(88)의 주연부로부터 수집되고, 회전자 케이싱(82)으로부터 제1 고정 부분(84)에 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 고정 부분(86)에 배열된 제3 유체 연결부(98)로 유도된다. 결과적으로, 이러한 실시예에서, 액체 공급 혼합물은 교체가능 분리 인서트(6)의 하부 축방향 단부에서 공급되고, 분리된 경질상은 하부 축방향 단부에서 배출되며, 분리된 중질상은 교체가능 분리 인서트(6)의 상부 축방향 단부에서 배출된다.

제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 절두원추형 분리 디스크(92)의 양태와 관련하여 서로 상이하다. 더 구체적으로, 제1 교체가능 분리 인서트(6)의 절두원추형 분리 디스크(92)는 제1 등가 면적을 갖고, 제2 교체가능 분리 인서트(6')의 절두원추형 분리 디스크(92)는 제2 등가 면적을 갖는다. 제1 등가 면적은 제2 등가 면적과 상이하며, 제1 및 제2 등가 면적의 각각은 동일한 회전 속도에 대해 계산된다. 따라서, 상이한 분리 성능이 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')에 제공된다.

실시예에 따르면, 제2 등가 영역과 상이한 제1 등가 영역은 제1 및 제2 교체 가능한 분리 인서트(6, 6') 사이의 절두원추형 분리 디스크(92)의 개수의 차이에 의해 제공된다. 따라서, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 분리 디스크(92)의 스택(90)은 회전축(20)을 따라 상이한 높이를 가질 수 있다.

대안적인 실시예에 따르면, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 분리 디스크(92)의 스택(90)은 동일한 높이를 가질 수 있지만, 여전히 절두원추형 분리 디스크(92)의 개수가 상이하다. 따라서, 제1 교체가능 분리 인서트(6)의 절두원추형 분리 디스크(92)와 제2 교체가능 분리 인서트(6')의 절두원추형 분리 디스크(92)는 회전축(20)을 따라 동일한 총 높이를 가질 수 있다. 제1 교체가능 분리 인서트(6)의 절두원추형 분리 디스크(92) 중 적어도 2개 사이의 거리가 제2 교체가능 분리 인서트(6')의 절두원추형 분리 디스크(92) 중 적어도 2개 사이의 거리와 상이한 상태에서, 분리 디스크의 양 스택(90)의 동일한 높이가 달성될 수 있다. 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 분리 디스크(92) 사이의 거리의 차이는 분리 디스크(92)의 표면 상에 제공되는 코크(caulk) 또는 뾰족한 돌출부와 같은 다른 거리 부재의 높이의 차이에 의해 달성될 수 있다.

실시예에 따르면, 제2 등가 면적과 상이한 제1 등가 면적은 대안적으로 또는 추가적으로 다음 중 적어도 하나에 의해 제공된다:

- 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 사이의 절두원추형 분리 디스크(92)의 외부 직경의 차이,

- 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 사이의 절두원추형 분리 디스크(92)의 내부 직경의 차이, 및/또는

- 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 사이의, 회전축(20)과 절두원추형 분리 디스크(92) 중 하나의 내부 표면 사이의 각도(α)의 차이, 즉 분리 디스크(92)의 원추도의 차이.

대안적인 실시예에 따르면, 절두원추형 분리 디스크(92)의 스택(90)은 제1 고정 부분(84)에서 가상 정점을 갖고 그리고/또는 제1 고정 부분(84)을 향해 뾰족해지는 상태로 배열될 수 있다.

대안적인 실시예에 따르면, 제1, 제2, 및 제3 유체 연결부 및 회전자 케이싱(82) 및 분리 공간(88) 내측의 대응하는 유체 경로는 도시되는 실시예와 상이하게 배열될 수 있는데, 예를 들어 2개의 유체 연결부는 제1 고정 부분(84)에 제공될 수 있고 하나의 유체 연결부가 제2 고정 부분(86)에 제공될 수 있다.

대안적인 실시예에 따르면, 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 제1 또는 제2 고정 부분(84, 86)만을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1, 제2, 및 제3 유체 연결부는 각각 제1 또는 제2 고정 부분(84, 86)에 제공된다.

도 4는 모듈식 원심 분리기(2)의 일부를 통한 단면을 개략적으로 도시한다. 더 구체적으로, 도 4는 모듈식 원심 분리기(2)의 하우징(52), 회전가능 부재(16) 및 교체가능 분리 인서트(6, 6')를 통한 단면을 도시한다. 모듈식 원심 분리기(2)는 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 바와 같은 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 일부를 형성한다. 교체가능 분리 인서트(6)는 도 1 내지 도 3과 관련하여 전술한 바와 같이 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')일 수 있다. 따라서, 이하에서, 도 1 내지 도 3을 또한 참조한다.

도 4에서, 교체가능 분리 인서트(6)는 베이스 유닛(4)에 장착된 상태로 도시된다. 교체가능 분리 인서트(6)의 일부는 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 수용된다.

회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)은 내부 표면(67)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 내부 공간(26)은 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 적어도 하나의 부분을 각각 내부에 수용하도록 구성된다.

제1 및 제2 분리 인서트(6, 6')는 내부 공간(26) 내부에 끼워지는 정도로 동일한 외부 형상을 갖는다. 제1 및 제2 분리 인서트의 각각은 내부 공간(26)에 끼워질 때 내부 표면(67)의 적어도 일부에 인접한다. 따라서, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 내부 공간(26)에 지지된다.

예를 들어, 그리고, 또한 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 회전가능한 부재(16)는 내부 표면(67)의 일부를 형성하는 절두원추형 벽 부재(68)를 포함한다. 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 일부는 원추형 또는 절두원추형 형상을 갖는다. 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 원추형 또는 절두원추형 부분은 절두원추형 벽 부재(68)에 의해 지지된다.

제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')는 내부 공간(26)에서 정확히 동일한 방식으로 지지될 필요가 없다는 것을 유의해야 한다. 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 내부 표면(67)에 의해 상이한 방식으로 지지될 수 있다. 예를 들어, 교체가능 분리 인서트(6, 6') 중 하나는 절두원추형 벽 부재(67)의 더 큰 직경 부분에서 지지될 수 있고, 교체가능 분리 인서트(6, 6') 중 다른 하나는 절두원추형 벽 부재(67)의 더 작은 직경 부분에서 지지될 수 있다.

모듈식 원심 분리기(2)의 사용 중에, 제1 고정 부분(84)은 고정 프레임(8)에 대해 고정되고, 제2 고정 부분(86)은 고정 프레임(8)에 대해 고정된다.

도시되는 실시예에서, 회전가능 부재(16)는 제1 축방향 단부(22) 및 제2 축방향 단부를 갖고, 회전가능 부재(16)에는 제1 축방향 단부(22)에 제1 개구(28)가 제공되고, 제1 개구(28)는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 적어도 제1 유체 연결부(94)가 제1 개구(28)를 통해 연장되게 구성된다. 이러한 방식으로, 제1 유체 연결부(94)는 회전가능 부재(16)의 내부 또는 외부로 연장되도록 배열될 수 있다.

도시되는 실시예에서, 회전가능 부재(16)는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 적어도 제2 유체 연결부(96)가 제2 개구(30)를 통해 연장되게 구성되는 제2 축방향 단부(24)의 제2 개구(30)를 포함한다. 이러한 방식으로, 제2 유체 연결부(96)는 회전가능 부재(16)의 내부 또는 외부로 연장되도록 배열될 수 있다.

도시되는 실시예에서, 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 제3 유체 연결부(98)는 제2 개구(30)를 통해 연장될 수 있다.

대안적인 실시예에 따르면, 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 제3 유체 연결부(98)는 제1 개구(28)를 통해 연장될 수 있다.

다른 대안적인 실시예에 따르면, 제1 또는 제2 개구(28, 30)만이 회전가능 부재에 제공되고, 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 모든 유체 연결부는 각각 제1 또는 제2 개구(28, 30)를 통해 연장된다.

도 5는 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성된 모듈식 원심 분리기 시스템의 동작 방법(100)을 도시한다. 모듈식 원심 분리기 시스템은 도 1 내지 도 4와 관련하여 전술한 바와 같은 모듈식 원심 분리기 시스템(1)일 수 있다. 따라서, 이하에서 도 1 내지 도 4를 또한 참조한다.

방법(100)은,

- 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 제공하는 단계(102),

- 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 장착하는 단계(104),

- 제1 교체가능 분리 인서트를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템(1) 내의 액체 공급 혼합물의 제1 배치를 제1 중질상과 제1 경질상으로 분리하는 단계(106),

- 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)으로부터 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 제거하는 단계(108),

- 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 제공하는 단계(110),

- 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 장착하는 단계(112),

- 모듈식 원심 분리기 시스템(1) 내의 액체 공급 혼합물의 제2 배치를 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 이용하여 제2 중질상과 제2 경질상으로 분리하는 단계(114)를 포함한다.

실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물은 세포 배양 혼합물일 수 있는데, 즉 액체 공급 혼합물의 제1 및 제2 배치의 각각이 세포 배양 혼합물일 수 있다. 세포 배양 혼합물 형태의 액체 공급 혼합물의 제1 배치는 발효기 탱크 내의 발효 브로스에서 생산될 수 있다. 따라서, 발효기 탱크 내의 발효 기간 후에 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템(1)에서 액체 공급 혼합물의 제1 배치의 분리가 수행될 수 있다. 즉, 발효 기간 후에 방법(100)의 단계 102 내지 108이 수행될 수 있다. 발효기 탱크에서 후속 또는 병렬 발효 기간 후, 액체 공급 혼합물의 제2 배치는 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템(1)에서 이어질 수 있다. 즉, 후속 또는 병렬 발효 기간 후에 방법(100)의 단계 110 내지 114가 수행될 수 있다.

실시예에 따르면, 액체 공급 혼합물의 제1 및 제2 배치의 각각은 고체 성분을 포함할 수 있다. 액체 공급 혼합물의 제1 배치는 고체 성분의 유형, 고체 성분의 농도, 및/또는 분리된 제1 경질상의 내용물 및 분리된 제2 경질상의 내용물 중 적어도 하나에 의해 액체 공급 혼합물의 제2 배치와 상이할 수 있다.

액체 공급 혼합물이 세포 배양 혼합물인 실시예에서, 고체 성분은 세포 배양 혼합물의 세포에 대응한다. 경질상은 세포가 제거된 세포 배양 혼합물의 액체이다. 중질상은 분리된 세포 및 소량의 액체를 함유한다.

발효기 탱크 내의 발효는 예를 들어 포유류 세포 배양 혼합물로부터 항체 같은 세포외 생체분자의 발현을 위한 것일 수 있다. 세포외 생체분자는 후속 공정 단계(들)에서 분리된 경질상으로부터 추출될 수 있다. 다른 공정에서, 세포 배양 혼합물의 세포는 발효기 탱크 내의 발효로부터 구하고자 하는 물질일 수 있거나 이를 함유할 수 있다. 세포 또는 물질은 후속 공정 단계(들)에서 분리된 중질상으로부터 추출될 수 있다.

따라서, 고체 성분의 유형에 의해 액체 공급 혼합물의 제2 배치와는 상이한 액체 공급 혼합물의 제1 배치는 제1 및 제2 세포 배양 혼합물의 상이한 유형의 세포에 의한 것일 수 있다. 고체 성분의 농도에 의해 액체 공급 혼합물의 제2 배치와는 상이한 액체 공급 혼합물의 제1 배치는 동일하거나 상이한 종류의 상이한 농도의 세포에 의한 것일 수 있다. 분리된 제1 경질상의 내용물 및 분리된 제2 경질상의 내용물에 의해 액체 공급 혼합물의 제2 배치와는 상이한 액체 공급 혼합물의 제1 배치는 세포외 생체분자의 차이에 의한 것일 수 있다.

실시예에 따르면, 분리 단계(114) 후에, 제2 교체가능 분리 인서트(6')는 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)으로부터 제거될 수 있고, 추가적인 제1 교체가능 분리 인서트(6) 또는 추가적인 제2 교체가능 분리 인서트(6')가 내부 공간(26)에 제공되고 장착될 수 있다. 대안적으로, 추가로 상이한 분리 용량을 갖는 다른 종류의 교체가능 분리 인서트가 내부 공간(26)에 제공되고 장착될 수 있다.

상기 내용은 다양한 예시적인 실시예의 예시이고, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다는 것이 이해되어야 한다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 첨부된 청구항에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 예시적인 실시예는 변형될 수 있으며, 예시적 실시예의 상이한 특징은 본 명세서에 설명된 것들 이외의 실시예를 생성하도록 조합될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (14)

1. 베이스 유닛(4)을 포함하는 모듈식 원심 분리기 시스템(1)을 위한 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트이며, 세트는 적어도 제1 교체가능 분리 인서트(6) 및 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 포함하고,
   제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성되고 분리 공간(88)을 형성하는 회전자 케이싱(82), 분리 공간(88)에 배열된 분리 디스크(92), 및 액체 공급 혼합물, 분리된 중질상 및 분리된 경질상을 위한 유체 연결부(10, 94, 96, 98)를 포함하고,
   제1 교체가능 분리 인서트(6)의 분리 디스크(92)는 제1 등가 면적을 갖고, 제2 교체가능 분리 인서트(6')의 분리 디스크(92)는 제2 등가 면적을 가지며,
   제1 및 제2 분리 인서트(6, 6')의 회전자 케이싱(82) 각각은 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 베이스 유닛(4)의 회전가능 부재(16)에 끼워질 정도로 동일한 외부 형상을 갖는 교체가능 분리 인서트의 세트에 있어서,
   제1 등가 면적은 제2 등가 면적과 상이하며, 제1 및 제2 등가 면적 각각은 동일한 회전 속도에 대해 계산되는 것을 특징으로 하는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 분리 인서트(6, 6')의 회전자 케이싱(82) 각각은 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 베이스 유닛(4)의 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26) 내측에 끼워질 정도로 동일한 외부 형상을 갖고, 회전가능 부재(16)의 내부 표면(67)의 적어도 일부에 인접하며, 내부 표면(67)은 내부 공간(26)의 적어도 일부를 한정하는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   제2 등가 면적과 상이한 제1 등가 면적은 제1 및 제2 교체 가능한 분리 인서트(6, 6') 사이의 분리 디스크(92)의 개수의 차이에 의해 제공되는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   분리 디스크는 절두원추형 분리 디스크인 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
5. 제3항 및 제4항에 있어서,
   제1 교체가능 분리 인서트(6)의 절두원추형 분리 디스크(92)와 제2 교체가능 분리 인서트(6')의 절두원추형 분리 디스크(92)는 회전축(20)을 따라 동일한 총 높이를 가지며, 제1 교체가능 분리 인서트(6)의 절두원추형 분리 디스크(92) 중 적어도 2개 사이의 거리는 제2 교체가능 분리 인서트(6')의 절두원추형 분리 디스크(92) 중 적어도 2개 사이의 거리와 상이한 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   제2 등가 면적과는 상이한 제1 등가 면적은,
   - 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 사이의 절두원추형 분리 디스크(92)의 외부 직경의 차이,
   - 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 사이의 절두원추형 분리 디스크(92)의 내부 직경의 차이, 및/또는
   - 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 사이의, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 회전축(20)과 절두원추형 분리 디스크(92) 중 하나의 내부 표면 사이의 각도(α)의 차이
   중 적어도 하나에 의해 제공되는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각의 회전자 케이싱(82)은 제1 축방향 단부 부분(85) 및 제2 축방향 단부 부분(87)을 가지며, 제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 제1 축방향 단부 부분(85)에 배열된 적어도 제1 유체 연결부(94)를 포함하는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
8. 제7항에 있어서,
   제1 및 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6') 각각은 제2 축방향 단부 부분(87)에 배열된 적어도 제2 유체 연결부(96)를 포함하는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트.
9. 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성되는 모듈식 원심 분리기 시스템(1)이며, 모듈식 원심 분리기 시스템은 베이스 유닛(4)과 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 포함하고,
   베이스 유닛(4)은 고정 프레임(8), 회전가능 부재(16), 및 회전가능 부재(16)를 회전축(20)을 중심으로 회전시키기 위한 구동 유닛(18)을 포함하며,
   회전가능한 부재(16)는 적어도 반경방향으로 내부 공간(26)을 한정하고, 내부 공간(26)은 내부에 제1 교체가능 분리 인서트(6)의 적어도 하나의 부분을 수용하도록 구성되는 모듈식 원심 분리기 시스템(1)에 있어서,
   모듈식 분리 시스템은(1) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트를 포함하며,
   제1 교체가능 분리 인서트(6)는 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 세트의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 모듈식 원심 분리기 시스템(1).
10. 제9항에 있어서,
    회전가능 부재(16)는 고정 프레임(8)에 배열된 회전축(20)을 중심으로 회전하도록 구성되고 제1 축방향 단부(22)와 제2 축방향 단부(24)를 가지며, 회전가능 부재(16)에는 제1 축방향 단부(22)에 제1 개구(28)가 제공되고, 제1 개구(28)는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 적어도 제1 유체 연결부(94)가 제1 개구(28)를 통해 연장되게 구성되는 모듈식 원심 분리기 시스템(1).
11. 제10항에 있어서,
    회전가능 부재(16)는 제2 축방향 단부(24)에 제2 개구(30)를 포함하고, 제2 개구(30)는 제1 또는 제2 교체가능 분리 인서트(6, 6')의 적어도 제2 유체 연결부(96)가 제2 개구(30)를 통해 연장되게 구성되는 모듈식 원심 분리기 시스템(1).
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 액체 공급 혼합물을 중질상과 경질상으로 분리하도록 구성되는 모듈식 원심 분리기 시스템(1)의 동작 방법(100)이며,
    - 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 제공하는 단계(102),
    - 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 장착하는 단계(104),
    - 제1 교체가능 분리 인서트를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템(1) 내의 액체 공급 혼합물의 제1 배치를 제1 중질상과 제1 경질상으로 분리하는 단계(106),
    - 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)으로부터 제1 교체가능 분리 인서트(6)를 제거하는 단계(108),
    - 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 제공하는 단계(110),
    - 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 회전가능 부재(16)의 내부 공간(26)에 장착하는 단계(112), 및
    - 제2 교체가능 분리 인서트(6')를 이용하여 모듈식 원심 분리기 시스템(1) 내의 액체 공급 혼합물의 제2 배치를 제2 중질상과 제2 경질상으로 분리하는 단계(114)를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서,
    액체 공급 혼합물의 제1 및 제2 배치의 각각은 고체 성분을 포함하며, 액체 공급 혼합물의 제1 배치는,
    - 고체 성분의 유형,
    - 고체 성분의 농도, 및/또는
    - 분리된 제1 경질상의 내용물 및 분리된 제2 경질상의 내용물
    중 적어도 하나에 의해 액체 공급 혼합물의 제2 배치와는 상이한 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    액체 공급 혼합물의 제1 및 제2 배치의 각각은 세포 배양 혼합물인 방법.

Images