生物过程流体混合系统技术方案

一种生物过程流体混合系统（3；3'；3''；103；103'），所述流体混合系统（3；3'；3''；103；103'）包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物过程流体混合系统


[0001]本专利技术涉及生物过程流体混合系统、用于在生物过程流体混合系统中混合流体的方法、生物过程系统、可连接到生物过程流体混合系统的控制系统以及计算机程序产品。

技术介绍

[0002]在诸如例如色谱系统之类的生物过程系统中，经常需要流体混合以调整流体的组成。为了利用生物过程系统实现流体混合功能性，通常的做法是将一个泵连接到每个流体入口，以便混合流体。例如，参见图1a，它示出了具有流体混合系统403的现有技术色谱系统401。通常将此类系统描述为梯度形成系统，因为流体共混物的组成可能随时间逐渐增加或减少，从而增加或减少与分离过程相关的组分的浓度。第一入口405a连接到第一泵411a，并且第二入口405b连接到第二泵411b。然后，第一和第二泵的出口连接到公共出口414，以在这些泵的下游混合通过第一入口405a提供的第一流体和通过第二入口405b提供的第二流体。图1b示出了现有技术的色谱系统501，它包括在线配液系统形式的流体混合系统503。在线配液系统通常有三个或三个以上泵并允许取决于应用完成各种任务，例如在线稀释输送到混合系统的浓缩液或在将水与酸、碱和/或盐混合的基础上制备所需的缓冲液组成。在线配液系统可以是另一个系统的集成部分，如这里在色谱系统501的示例中所示，在该系统中，可以在使用的时间点实时地连续制备缓冲液。还可提供诸如系统503的在线配液系统，该系统可单独操作，以用于例如制备可储存在容器中的所需体积的缓冲液。第一入口505a连接到第一泵511a，第二入口505b连接到第二泵511b，第三入口505c连接到第三泵511c，第四入口505d连接到第四泵511d，并且第五入口505e连接到第五泵511e。然后，这些泵的出口连接到公共出口514，以用于混合通过不同的入口505a
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505e提供的流体。
[0003]这些类型的流体混合系统的一个问题是，低流率下的操作范围是有限的。如果要混合两种或两种以上流体，那么在一起操作各泵时输出的组合流率将显然总是大于操作单个泵并从单个流体入口抽取流体时所能实现的最低流率。这些类型的流体混合系统的另一个问题是，可以完成的体积混合比在很大程度上取决于操作流率，并且从而取决于来自所述泵的组合总输出。例如，当有两个泵具有相同的最低流率时，只能实现各个泵的流率的两倍大的混合比，每个组分50%，等效于1+1混合物。但是，如果要实现1+9混合物，则提供调整为提供总流体流量的90%的流体的泵需要至少以所述最低泵流率的9倍大的流率运行，才能以等于或大于所述最低流率的10倍大的流率实现1+9混合物。因此，现有技术系统的操作范围在最低流率以及在广泛范围的流率内完成广泛范围的混合比方面受到了极大的限制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供一种具有较大操作范围的生物过程流体混合系统和一种用于在生物过程系统中在较大操作范围内混合流体的方法。
[0005]本专利技术的进一步目的是提供一种可以在较宽的流率范围内提供更灵活的混合能力的生物过程流体混合系统。
[0006]本专利技术的进一步目的是提供一种用于混合流体的改进方法和一种提供灵活且精确的混合能力的改进的生物过程流体混合系统。
[0007]这在根据独立权利要求的生物过程流体混合系统、用于在生物过程流体混合系统中混合流体的方法、生物过程系统、可连接到生物过程流体混合系统的控制系统以及计算机程序产品中实现。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种生物过程流体混合系统，所述流体混合系统包括：
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至少两个流体入口，其被配置用于通过第一流体入口将第一流体提供到流体混合系统中，并通过第二流体入口将第二流体提供到流体混合系统中；
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至少一个阀布置，其中，第一阀布置与至少第一流体入口和第二流体入口两者保持流体连通；
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至少两个泵，其中，第一泵经由第一阀布置与至少第一和第二流体入口两者保持选择性流体连通，并且第二泵与第一和第二流体入口中的至少一个流体入口保持流体连通；以及
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公共流体出口，其与至少第一泵的出口和第二泵的出口两者保持流体连通，其中，所述至少两个泵的泵速和所述至少一个阀布置中的阀位置被配置成可由控制系统控制，以使得可以执行将至少来自第一流体入口的第一流体和来自第二流体入口的第二流体混合为所述至少两种流体的请求的混合以及公共流体出口处的请求的组合流体流率。
[0009]根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于在根据上文的生物过程流体混合系统中混合流体的方法，其中，所述方法包括控制所述至少两个泵的泵速和所述至少一个阀布置中的阀位置，以使得可以执行将至少来自第一流体入口的第一流体和来自第二流体入口的第二流体混合为所述至少两种流体的请求的混合以及公共流体出口处的请求的组合流体流率。
[0010]根据本专利技术的另一个方面，提供一种包括根据上文的生物过程流体混合系统的生物过程系统。
[0011]根据本专利技术的另一个方面，提供一种控制系统，它可连接到根据上文的生物过程流体混合系统，其中，所述控制系统被配置成根据如上所述的方法控制所述至少两个泵和所述至少一个阀布置。
[0012]根据本专利技术的另一个方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，指令在连接到根据上文的生物过程流体混合系统的控制系统中的处理器中执行时使控制系统执行根据上文的方法。
[0013]由此，提供流体混合系统和用于混合流体的方法，其中，在泵的上游和下游两处均可以提供流体的混合。多亏了第一阀布置，上游混合成为可能。由此，大大扩展了流体混合系统可以操作的流率范围。最低可能流率与一个泵的最低流率相同，而不是两个或两个以上泵的最低流率之和。此外，上游和下游混合的组合允许大大扩展流体之间的混合比的范围，因为混合比由泵流量差以及流体体积和/或提供给提供上游混合的（这个或这些）阀布置的入口的体积流的差平均值定义。此外，实现了一种更灵活的流体混合系统，在该系统中，可以利用本新颖专利技术以更有效且更精确的方式混合不同的流体组分。利用本新颖专利技术，
可以更好地控制流体流率、体积混合比两者以及由不同流体组分产生的流体混合物的请求的流体性质。
[0014]对于低流率，与像如图1a和1b所示的系统那样的现有技术系统相比，甚至在只有一个泵单独工作的情况下，也可以实现组分之间的所有不同的混合比，而在现有技术系统中，只可在大于所涉及的这两个泵的组合最低流容量的流率下实现不同于1+1共混的混合比。
[0015]对于高流率，与像如图1a和1b所示的系统那样的现有技术系统相比，多亏了阀布置，当两个泵均以其最大容量工作时，也可以实现组分之间的所有不同的混合比，而在现有技术系统中，如果这两个泵具有相同的最大流容量，则在最大流率下，只可以执行50%混合。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述至少两个泵的泵速和所述至少一个阀布置中的阀位置被配置成可由控制系统控制，以使得在至少第一泵的上游以及在所述至少两个泵的下游两处均可以执行将至少来自第一流体入口的第一流体和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生物过程流体混合系统（3；3'；3''；103；103'），所述流体混合系统（3；3'；3''；103；103'）包括：
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至少两个流体入口（5a，5b，5c，5d，5e），被配置用于通过第一流体入口（5a）将第一流体提供到所述流体混合系统中，并通过第二流体入口（5b）将第二流体提供到所述流体混合系统中；
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至少一个阀布置（13a，13b，13c，13a'），其中，第一阀布置（13a；13a'）与至少所述第一流体入口（5a）和所述第二流体入口（5b）两者保持流体连通；
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至少两个泵（11a，11b，11c，11d，11e），其中，第一泵（11a）经由所述第一阀布置（13a；13a'）与至少所述第一和第二流体入口（5a，5b）两者保持选择性流体连通，并且第二泵（11b）与所述第一和第二流体入口（5b）中的至少一个流体入口保持流体连通；以及
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公共流体出口（14），其与至少所述第一泵（11a）的出口（15a）和所述第二泵（11b）的出口（15b）保持流体连通，其中，所述至少两个泵（11a，11b，11c，11d，11e）的泵速和所述至少一个阀布置（13a；13a'；13b，13c）中的阀位置被配置成可由控制系统（21）控制，以使得可以执行将至少来自所述第一流体入口（5a）的第一流体和来自所述第二流体入口（5b）的第二流体混合为所述至少两种流体的请求的混合以及所述公共流体出口（14）处的请求的组合流体流率。2.如权利要求1所述的生物过程流体混合系统，其中，所述至少两个泵（11a，11b，11c，11d，11e）的泵速和所述至少一个阀布置（13a；13a'；13b，13c）中的阀位置被配置成可由控制系统（21）控制，以使得可以在相同的时间或者选择性地在不同的时间在至少所述第一泵（11a）的上游以及在所述至少两个泵（11a，11b，11c，11d，11e）的下游执行将至少来自所述第一流体入口（5a）的第一流体和来自所述第二流体入口（5b）的第二流体混合为所述至少两种流体的请求的混合以及所述公共流体出口（14）处的请求的组合流体流率。3.如权利要求1或2所述的生物过程流体混合系统，其中，所述至少两种流体的所述请求的混合是所述至少两种流体的请求的体积混合比和/或具有一个或多个请求的合成流体性质的混合和/或具有一个或多个请求的变化的合成流体性质的混合。4.如权利要求3所述的生物过程流体混合系统，其中，请求的合成流体性质或变化的合成流体性质是合成pH值。5.如前述权利要求中任一权利要求所述的生物过程流体混合系统，其中，所述第二泵（11b）经由设置在所述流体混合系统（3；3'；3''；103；103'）中的第二阀布置（13b）连接到所述第一和第二流体入口（5a，5b）两者。6.如前述权利要求中任一权利要求所述的生物过程流体混合系统，其中，所述流体混合系统（3；3'；3''；103；103'）被配置用于生物过程系统（1；1'；1''；101；101”）中的梯度形成、缓冲液制备或在线配液。7.如前述权利要求中任一权利要求所述的生物过程流体混合系统，其中，所述至少一个阀布置（13a；13a'；13b，13c）包括至少两个入口和一个出口，并且可选地是开关阀或比例阀或调节流量阀。8.如前述权利要求中任一权利要求所述的生物过程流体混合系统，进一步包括连接到所述公共流体出口（14）的混合器（17）。9.如前述权利要求中任一权利要求所述的生物过程流体混合系统，进一步包括可连接
到所述控制系统（21）的至少一个传感器布置（19），所述传感器布置（19）被配置用于测量所述混合的至少第一和第二流体的一个或多个流体性质和/或所述系统中的一个或多个位置中的流体流率，由此，所述控制系统（21）可以基于来自所述传感器布置...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：思拓凡瑞典有限公司，
类型：发明
国别省市：