[发明专利]热传递挡板系统及其用途

说明书

相关申请

本申请要求2009年9月4日提交的美国序列号为No.61/240,029的优先权。

发明领域

本发明涉及用来制造化学试剂，特别是生物药品的装备。

背景信息

本发明涉及具有用于制造化学和/或生物产品例如生物药品的反应容器的装备。例如，发酵罐通常提供一种用于培养微生物或者哺乳动物、昆虫、或者植物细胞以生成这些产物的反应容器。重要的是，控制反应温度以确保产物的最佳生产。例如，发酵典型地生成过量的热量，所述热量必须被耗散或者从系统去除以确保合适的反应条件。本领域技术人员已经提出了用于控制反应容器内部温度的各种系统，正如以下简要综述的。然而，在本领域中还需要一种改进的热控制系统，其也并入了清洁材料表面的使用，例如，本文所提供的。

在一些美国和外国专利中描述了以前可用的系统。例如，美国专利No.2,973,944(Etter，等人)描述了一种“单独盘管单元”的系统，每个盘管单元含有用作反应容器中热传递元件的一组管。通过使用位于每个单元的顶部、底部和/或整个长度上的支柱构件，这些单元间接地固定到容器的内部。‘944专利指出这种间接附接的优点在于，扩张和压缩单元期间将不损坏反应器壳。由‘944专利所描述的单元不是内部的，例如挡板的部分，而是替代地由对于反应容器完全暴露的多个管组成。在美国专利No.3,986,934(Muller，H.)中描述的另一个基于管的系统，其提供了包括多个管的挡板，挡板基本上设置在反应容器的中心。发酵介质循环通过挡板，以使得接触含有热传递介质的管，从而最优化反应组分和热传递介质之间的接触。并且美国专利No.4,670,397(Wegner，等人)公开了一种近似均匀地在发酵罐周围间隔排列的管挡板的系统。挡板设置与发酵罐壁分离，由此在反应罐外壳和挡板之间提供间隔。

美国专利No.4,985,208(Sugawara，等人)说明了聚合反应设备，其包括附接到反应容器在搅动叶片之间的内壁上的多个热传递元件。热传递介质可以在热传递元件的内部通道内部循环。通过可替代地使用所布置的加强板，可以以所提供的“Z字形”图案来形成内部通道。类似地，美国专利No.4,460,278(Tetsuyuki，等人)公开了一种具有安装在搅动叶片之间的热交换器的圆柱形容器。

目前由制造商(例如，Tranter，Paul Mueller，Omega)所供给的市场上可买到的系统包括：扁平线圈、螺旋缠绕管系统、以及其它垂直管环路系统。例如，系统提供由两个金属片构成的热传递元件，所述两个金属片是焊接在一起的电阻，以形成热传递介质循环通过的通道。扁平线圈可以以各种形式得到，并且适于插入反应容器内部。

目前可得到的系统不提供用于高功率/体积的反应器的足够的结构完整性和清洁的构造。本文所描述的热传递系统包括被描述解决这些问题的挡板。正如以下所述，挡板典型地具有热传递介质循环通过的分配通路以及热传递介质不循环通过的一个或者多个溢流通路，其也可以用作分配通路的通孔。该构造提供独特的结构完整性。挡板还典型地固定到反应容器，以使得基本上在挡板和容器之间没有出现任何接缝，由此提供适于清洁的表面。

发明概述

本文所提供的是热传递系统，其有效地传递热量，经受住反应容器内部所遇到的液力，并且可以被简单且有效地清洁。本文所描述的热传递挡板可以并入热传递系统以解决这些问题。在某些实施方案中，挡板具有至少一个内部通路以及至少两个外部通路。典型地，热传递介质循环通过分配通路，而不是一个或者多个溢流通路，其也可以用作分配通路的通孔。将分配通路和溢流通路并入挡板提供了独特的热传递能力和经受住反应容器中遇到的液力所必需的结构整体性。此外，挡板典型地固定到反应容器，以使得在挡板和容器之间不出现任何接缝，由此提供适于清洁的表面。

附图简述

图1.A.装备有如本文所描述的多个热传递挡板的反应容器的示例性实施方案。B.示例性多地带热传递挡板。

图2.示例性热传递挡板构造。

图3.示例性热传递挡板构造。

图4.示例性热传递介质入口/出口切口(cut-out)。

图5.示例性集管(header)构造。

图6.示例性热传递挡板的侧视图。

图7.示例性热传递挡板的正视图。

图8.来自热传递试验#1的结果。

图9.来自热传递试验#2的结果。

详细概述