[發明專利]溫度控制表面和支承結構

在審

• 申請號: 201380063044.2
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN104903674A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: R.L.達姆倫;T.埃登伯格;C.R.圖奧赫;J.D.克羅維爾;P.M.加里赫;K.克拉普;P.米特徹爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣醫療集團生物科學公司
• 主分類號: F28F7/02
• 分類號: F28F7/02;B01J19/00;B01J19/18;C12M1/00;C12M1/02;F28D1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

相關申請

本申請要求2011年12月2日提交的美國臨時申請No.61/566,187和2012年1月13日提交的No.61/586,398的優先權益處，它們各個的教導通過引用而整體地結合在本文中。本申請還是2009年5月25日提交的美國專利申請No.12/410,724的繼續部分申請，該申請要求2008年5月25日提交的美國臨時申請No.61/039,382的優先權益處，它們各個的教導也通過引用而整體地結合在本文中。

技術領域

公開大體涉及生物化學處理系統和方法，并且具體而言，涉及控制反應器器皿的溫度的系統。

背景技術

可獲得各種器皿，以操縱流體和/或進行化學或生物反應。例如，可使用傳統的或一次性生物反應器來處理生物材料，諸如哺乳動物、植物或昆蟲細胞和微生物培養物。雖然已知這樣的生物反應器和其它流體操縱系統結合溫度控制系統，但是需要改進這種系統。

因為微生物培養物的生長和繁殖為哺乳動物細胞的二十到四十(20-40)倍，所以微生物培養物的氧消耗和放熱速率為哺乳動物發酵過程的大約20至40倍。為了保持微生物培養物中的生長，用于微生物系統的生物反應器因此必須能夠以哺乳動物細胞培養物的氧供應和熱移除速率的20至40倍供應氧給培養物流體以及從培養物流體移除熱。這通過多個手段在不銹鋼微生物發酵器中實現，包括，例如，多個葉輪進行的非常劇烈的攪動，以分散空氣泡和增加細胞對氧的吸收；非常高的流率的空氣，以供應更多的氧；額外的冷卻表面，諸如冷卻盤管，以從培養物流體移除微生物細胞的新陳代謝產生的和劇烈攪動產生的摩擦熱所產生的大量熱。但是，在單次使用式生物處理袋中，熱移除是個現存的問題，特別是對于微生物生物反應器而言。

如聚合物或塑料材料諸如膜和柔性袋的領域中技術人員所熟知的那樣，聚合物或塑料膜是相對而言非常不良的導熱體。因此，冷卻在容納可更換式容器例如柔性塑料袋的器皿內部的流體可能需要特別修改柔性袋和/或器皿的冷卻表面。現在需要一種系統和方法來改進微生物細胞培養物產生的大量的熱的移除。

發明內容

公開了一種在化學、制藥或生物反應器系統中用于進行溫度控制的方法和設備。在一個方面，本發明包括可設置在反應器系統中的熱交換模塊，反應器系統具有內部可更換式反應劑容器，諸如，例如，柔性袋或半剛性容器。

本發明的一個實施例為一種用于化學、制藥或生物反應器系統中的熱交換模塊，其包括：本體，本體構造成設置在包括支承結構的反應器器皿中，反應器器皿具有內部可更換式或單次使用式反應劑容器，本體包括至少一個表面和至少一個導熱表面，所述至少一個表面構造成符合反應器器皿的形狀，而至少一個導熱表面適于接觸內部可更換式容器，以有利于熱傳遞；以及設置在模塊本體內的熱交換器，其包括流體循環路徑，熱交換流體可通過流體循環路徑而循環。

本發明的另一個實施例為一種用于化學、制藥或生物反應器系統中的熱交換模塊，包括：本體，其構造成設置在反應器器皿中，反應器器皿包括支承結構且具有內部可更換式或單次使用式反應劑容器，本體進一步包括至少一個導熱表面，其適于接觸內部可更換式反應劑容器，以有利于熱傳遞；以及設置在模塊本體內的熱交換器，其包括流體循環路徑，熱交換流體可通過流體循環路徑而循環。

本文還公開一種柔性生物反應器或混合器袋，其包括至少一個雙壁部分，至少一個雙壁部分包括在雙壁部分內的蛇形流體流通道。

本發明的另一個方面為一種容器，其選自柔性生物反應器袋、柔性混合器袋和柔性管道，容器包括至少一個雙壁部分，其包括內部和外部壁和導熱材料，導熱材料附連到內部壁和外部壁中的至少一個的一部分上。

本發明的又一個方面為一種柔性聚合物壁，其選自生物反應器壁、混合器壁和管道壁，柔性壁包括導熱材料，其附連到柔性壁的一部分上。

本發明的又一個實施例為一種帶夾套的分層擋板式生物反應器箱，其包括：外部圓柱形夾套；以及圓柱形箱，其具有內部箱表面和外部箱表面，內部箱表面限定腔室，腔室構造成支承設置在腔室內的柔性袋，外部箱表面具有分層擋板，分層擋板構造成將液體冷卻劑發送到整個外部箱表面的周圍，圓柱形箱沿軸向設置在外部圓柱形夾套內，其中外部圓柱形夾套以足以防止或最大程度地減小液體冷卻劑的損失的方式密封到圓柱形箱上。柔性生物處理袋可置于帶夾套的分層擋板式生物反應器箱內，以便通過在夾套中循環的冷卻劑進行冷卻。

附圖說明