(57)【要約】  ガスの濾過方法は、容器の区画内の液体にガスをスパージすることを含む。一実施形態において、容器は可撓性バッグから構成することができる。スパージしたガスは、容器からフィルタアセンブリのガスフィルタに通される。ガスフィルタに部分真空を負荷して、ガスフィルタを通したガスの吸引を部分真空が補助するようになっている。
2017529869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの濾過方法であって、
容器の区画内の液体の中にガスをスパージすることと、
前記スパージしたガスを前記容器からフィルタアセンブリのガスフィルタに通すことと、
前記ガスフィルタに部分真空を負荷して、前記スパージしたガスの前記ガスフィルタを通した吸引を前記部分真空が補助するようにすることと、を含む濾過方法。
【請求項２】
前記容器が可撓性バッグから構成されている、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項３】
前記ガスフィルタの上流における前記スパージしたガスの圧力の読み取り値に基づいて前記部分真空の前記負荷を自動的に調整する、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項４】
前記容器の内部におけるガス圧の検出値に基づいて前記部分真空の前記負荷を調整することを更に含む、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項５】
前記液体が、培地及び培養物その中に懸濁されている細胞又は微生物を含む培養物を含んでいる、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項６】
前記フィルタアセンブリが、
区画を囲んでいる可撓性の高分子フィルムから構成されたケーシングと、
前記ケーシングの前記区画内に少なくとも部分的に配置されている前記ガスフィルタと、を含む、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項７】
前記スパージしたガスを前記容器から複数のガスフィルタに通すことであって、前記複数のガスフィルタが互いに並列に配置されており、前記ガスフィルタが前記複数のガスフィルタのうちの１つである、通すことと、
前記複数のガスフィルタの各々に前記部分真空を負荷して、前記複数のガスフィルタを通した前記ガスの吸引を前記部分真空が補助するようにすることと、を更に含む、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項８】
前記ガスを前記ガスフィルタに通す前に、スパージしたガスを凝縮器アセンブリに通して前記ガスから水分を取り除くことを更に含む、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項９】
前記凝縮器アセンブリは、可撓性バッグを備え、その中を前記ガスが通過する、請求項８に記載の濾過方法。
【請求項１０】
前記ガスをスパージさせる間に前記容器内のガス圧を０ｋＰａ〜１０ｋＰａの範囲に維持する、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項１１】
前記ガスフィルタのガス吸気ポートと前記ガスフィルタの前記部分真空が負荷されているガス排気ポートとの間の差圧を、０．５ｋＰａ〜５０ｋＰａの範囲に維持することを更に含む、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項１２】
前記液体の中に前記ガスをスパージして、前記容器の容積に基づいて１分当たり０．００１〜２．５容器容積の流速で前記容器の前記区画の中を前記ガスが通るようにすることを更に含む、請求項１に記載の濾過方法。
【請求項１３】
ガスを濾過するシステムであって、
液体を保持するように構成された区画を有する容器と、
第１のガスフィルタを含む第１のフィルタアセンブリであって、前記第１のフィルタアセンブリは前記容器に連結されて、前記容器の前記区画から前記第１のガスフィルタにガスが通過できるようになっている、第１のフィルタアセンブリと、
前記第１のフィルタアセンブリに連結された第１の真空ポンプであって、前記第１の真空ポンプが起動されたときに部分真空が生じ、前記容器から前記第１のガスフィルタを通る前記ガスの吸引を補助するようになっている第１の真空ポンプと、を備えるシステム。
【請求項１４】
前記容器が可撓性バッグから構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記容器の前記区画内のガス圧を検出するために配置された圧力センサと、
前記圧力センサ及び前記第１の真空ポンプと電気的に連通するコンピュータプロセッサと、を更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記容器の前記区画内のガス圧を検出するために配置された圧力センサと、
前記第１のフィルタアセンブリと前記第１の真空ポンプとの間の液体連通内に配置された制御弁と、
前記圧力センサ及び前記制御弁と通信する制御要素と、を更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１のフィルタアセンブリが、
区画を囲んでいる可撓性の高分子フィルムから構成されたケーシングと、
前記ケーシングの前記区画内に少なくとも部分的に配置されている前記第１のガスフィルタと、を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１のフィルタアセンブリに連結された第２の真空ポンプを更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
第２のガスフィルタを含む第２のフィルタアセンブリであって、前記第２のフィルタアセンブリは前記第１のフィルタアセンブリと並列に前記可撓性バッグに連結されて、前記可撓性バッグの前記区画から前記第２のガスフィルタにガスが通過できるようになっており、前記第１の真空ポンプが前記第２のフィルタアセンブリに連結されている、第２のフィルタアセンブリ、を更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
前記可撓性バッグと前記第１のフィルタアセンブリとの間で前記可撓性バッグに連結された凝縮器アセンブリを更に備え、前記凝縮器アセンブリが、
前記可撓性バッグ及び前記第１のガスフィルタに流体連結された凝縮器バッグと、
前記凝縮器バッグに隣接して配置されてチラーに連結された凝縮器パネルと、を含んでいる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１のフィルタアセンブリ上の排気ポートと第１の真空ポンプとの間で延びるガス移送配管と
前記第１のフィルタアセンブリと第１の真空ポンプとの間で前記ガス移送配管に連結され、前記ガス移送配管内のガス圧が正圧であるかあるいは予め定められた正圧値に達したときに開口して前記ガス移送配管から大気中にガスを開放する、圧力開放弁と、を更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２２】
液体を保持するように構成された区画を有する第２の容器と、
第２のガスフィルタを含む第２のフィルタアセンブリであって、前記第２の容器に連結されて、前記第２の容器の前記区画から前記第２のガスフィルタにガスが通過できるようになっている、第２のフィルタアセンブリと、
前記第２のフィルタアセンブリに連結されて、前記第１の真空ポンプが起動されたときに部分真空が生じ、前記第２の容器から前記第２のガスフィルタを通る前記ガスの吸引を補助するようになっている、前記第１の真空ポンプと、を更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２３】
第１のフィルタアセンブリであって、
高分子フィルムから構成されて区画を囲むケーシング、
ケースに連結されて前記区画と連通する吸入ポート、及び
ガスが通過できる多孔質のフィルタ本体及び前記フィルタ本体に連結された排気ポートを備える第１のフィルタであり、前記フィルタ本体が前記ケーシングの区画内に少なくとも部分的に配置されるように、かつ前記吸入ポートから前記排気ポートへと前記ケーシングの前記区画内を通過するガスが前記フィルタ本体の中を通過しなければならないように前記ケーシングに連結された第１のフィルタ、を含む第１のフィルタアセンブリと、
前記第１のフィルタの前記排気ポートに連結された真空ポンプであって、前記真空ポンプが起動されたときに前記排気ポートに部分真空が負荷されるようになっている真空ポンプと、を備える、ガスを濾過するシステム。
【請求項２４】
前記第１のフィルタの前記排気ポートと前記真空ポンプとの間で延びるガス移送配管と、
前記第１のフィルタと真空ポンプとの間で前記ガス移送配管に連結され、前記ガス移送配管内のガス圧が正圧であるかあるいは予め定められた正圧値に達したときに開口して前記ガス移送配管から大気中にガスを開放する、圧力開放弁と、を更に備える、請求項２３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
１．技術分野
本発明は、ガスフィルタの下流側に部分真空を作用させる流体処理システム及び関連するガス濾過システムに関する。
【０００２】
２．関連技術
バイオリアクタは細胞及び微生物の成長に用いられている。典型的なバイオリアクタは、液相成長培地、細胞又は微生物、及び他の所望の栄養分や成分から構成される培養物を保持する容器を備えている。回転可能な羽根車が培養物の内部で作動し、培養物を実質的に均一な状態に維持する。小さな気泡が、培養物内に連続的にスパージされて、培養物に酸素を与えることを助け、不必要な二酸化炭素を培養物から取り除き、かつ培養物のｐＨを制御するために典型的に用いられる。
【０００３】
細胞／微生物の生存度を維持するためには、その内部で培養物が成長する区画は無菌のままでなければならない。区画の無菌状態を維持しつつ培養物に連続的に加えるスパージガスを除去するために、ガスは典型的にガス濾過システムを介して環境中に排出される。１つの従来のガス濾過システムはカートリッジフィルタシステムと呼ばれ、そのカートリッジフィルタは着脱自在に配置される硬い金属ハウジングを含んでいる。容器からのガスは、そのハウジング上の入り口に供給される。次いで、ガスはハウジング内のフィルタを通って移動し、続いてハウジング上の出口を通って環境に排出される。フィルタは、容器内の何らかの生物学的物質が環境に放出されることを防止し、かつ環境中の何らかの汚染物質が容器内に侵入することも防止する。カプセルフィルタがバイオリアクタと共に用いられる。カプセルフィルタは、フィルタを不変に覆う硬質プラスチックハウジングを含んでいる。また、ガスはカプセルフィルタに通され、続いて環境に排出される。カプセルフィルタは使い捨て可能であるという利点を有し、したがって使用の後にクリーニングしあるいは殺菌する必要がない。
【０００４】
バイオリアクタに用いられる従来のカートリッジフィルタシステム及びカプセルフィルタは有用であるにもかかわらず、それらは多くの欠点を有している。例えば、従来のカートリッジフィルタシステム及びカプセルフィルタは、典型的に、そこをガスが通過する比較的小さい吸気ポート及び排気ポートを有している。よって、フィルタシステムを通過する所望のガス流量を得るためには、高いガス圧でシステムを作動させる必要がある。しかしながら、多くの現在のバイオリアクタは、その内部で培養物が成長する可撓性バッグを備えている。そのような可撓性バッグは高いガス圧で作動させることができず、さもなければそれらは破断する。低いガス圧ではあるが高いガス流量での作動を可能にするために、いくつかのバイオリアクタは、ガスを濾過するために複数のガスフィルタを並列に用いている。しかしながら、ガスフィルタは非常に高価であり、単一のバイオリアクタ上で複数のフィルタの使用が必要となることはシステムにとって著しいコストとなる。
【０００５】
したがって、従来技術において必要とされるものは、バイオリアクタと共に用いることができ、ガスフィルタの使用の最適化を助けてコストを低減させるガス濾過システムである。いくつかの実施形態においては、比較的低いガス圧での作動を可能にするこの種のガス濾過システムを有することは有利となるであろう。
【発明の概要】
【０００６】
本開示を詳細に説明する前に理解されるべきことは、この開示が詳細に例示される装置、システム、方法には限定されず、又はプロセスパラメータが、もちろん、変化し得ることである。また、理解されるべきことは、本明細書に用いる用語は本発明の特定の実施形態を説明するためだけのものであり、いかなる方法でも本発明の範囲を限定することを目的としていないことである。
【０００７】
本明細書に引用される全ての刊行物、特許及び特許出願は、前掲であるか後掲であるかにかかわらず、個々の刊行物、特許又は特許出願が具体的にかつ個別に示されて参照により援用されるのと同じ程度に、その全体が参照によって本願明細書に援用される。
【０００８】
「含む」「含有する」と同義である「備える」、又は「それによって特徴付けられる」という用語は包括的なものであって限定がないものであり、列挙されていない追加の要素あるいは方法ステップを除外しない。
【０００９】
この明細書及び添付の請求の範囲に用いられる単数形「ａ」「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容が明確に指示されていない限り複数の対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば「ポート」という言及は１つ、２つあるいはより多くのポートを含んでいる。
【００１０】
明細書及び添付の請求の範囲に用いる、例えば「上部」「底部」「左」「右」「上」「下」「より高い」「より低い」「近く」「遠く」等の方向を表す用語は、単に相対的な方向を示すためだけに本明細書に用いられ、特に意図しない限り本発明あるいは請求の範囲を限定しない。
【００１１】
可能な場合には、要素の類似の参照符号が様々な図面に用いられてきている。更にまた、１つの要素の複数の実例や親要素の下位となる要素は、要素の参照符号に追加された別々の文字をそれぞれ含むことがあり得る。例えば、特定の要素「９１」の２つの実例は「９１ａ」及び「９１ｂ」とラベル付けされ得る。その場合、要素のラベルは、１つの要素の複数の実例あるいは複数の要素のうちのいずれか１つを全般的に言及するために、添付の文字無しで（例えば、「９１」）用いられることがあり得る。添付の文字を含む要素ラベル（例えば「９１ａ」）は、要素の特定の実例を言及するために、あるいはその要素の多数の使用を区別しあるいは注意を引きつけるために用いることができる。更にまた、添付の文字を有する要素ラベルは、添付の文字のない要素あるいは特徴の代わりの設計、構造、機能、実施及び／又は実施形態を表すために用いることができる。同様に、添付の文字を有する要素ラベルは、親要素の下位の要素を示すために用いることができる。例えば、要素「１２」は、下位の要素「１２ａ」及び「１２ｂ」を含むことができる。
【００１２】
本発明の装置及びシステムの様々な態様は、連結され、取り付けられ、及び／又は一体に接合された要素を記載することにより例示され得る。本明細書に用いられる、「連結された」「取り付けられた」及び／又は「接合された」という用語は、２つの要素の間の直接的な接続、又は、適切な場合には、介在物あるいは中間要素を介して互いに間接的に接続されることを示すために用いられる。対照的に、ある要素が「直接連結された」「直接取り付けられた」及び／又は「直接接合された」と言及されるときは、介在要素は存在しない。更にまた、本明細書に使用されるように、「接続」「接続された」及び類似のものは、２つあるいはより多くの要素の間の直接的な接触を必ずしも意味するわけではない。
【００１３】
本発明の装置、システム及び方法の様々な態様は、１つあるいは複数の例示的な実施形態を参照して例示されることがあり得る。本明細書に用いられる「例示的」という用語は、「実施例、実例あるいは例証としての役割をする」ことを意味しており、本明細書に開示されている他の実施形態以上に好ましいあるいは有利であると必然的に解釈されるべきではない。
【００１４】
特に定めない限り、本明細書に用いる全ての専門的かつ科学的な用語は、本開示が関連する技術の当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。本明細書に記載されているものに類似のあるいは等価な多くの方法及び材料を本開示の実施に用いることができるが、好ましい材料及び方法は本明細書に記載されている。
【００１５】
本発明は、例えば溶液及び／又は懸濁液といった液体にガスがスパージされ、かつ結果として生じる排気を続いて濾過しなければならない流体処理システムに関連する。本発明は、また、流体処理システム及び前述したシステムを用いる方法の一部として用いることができるフィルタシステムにも関連する。この流体処理システムは、細胞又は微生物を培養するために用いるバイオリアクタあるいは発酵槽を含むことができる。実例としてかつ限定としてではなく、本発明のシステムは、細菌、菌類、藻類、植物細胞、動物細胞、原生動物、線虫、及び類似のもの培養に用いることができる。本発明のシステムは、好気性のあるいは嫌気性の、かつ粘着性のあるいは非接着性の細胞及び微生物を収容できる。このシステムは、生物学的ではないが、それにもかかわらずスパージとガス濾過を組み込む、溶液及び／又は懸濁液の形成及び／又は処理に関連して用いることもできる。例えば、このシステムは、ガスによるスパージを必要とする培地、化学薬品、食品、薬剤、飲料及び他の液体製品の生産に用いることができる。
【００１６】
本発明のシステムは、処理される材料と接触するシステム構成部品の大部分が１回の使用の後に廃棄されるように設計できる。その結果、本発明のシステムは、従来のステンレス鋼の混合及び処理システムが必要するクリーニング及び殺菌の負担を大幅に取り除く。この特徴はまた、複数のバッチを反復処理する間の無菌状態を一貫して維持できることを確実なものとする。前述したこと、及び本発明のシステムが容易に拡大縮小可能であり、比較的低コストであり、かつ容易に作動するという事実を考慮すると、本発明のシステムは、そのような処理を以前は外注していた様々な産業及び研究の施設において用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
ここで添付の図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。これらの図面は本発明の代表的な実施形態だけを表しており、したがって、その範囲を限定するものと見なされないことは理解される。
【００１８】
【図１】本発明の流体処理システムの一実施形態の模式図である。
【図２】図１に描かれている流体処理システムに用いることができるガス濾過システムの別の実施形態の斜視図である。
【図３】図２に描かれているガス濾過システムの断面側面図である。
【図３Ａ】図３に描かれているガス濾過システムの別の実施形態の断面側面図である。
【図４】図２に描かれているガス濾過システムの要部を破断した分解図である。
【図５】図１に描かれている流体処理システムに用いることができる複数のガス濾過システムの模式図である。
【図６】図１に描かれている流体処理システムに用いることができるガス濾過システムの別の実施形態の斜視図である。
【図７】中央負圧源と共に動作する複数の異なる流体処理システム１０を示す模式図である。
【図８】負圧を負荷したフィルタ及び負圧を負荷しないフィルタを通過するガス流れの比較データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に描かれているものは、本発明の特徴を組み込んだ本発明の流体処理システム１０の１つの例示的な実施形態である。流体処理システム１０は、チャンバ１４の境界となる堅固な支持ハウジング１２を備えている。支持ハウジング１２は、任意の望ましい寸法に拡大縮小できる。例えば、チャンバ１４が５０リットル未満、５，０００リットル以上、あるいはそれらの間の容積を保持できるように、支持ハウジング１２が寸法決めされ得ることは想像される。支持ハウジング１２は、典型的に金属、例えばステンレス鋼から製造されるが、本発明の負荷荷重に耐え得る他の材料から製造することもできる。必要な場合には、後述するように、支持ハウジング１２のチャンバ１４の中に収納される液体の温度を調整するために、支持ハウジング１２を二重構造とし、加熱されたあるいは冷却された液体がそこを通ってポンプ輸送できるようにすることができる。
【００２０】
支持ハウジング１２の内部に配置されているものは、区画１８を囲む容器１６である。１つの例示的な実施形態において、容器１６は可撓性バッグから構成される。容器１６は、可撓性で非透水性の材料、例えば約０．１ｍｍ〜約５ｍｍ、より一般的には約０．２ｍｍ〜約２ｍｍの間の範囲の厚みを有する、低密度ポリエチレンあるいは他の高分子シート又はフィルムから構成できる。他の厚みもまた用いることができる。その材料は、１層の材料、又は一体に封止されあるいは分離して２重壁の容器を形成する２層あるいはより多くの層から構成できる。層が一体に封止される場合、材料は積層あるいは押し出し材料から構成できる。積層材料は、その後で接着剤によって一体に固定される２つあるいはより多くの別々に形成された層から構成される。
【００２１】
一実施形態において、容器１６は２次元の枕式バッグから構成され、材料の２枚のシートが重なり合う関係に配置され、かつ２枚のシートはそれらの外周が一体に結合されて区画１８を形成する。代わりに、単一の材料シートを折り畳んで重ね合わせ、外周の周辺を縫い合わせて内部区画を形成することができる。別の実施形態において、容器１６は、ある長さに切断されてその端部が縫い合わされる、ポリマー材料の連続した管状の押し出し品から形成することができる。更に他の実施形態において、容器１６は、環状側壁だけではなく２次元の上面端部壁と２次元の底面端部壁を有する３次元バッグから構成することができる。
【００２２】
容器１６が、事実上任意の望ましい寸法、形状及び構成を有するように製造できることは理解される。例えば、容器１６は、１０リットル、３０リットル、１００リットル、２５０リットル、５００リットル、７５０リットル、１，０００リットル、１，５００リットル、３，０００リットル、５，０００リットル、１０，０００リットル、あるいは他の所望の容積に寸法決めされた区画を有するように形成することができる。区画の寸法は、上記の容積のうちの任意の２つの間の範囲とすることもできる。上述した実施形態においては容器１６が可撓性のバッグ状の構成を有しているが、代わりの実施形態において、容器１６を折り畳み可能な容器あるいは半硬式の容器の任意の形態から構成できることは、理解される。いくつかの実施形態において、容器１６は、例えば金属、成形プラスチックあるいは複合材から構成される剛性容器から構成することができる。この実施形態においては、容器１６が自立するので支持ハウジング１２を省くことができる。
【００２３】
ポート２０は、区画１８と連通するように容器１６に連結することができる。任意の所望の数のポート２０を用いることができ、かつそれらは容器１６上の任意の位置に配置することができる。ポート２０は、同じ構成又は異なる構成とすることができ、かつ様々な異なる目的のために用いることができる。例えば、ポート２０は、培地、細胞培養物及び／又は他の構成要素を容器１６内にかつ容器１６から供給するために、流体の配管に連結することができる。ポート２０は、容器１６にプローブを連結するために用いることもできる。例えば、細胞又は微生物の成長を促すためのバイオリアクタとして容器１６を用いるときに、ポート２０は、例えば温度プローブ、ｐＨプローブ、溶存酸素プローブ、圧力センサ及び類似のものといったプローブやセンサを連結するために用いることができる。ポート２０と各種のプローブ及び配管をそこにどのように連結するかについての実例は、２００６年１１月３０日に公開された米国特許出願公開第２００６／０２７００３６号明細書及び２００６年１０月２６日に公開された米国特許出願公開第２００６／０２４０５４６号明細書に開示されているが、それらはこの参照によって本明細書に援用される。ポート２０はまた、容器１６を２次容器及び他の所望の部品に結合するために用いることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態においては、容器１６の下端にガスを供給するための手段が設けられる。実例としてかつ限定としてではなく、容器１６の内部に配置された流体２４にガスを供給するために、スパージャ２２を容器１６の下端に配置しあるいはそれに取り付けることができる。本実施形態において、流体２４は細胞又は微生物を含む培養物を含んでいる。しかしながら、他の実施形態では、本明細書に述べるように、流体２４は他の溶液、懸濁液あるいは液体を含むことができる。当業者が理解するように、容器１６の内部での細胞又は微生物の成長には典型的に様々なガスが必要である。このガスは、典型的に、酸素、二酸化炭素及び／又は窒素と選択的に結合された空気を含む。しかしながら、他のガスを用いることもできる。これらのガスの添加は、溶存酸素及び二酸化炭素含有量を調整するために、かつ培養溶液のｐＨを調整するために用いることができる。用途に応じてガスでスパージすることは、他の用途を有することができる。所望のガスをスパージャ２２に供給するために、ガス配管２６がガス供給源２８からスパージャ２２に延びている。
【００２５】
スパージャ２２は、様々な異なる構成を有することができる。例えば、スパージャ２２は、容器１６の内部に小さい気泡のガスを出す金属、プラスチック又は他の材料から構成された透過性の膜あるいはフリット化させた構造を有することができる。より小さい気泡は、流体内へのガスのより良好な吸収を可能にすることができる。他の実施形態においては、スパージャ２２は、単純に、そこを通ってガスが区画１８内に通過する管、ポート、又は容器１６上に形成されあるいは容器１６に連結された他のタイプの開口を含むことができる。スパージャの実例及びそれらを本発明にどのように用いることができるかは、米国特許出願公開第２００６／０２７００３６号明細書及び米国特許出願公開第２００６／０２４０５４６号明細書に開示されており、それらはこの参照により本明細書に援用される。他の従来のスパージャもまた用いることができる。
【００２６】
本発明の一実施形態によると、容器１６の内部に収容されている流体２４を混合するための手段が設けられる。実例としてかつ限定としてではなく、インペラ３０又は他の混合要素が区画１８の内部に配置される。インペラ３０は、動的シール３４を介して容器１６の内部に突出する駆動軸により回転される。したがって、駆動軸３２の外部回転は、容器１６の内部の流体２４を混合するインペラ３０の回転を容易なものとする。
【００２７】
他の実施形態において、駆動軸３２は、容器１６に回転可能に接続された一端とインペラ３０に接続された反対側の第２の端部を有する可撓性チューブを通って容器１６の内部に突出することができる。駆動軸３２は、流体２４に直接接触することなしにインペラ３０を回転させることができるように、可撓性チューブを通過して着脱自在にインペラ３０に連結される。この混合システムの実例は、２００８年６月１０日に発行された米国特許第７，３８４，７８３号明細書及び２０１０年３月２３日に発行された米国特許第７，６８２，０６７号明細書号に開示されており、それらはこの具体的な参照によって本明細書に援用される。他の代わりの実施形態において、駆動軸３２は、流体を混合するために容器１６の内部に位置決めされた混合要素を繰り返し上昇させかつ降下させるように構成できる。代わりに、容器１６の区画１８の内部に磁気撹拌棒あるいはインペラを配置し、容器１６の外部に配置された磁気ミキサで回転させることができる。更に他の実施形態において、容器１６の区画１８の内部に突出する撹拌棒、パドル、あるいは同種のものは、流体２４を混合するために揺動させ、旋回させ、ショックを与え、あるいは別のやり方で動かすことができる。加えて、例えば容器１６に封止された反対側の端部を有する管を介して区画１８の内側に及び区画１８の外側に流体を移動させるぜん動ポンプを用いて、区画１８の中で流体を循環させることにより、混合を達成することができる。所望の混合を達成するために、ガスの泡を流体の中に通すこともできる。最後に、容器１６の内部の流体２４を混合するために、支持ハウジング１２及び容器１６を回動させ、揺動させ、回転させ、あるいは他のやり方で動かすことができる。他の従来の混合技術もまた用いることができる。例えば容器１６といった可撓性バッグの内部に混合器を組み込むやり方の具体例は、２００８年６月１０日に発行された米国特許第７，３８４，７８３号明細書、２０１０年３月２３日に発行された米国特許第７，６８２，０６７号明細書、及び２００６年９月７日に発行された米国特許出願公開第２００６／０１９６５０１号明細書に開示されているが、それらはこの具体的な参照によって本明細書に援用される。
【００２８】
容器１６に連結されているものは、区画１８内のガス圧を検知するために使用される、圧力センサ３３である。具体的には、使用の間に、流体２４の上方にヘッドスペース２５が形成される。圧力センサ３３は、その内部の圧力を検出するために、ヘッドスペース２５の内部に配置されあるいはヘッドスペース２５と連通するように配置される。任意の従来の圧力センサを用い得ることは理解される。圧力センサ３３は、読み取り値を圧力センサ３３からコンピュータプロセッサ１９０に送信するために、送信機３５に（有線であるいは無線で）連結することができる。送信機３５は読み取り値をコンピュータプロセッサ１９０に無線で送信することができ、あるいはそれに代えて、圧力センサ３３をコンピュータプロセッサ１９０に有線接続してもよい。圧力センサ３３とコンピュータプロセッサ１９０の動作は、より詳細に後述する。
【００２９】
必要というわけではないが、本発明の一実施形態において、排気と共に容器１６から漏出する水分を凝縮させるために凝縮器システム３６が容器１６に連結される。一般に、凝縮器システム３６は、凝縮器３８、凝縮器バッグ４０、冷却機４２及びポンプ４４を含んでいる。より具体的には、凝縮器バッグ４０は、例えば容器１６に関して上述した材料といった、１つあるいは複数の高分子フィルムのシートから製作された２次元あるいは３次元の可撓性バッグから構成される。凝縮器バッグ４０は、入り口端部４６と反対側の出口端部４７とを有している。入り口端部４６は、例えば容器１６の上端部に直接連結し、あるいは描かれているように容器１６の上端から入り口端部４６に延びるガス配管４８によって、容器１６の区画１８に流体連結される。ガス配管４８は、本明細書に述べる他のガス配管及び流体配管の全てと同様にフレキシブルチューブ、フィルムから構成される管、剛性導管あるいは他の導管から構成することができる。凝縮器バッグ４０の入り口端部４６と出口端部４７との間に形成されているものは、典型的にＵ字形の構成を有するキャッチ５０である。後述するように、凝縮器バッグ４０の内部で凝縮された水分はキャッチ５０に集まる。
【００３０】
流体配管５２は、キャッチ５０に連結された第１の端部と、容器１６あるいは別個の流体リザーバのいずれかに連結された反対側の第２の端部とを有している。このように、流体配管５２は、凝縮された水分を容器１６に戻すため、あるいはその後の使用若しくは処分のために凝縮された水分を流体リザーバの中に集めるためのいずれかに用いることができる。凝縮器バッグ４０の位置及び構成に応じ、凝縮された水分は、重力下で流体配管５２の中を自由に流れることができ、あるいは例えば流体配管５２にぜん動ポンプを取り付けることにより、流体配管５２を介してポンプ送りすることができる。他の代わりの実施形態においては、流体配管５２の第２端部は、そこに供給された流体が続いて容器１６の内部に流れ落ちるように、ガス配管４８にあるいは凝縮器バッグ４０の入り口端部４６に連結することができる。
【００３１】
凝縮器３８は、そこを通って延びる流路を各々結合した一対のパネル５４Ａ及び５４Ｂを含んでいる。各パネル５４は、流路に連通しつつ流体配管５６に連結された入り口と、流路に連通しつつ流体配管５８に連結された出口とを有している。流体配管５６及び５８の反対側の端部は冷却機４２と連通している。具体的には、流体は冷却機４２により冷却され、次いでポンプ４４によりポンプ送りされて流体配管５６を通り、パネル５４内の流路を通り、かつ流体配管５８を通って冷却機４２に戻り、このプロセスが反復される。パネル５４は、典型的に、例えばアルミニウムあるいはいくつかの他の熱伝導性の高い材料といった金属から構成される。このように、冷却させた流体をパネル５４に通すことはパネル５４を冷却させる。パネル５４は、典型的に、凝縮器バッグ４０の対向する側面に対し直接的に配置された実質的に平坦な内面６０を有している。したがって、湿りガスが凝縮器バッグ４０に通されると、その湿りガスはパネル５４との熱伝達により冷却され、湿りガスの中の水分は液体へと凝縮し、上述したようにキャッチ５０に集まる。凝縮器システム３６の各構成要素の具体例、凝縮器バッグ４０を容器１６にどのようにして流体連結するか、凝縮された水分の液体を容器１６にどのようにして戻すことができるか、及び本発明に用いることができる凝縮器システムの代わり実施形態は、２０１４年６月４日に発行された米国特許第８，４５５，２４２号明細書、及び２０１４年１２月３１日に出願された米国特許出願第１４／５８８，０６３号明細書に開示されているが、それらはこの具体的な参照によって、本明細書に援用される。他の従来の凝縮器システムを用いることもできる。
【００３２】
代わりの実施形態において、凝縮器システム３６を、ガスから水分を凝縮するために用いることができる任意の従来の凝縮器システムから構成できることは、理解されるところである。そのような従来システムは、典型的に凝縮器バッグ４０を含まないが、多くの場合に、それを通ってガスが通過すると共に冷却源の中にあるいは冷却源に直接的に隣接する硬いあるいは半硬式の導管を有している。
【００３３】
前述したことを考慮しつつ、使用の間、流体２４は容器１６の区画１８に内部に分配される。前述したように、流体２４は、培地、栄養分及び他の望ましい成分、又は、代わりに、処理を必要とする他のタイプの流体と共に細胞又は微生物の培養物を含んでいる。流体は無菌のままでなければならないので、容器１６、そして具体的にはその区画１８は、使用の前に例えば放射線により殺菌される。ガスの泡２３は、スパージャ２２により流体２４の中にスパージされる。同時に、流体２４を混合し、かつ典型的にそれを実質的に均一に維持するために、インペラ３０あるいはいくつかの他の混合要素が作動される。ガスの泡２３は流体２４の中を通過してそれと共に物質を移動させ、容器１６の上端部に位置するヘッドスペース２５の中に集まる。ガス圧が高まるにつれて、湿気を含むスパージされたガスはガス配管４８を通って凝縮器バッグ４０の内部に移動する。湿りガスの中の水分は凝縮器３６により凝縮され、容器１６に戻され、あるいは前述したようにいくつかの他の流体リザーバに供給される。
【００３４】
除湿されたガスは凝縮器バッグ４０の出口端４７から出て、フィルタアセンブリ６６Ａの吸気ポート６４Ａに移動する。凝縮器バッグ４０は、例えば凝縮器バッグ４０及びフィルタアセンブリ６６Ａ上に位置決めされたポートを直接的に一体に連結することによりフィルタアセンブリ６６Ａに直接連結することができ、あるいは描かれているようにそれらの間に延びているガス配管６８によって一体に流体連結することができる。他の実施態様においては、フィルタアセンブリ６６Ａが直接的にあるいはガス配管を介して容器１６に連結されるように、凝縮器システム３６を省くことができる。
【００３５】
１つの例示的な実施形態においては、フィルタアセンブリ６６Ａが区画７２を囲むケーシング７０Ａを含んでいる。区画７２の内部に配置されているものはフィルタ７４Ａである。ガス配管６８からのガスは吸気ポート６４Ａを通って区画７２に入り、フィルタ７４Ａの中を通過し、次いで排気ポート６５Ａを通って出る。このように、フィルタアセンブリ６６Ａを通過する全てのガスはフィルタ７４Ａを通過する。１つの実施形態において、フィルタ７４Ａはカートリッジフィルタから構成できるが、一方でケーシング７０Ａは、その中にカートリッジフィルタを着脱自在に受け入れることができる、例えば金属ハウジングといった硬質ハウジングから構成される。他の代わりの実施形態の場合、フィルタアセンブリ６６Ａはカプセルフィルタから構成することができ、フィルタ７４Ａは例えばポリマーケーシングといった硬質アウタケーシングの内部に不変に囲まれる。
【００３６】
フィルタ７４Ａは、典型的に多孔質材料から製作され、それを通ってガスが通過できるが、例えば細菌及び微生物といった不必要な汚染物質は通過することができない。多孔質材料は典型的に疎水性であり液体をはじくことを助ける。例えば、フィルタ７４Ａは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から構成することができる。他の材料もまた使用することができる。システムがバイオリアクタ又は発酵槽として作用する場合、フィルタ７４Ａは典型的に無菌フィルタとして作動する必要があり、したがって典型的に０．２２マイクロメートル（μｍ）あるいはより小さい細孔寸法を有する。「細孔寸法」という用語は、粒子が通過できる、材料において、最も大きな孔として定義される。一般に、フィルタ７４Ａは、０．２２〜０．１８マイクロメートルの範囲の細孔寸法を有している。しかしながら、プレフィルタリング用途において、あるいは非無菌用途において、フィルタ７４Ａは例えば約０．３〜１．０マイクロメートルの範囲のより大きい細孔寸法を有することができる。更に他の用途において、細孔寸法は１．０マイクロメートルより大きくすることができる。フィルタ７４Ａの１つの実例は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅにより製造される疎水カートリッジフィルタＤＵＲＡＰＯＲＥ、０．２２マイクロメートルである。他の実例は、ＺｅｎＰｕｒｅから入手可能なＰＵＲＥＦＬＯ  ＵＥカートリッジフィルタである。
【００３７】
図２に示されているフィルタアセンブリ６６Ｂは、代わりの実施形態であり、かつフィルタアセンブリ６６Ａの代わりに用いることができる。フィルタアセンブリ６６Ｂは、一端部に取り付けられた吸気ポート６４Ｂと反対側の端部に取り付けられた排気ポート６５Ｂを有するケーシング７０Ｂを含んでいる。ケーシング７０Ｂは、例えばポリマーフィルムといったポリマー材料の１つあるいは複数のシートから構成される柔軟で、折り畳み可能なバッグを含んでいる。ケーシング７０Ｂは、同一材料から構成することができ、かつ容器１６に関して前述したのと同じ製造方法を用いて製造することができる。図示されている実施形態において、ケーシング７０Ｂは、周縁に沿って一体に縫い合わされた、ポリマーフィルムの重なり合う２枚のシートから製造された枕型バッグを含んでいる。ある用途では、フィルタアセンブリ６６、凝縮器バッグ４０、容器１６、及びそれらの間で延びるガス配管を、使用の前に全て殺菌することができる。
【００３８】
図３に示されているように、ケーシング７０Ｂは、内側表面９６と対向する外側表面９８を有している。内側表面９６は区画１００を囲んでいる。ケーシング７０Ｂは、そこに入り口開口１０２が形成された第１の端部１０１を有している。入り口開口１０２は、吸気ポート６４Ｂと連結されるように構成されている。ケーシング７０Ｂはまた、そこに出口開口１０４が形成された反対側の第２の端部１０３を有している。出口開口１０４は、排気ポート６５Ｂと連結されるように構成されている。
【００３９】
図４に示すように、吸気ポート６４Ｂは、そこを通って延びているポート開口１０９を囲む管状ステム１０８を含んでいる。環状の連結フランジ１１０はステム１０８を囲むと共に、ステム１０８から半径方向外側に突出している。連結フランジ１１０は、例えばＯリングといった環状シール１０７がその上に配置された端面１０６（図３）を有している。吸気ポート６４Ｂのステム１０８は、連結フランジ１１０が開口して露出するように、入り口開口１０２の内部に受け入れてケーシング７０Ｂに溶接することによりケーシング７０Ｂに固定することができる。したがって、ポート開口１０９はケーシング７０Ｂの区画１００と連通する。吸気ポート６４Ｂと同一のポートは、凝縮器バッグ４０の出口端部４７に取り付けることができる。凝縮器バッグ４０とフィルタアセンブリ６６Ｂと間の封止された継ぎ手は、例えばトリクランプの使用により連結フランジを単純に一体に固定することにより達成できる。
【００４０】
図４について続けると、排気ポート６５Ｂは、第１の端部１２０と反対側の第２の端部１２２との間に延びる内側表面１１６と対向する外側表面１１８を有した管状ステム１１４を含んでいる。第１の端部１２０の内側表面１１６の上に形成されているものはコネクタである。描かれている実施形態において、コネクタは、バヨネット接続の半分を形成するように第１の端部１２０の上に形成された、一対の対向するバヨネット溝１２４（図３）を含んでいる。内側表面１１６は、排気ポート６５Ｂを通って延びるポート開口１２６を囲むと共に、吸気ポート６４Ｂのポート開口１０９と同じ構成及び寸法を有することができる。ステム１１４を囲みつつ、第２の端部１２２から半径方向外側に突出するものは連結フランジ１２８である。環状シール１２９がその端面１３１に形成されている。取り付けの間に、排気ポート６５Ｂのステム１１４の第１の端部１２０は、出口開口１０４の内部に受け入れられ、フランジ１２８が開口して露出するようにケーシング７０Ｂに溶接することができる。
【００４１】
ケーシング７０Ｂの内部に配置されているものは、排気ポート６５Ｂに連結されるフィルタ７４Ｂである。図３及び図４に描かれているように、フィルタ７４Ｂは、第１の端部１３８と反対側の第２の端部１４０の間に延びる内側表面１３４及び外側表面１３６を有したフィルタ本体１３２を含んでいる。フィルタ本体１３２は、対向する端部１３８と１４０の間に延びる管状側壁１４２と、第２の端部１４０に配置された底面１４４とを含んでいる。このように、内側表面１３４は、フィルタ本体１３２に沿って中央に延びるが第２の端部１４０において底面１４４によって塞がされた、有底状の管路１４６を囲んでいる。フィルタ本体１３２の第１の端部１３８から上方へ突出しているものは管状首部１４８である。一対の環状溝１５０Ａ、１５０Ｂは、首部１４８の外側表面を囲み、かつ対応する環状シール１５２Ａ、１５２Ｂを受け入れるように構成されている。溝１５０Ａ、１５０Ｂの下方の位置において、首部１４８の外側表面から外側に突出するものは、一対の対向するバヨネット尖端１５４である。開口１５６は、首部１４８を通って延びて管路１４６に連通している。フィルタ本体１３２は、同一の材料から製作することができ、かつフィルタ７４Ａに関して上述したように、細孔寸法を含む同一の特性を有している。
【００４２】
アセンブリの間、シール１５２が環状溝１５０の内部に受け入れられ、それに続いてフィルタ７４Ｂの首部１４８は、バヨネット溝１２４の内部に受け入れられかつ回転されたバヨネット尖端１５４により排気ポート６５Ｂに連結される。この構成において、フィルタ７４Ｂは、首部１４８と排気ポート６５Ｂの内側表面１１６と間の気密シールを形成するシール１５２を有した排気ポート６５Ｂに、しっかりと取り付けられる。次に、フィルタ７４Ｂは、排気ポート６５Ｂがケーシング７０Ｂの内部に部分的に受け入れられるように、ケーシング７０Ｂの内部で摺動する。次いで、例えばケーシング７０Ｂをステム１１４の外側表面１１８に溶接することにより、ケーシング７０Ｂと排気ポート６５Ｂの間に気密なシールが形成される。
【００４３】
使用の間に、更に詳細に後述するように、凝縮器バッグ４０からのあるいは容器１６からの直接的なガスは、吸気ポート６４Ｂにおいて、フィルタアセンブリ６６Ｂに入るが、フィルタ本体１３２を通過し、管路１４６に沿って移動し、かつ排気ポート６５Ｂを通って出ることにより、フィルタアセンブリ６６Ｂを出ることができるだけであるこのように、フィルタ７４Ｂは、フィルタアセンブリ６６Ｂを通って出た全てのガスを殺菌し又は濾過する。フィルタ７４Ｂはまた、続いて容器１６の内部の流体２４に潜在的に接触し得る外側の汚染がフィルタアセンブリ６６Ｂの区画にアクセスすることを防止する殺菌フィルタとして機能する。
【００４４】
フィルタアセンブリ６６Ｂは、高流量のガスを濾過できるように設計されている。具体的には、ガスがフィルタアセンブリ６６Ｂに入るにつれて、可撓性ケーシング７０Ｂは図３に示されている構造へと膨張する。膨張した構成において、ケーシング７０Ｂは、フィルタ本体１３２に沿ってフィルタ本体１３２の外側表面１３６から離れている。このように、ガスは、全ての側からかつフィルタ本体１３２の全長に沿って、フィルタ本体１３２に自由にアクセスしかつ通過することができ、それによって、フィルタ本体１３２の使用を最適化し、かつそこを通るガスの流量を最大にする。１つの実施形態において、フィルタ本体１３２の外側表面１３６とケーシング７０Ｂの内側表面との間の環状の隙間距離Ｄは、約０．１５ｃｍ〜約３ｃｍの範囲にあるが、約０．２ｃｍ〜約１ｃｍが一般的である。いくつかの実施形態では、隙間距離Ｄは１ｃｍ又は２ｃｍより大きくすることができる。他の寸法もまた使用できる。他の寸法もまた使用できる。一実施形態において、フィルタ本体１３２は、約５ｃｍ〜約１０ｃｍの範囲の最大横断直径を有する。他の寸法もまた使用できる。更にまた、隙間距離Ｄは、典型的に、フィルタ本体１３２の長さの少なくとも８０％、より一般的には少なくとも９０％、９５％又は１００％にわたって延びる。フィルタアセンブリ６６Ｂはまた、高いガス流量を処理できる。吸気ポート６４Ｂ及び排気ポート６５Ｂのポート開口が、例えば３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍあるいは６ｃｍより大きい、驚くほど大きい直径を有するように設計できるからである。加えて、後述するように、フィルタアセンブリ６６Ｂは、ガスの流れと並列に連通するように配置された複数のフィルタ７４Ｂと同時に作動するように設計できる。
【００４５】
本発明の流体処理システム１０は、その寸法に応じ、一般的に毎分２００あるいは６００標準リットル（「ｓｌｐｍ」）より高いガス流量で作動することができ、かつその寸法に応じ、２０００、５，０００あるいは１０，０００ｓｌｐｍより高いガス流量で作動できることが想定される。もちろん、このシステムは低い流量で作動することもできる。他の用語で表現すると、このシステムのいくつかの実施形態は（容器１６の容積に応じて）毎分約０．００１〜約２．５容器体積の間のガス流量で一般的に作動するが、毎分約０．１〜約１．０容器容積がより一般的である。他の流量もまた使用することができる。
【００４６】
１つの代わりの実施形態において、フィルタ及び排気ポートは単一片として形成することができる。例えば、図３Ａに描かれているものはフィルタ７４Ｃである。フィルタ７４Ｃと前述したフィルタ７４Ｂの間の類似の要素は、類似の参照符号により識別されている。フィルタ７４Ｃは、前述したものと同の一構造、組成及び特性を有するフィルタ本体１３２を含んでいる。しかしながら、第１の端部１３８に首部１４８を含むのではなく、フィルタ７４Ｃは、例えばオーバーモールド、接着剤、溶接、あるいは同種のものによりフィルタ本体１３２の第１の端部１３８に取り外せないように固定された排気ポート６５Ｃを含んでいる。このようにして、排気ポート６５Ｃとフィルタ本体１３２の間に別個のシールは必要でなくなる。
【００４７】
排気ポート６５Ｃは、第１の端部１６６と対向する第２の端部１６８の間に延びる内側表面１６２及び対向する外側表面１６４を有したステム１６０を含んでいる。第２の端部１６８は、上述したようにフィルタ本体１３２に固定されている。第１の端部１６６を囲んで外側に突出しているものはフランジ１７０である。内側表面１６２は、それを通って延びてフィルタ本体１３２の管路１４６に連通するポート開口１７２を囲んでいる。フィルタ本体１３２はケーシング７０Ｂの内部に受け入れられ、かつ排気ポート６５Ｃの外側表面１６４はケーシング７０Ｂの出口開口１０４の内部に受け入れられている。外側表面１６４は、気密シールを形成するように、例えば溶接によって、ケーシング７０Ｂに対して密封されている。排気ポート１６４は典型的に非多孔質のポリマー材料から構成され、一方でフィルタ本体１３２は前述したように多孔質材料から構成されている。
【００４８】
他の実施形態においては、排気ポート６５Ｃを省くことができ、かつケーシング７０Ｂをフィルタ本体１３２の第１の端部１３８に溶接しあるいは直接的に固定できることが想定される。フィルタアセンブリ６６Ｂについての更なる議論、代わりの実施形態、及びフィルタアセンブリ６６Ｂを凝縮器バッグ４０及び容器１６に如何に取り付けることができるかは、２０１４年１２月３１日に出願された米国特許出願第１４／５８７，９７６号明細書に開示されているが、それはこの具体的な参照によって本明細書に援用される。
【００４９】
図４にまた描かれているものは、ケーシング７０Ａ（図２）又はケーシング７０Ｂ上に配置できる加熱ジャケット１９８である。加熱ジャケット１９８は、円筒状ループに巻き付けることができ、かつパッド２００の外側を囲むストラップ２０２によって、所望の構成に保持される断熱パッド２００を含んでいる。パッド２００の内部にあるいはその内側表面上に配置されているものは、例えば発熱テープあるいは同種のものといった発熱体２０４である。ハンガー２０６は、パッド２００あるいはストラップ２０２のいずれかに接続することにより、パッド２００の上端部から突出することもできる。使用の間、加熱ジャケット１９８は、対応するケーシング７０Ａ、７０Ｂに巻き付けられる。しかしながら、ジャケット１９８は、フィルタ７４Ｂとケーシング７０Ｂの間に所望の隙間をもたらすべくケーシング７０Ｂが更に膨張できるように寸法決めされ、かつ典型的にケーシング７０Ａ、７０Ｂを加熱ジャケット１９８の内側表面に押し付けてそれらの間に効率的な熱伝達を生じさせるように構成される。凝縮器システム３６から出てフィルタアセンブリ６６の内部に至る水分は、フィルタ７４に集まって最終的にフィルタを詰まらせる。発熱体２０４を起動させることにより、加熱ジャケット１９８は、フィルタ７４上の凝縮した液体がフィルタ７４を通過して出ることができるようにそれを加熱して気化させることをアシストし、それによって、フィルタ７４の作動寿命を延長させる。しかしながら、加熱ジャケット１９８はフィルタを作動させあるいは本明細書に教示されるように真空を適用するために必要ではなく、所望に応じて加熱ジャケット１９８を省くことができることに留意されたい。
【００５０】
図１に戻ると、移送配管１８０は、フィルタアセンブリ６６（すなわち、フィルタアセンブリ６６Ａあるいは６６Ｂ）の排気ポート６５（すなわち、排気ポート６５Ａあるいは６５Ｂ）に連結された第１の端部１８１と、真空ポンプ１８５に連結された反対側の第２の端部１８３とを有している。移送配管１８０は、フレキシブルチューブ、硬質配管、バキュームホース、又は完全に圧壊することなく負圧下で作動できる他のタイプの任意の導管から構成することができる。作動の間、移送配管１８０の内部に部分真空あるいは負圧を生じさせる真空ポンプ１８５が起動される。部分真空／負圧はフィルタアセンブリ６６の排気ポート６５に負荷され、排気ガスがフィルタ７４を通って吸引されることを助けるように機能する。負荷される負圧は典型的に０ｋＰａより低く（すなわち、より負であり）、より一般的には−０．５、−１、−５、あるいは−１０ｋＰａである。最大負圧は典型的に−１００ｋＰａより高い（すなわち、より正である）が、より一般的には−８０、−５０、−３０、又は−２０ＫＰａより高い。したがって、負荷される負圧は一般的に−０．５ｋＰａ〜−８０ｋＰａであり、−０．５ｋＰａ〜−５０ｋＰａあるいは−０．５ｋＰａ〜−２０ｋＰａがより一般的である。他の値を用いることもできる。同様に、吸気ポート６４と排気ポート６５の間のフィルタ７４をまたぐ差圧は典型的に０．５ｋＰａ〜８０ｋＰａの範囲であるが、０．５ｋＰａ〜５０ｋＰａ、あるいは０．５ｋＰａ〜２０ｋＰａ、あるいは０．５ｋＰａ〜１０ｋＰａがより一般的である。また、他の値も用いることができる。
【００５１】
フィルタアセンブリ６６の排気ポート６５に部分真空あるいは負圧を負荷することは、多くの利点を達成することがわかってきた。例えば、フィルタ７４の相対的な小さい細孔寸法のために、ガスがフィルタ７４を通過するときにはかなりの圧力損失がある。しかしながら、流体２４の中に高い流量でガスをスパージする必要がある場合に、これは問題含みとなり得る。すなわち、フィルタ７４は、フィルタアセンブリ７４を通るガスの流れを制限する。フィルタ７４を通過するガスの流れが流体２４の中にスパージされるガスの流れに遅れずについて行くことができるようにするための１つのオプションは、ガスがフィルタ７４をより速く通過するように強制すべく、フィルタ７４の上流側のガス圧を高めることである。しかしながら、ケーシング７０Ｂ、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６がポリマーフィルムから構成されている場合、それらは典型的に１０ｋＰａ未満、典型的に０．１ｋＰａ〜８ｋＰａの範囲、より一般的には０．５ｋＰａ〜５ｋＰａ、あるいは０．５ｋＰａ〜２ｋＰａの範囲の内部ガス圧で作動するように設計されている。ここで留意されることは、ケーシング７０Ｂ、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６は、それらが膨張したままとなるように若干の正圧で作動するように設計されていることである。５０ｋＰａ、より一般的には６０ｋＰａあるいは７０ｋＰａを上回るガス圧においては、ポリマーフィルム及び／又はそれと共に形成されている縫い目が破断する可能性があり、それによって、汚染が無菌環境に入り込んで最終的に流体２４を汚染させ得る。したがって、ケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６がポリマーフィルムから構成されあるいは軽量構造を有している場合、安全な運転条件はフィルタ７４の上流のガス圧のいかなる著しい上昇をも除外することがあり得る。
【００５２】
ケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び容器１６は硬質構造として形成することができ、より高いガス圧に安全に耐える。しかしながら、いくつかの状況においては、ポリマーフィルムから製造されたケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６を用いることに重要な利点が存在し得る。例えば、ケーシング９０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６がポリマーフィルムから形成される場合、それらの生産はより容易であり、かつそれらの硬質な対照物よりも実質的により低価格であり、それによって、出費を減少させる。更に、ケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６は生産が比較的廉価であることからそれらは１回の使用の後に廃棄できる。その結果、バッチの間にクリーニング又は殺菌を必要とせず、かつプロセス流体が汚染されるリスクはより低い。
【００５３】
フィルタ７４の上流のガス圧を高めることの１つの代替案は、フィルタアセンブリ６６が低いガス圧において、ガス流量を処理できるように、複数のフィルタアセンブリ６６を並列に凝縮器システム３６に流体連結することである。しかしながら、このアプローチの課題はフィルタ７４が非常に高価であるということである。したがって、このアプローチは実行可能であるけれども、コストを低下させるためには用いるフィルタ７４の数を最小化することが望ましい。
【００５４】
上記のアプローチを用いることとは対照的に、フィルタ７４の排気ポート６５に部分真空又は負圧を負荷することの利点は、負荷された負圧がフィルタ７４を通るガスの流量を増加させ、かつフィルタ７４の上流のガス圧を低下させることにある。このように、ケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６は、ポリマーフィルムから構成される場合に、流体処理システム１０において、安全に用いることができる。システムを低い圧力で作動させることができるからである。いくつかの実施形態においては、後述するように、スパージするガスの高い流量に対処するために複数のフィルタ７４を並列に用いる必要がまだあり得るが、各フィルタ７４の排気ポートに部分真空／負圧を負荷することにより、著しく少ないフィルタあるいは又はより小さいフィルタを必要とし、それによって、経費を最小化できる。フィルタ７４の排気ポート６５に部分真空／負のガス圧を負荷することの追加の利点は、それにわたってフィルタ７４を用いることができる製造寿命が延びることにある。すなわち、負のガス圧をフィルタ７４の排気ポート６５に負荷するときに、フィルタ７４をより長く用いことができる。フィルタをより長く用いることにより、より少ないあるいはより小さいフィルタが必要となり、それは経費の最小化を助ける。上記の利点はまた、使用するフィルタアセンブリ、凝縮器システム及び流体容器のタイプとは無関係に達成される。すなわち、フィルタアセンブリ、凝縮器システム及び流体容器が高いガス圧で作動できる硬質構造として形成されている場合でも、フィルタアセンブリの排気ポートに負圧を負荷することは、必要とするフィルタの数あるいは寸法を低減させる。
【００５５】
真空ポンプ１８５によって、排気ポート６５に負荷される部分真空／負圧は、典型的に、フィルタ７４の上流のガス圧が正であり、かつ前述したように好適な運転範囲、すなわち典型的に０．１ｋＰａ〜２ｋＰａの範囲内にあるような値に維持される。部分真空／負圧があまりに高い場合は、フィルタ７４の上流のガス圧が負となり、あるいはケーシング７４Ｂがフィルタ７０Ｂに対して圧壊するのに十分に低いものとなり、それによって、フィルタ７０Ｂを通る気体の流れを制限する。圧壊する凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６はまたガスの流れを制限し、かつ他の運転条件に負の影響を及ぼし得る。ケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６が十分に硬質で圧壊することなく負圧に耐えることができる場合、ケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び容器１６のうちの１つあるいは複数の内部の負圧を生じさせるために、負荷する部分真空／負圧を高めることができる。
【００５６】
真空ポンプ１８５は、所望の部分真空／負圧を達成し、かつ所望のガス流量を維持するために、様々に異なる構成となり、かつ多くの異なる方法で用いることができる。真空ポンプ１８５は、典型的に、例えば回転ベーンポンプあるいは膜ポンプといった容積移送式真空ポンプから構成される。しかしながら、他のタイプのポンプもまた用いることができる。
【００５７】
真空ポンプ１８５は、可変容量型ポンプ又は定容量型ポンプから構成することもできる。可変容量型ポンプは、それらが生じさせる部分真空を調整するために直接制御することができる。対照的に、定容量型ポンプは、一定の部分真空を生じさせるために作動するだけである。しかしながら、生成させる一定の部分真空は、真空を大気に転換する、例えば真空配管内への別個のガスの供給を調整することにより、負荷の間に調整することができる。例えば、真空ポンプ１８５が定容量型ポンプである場合、三方向制御弁１８２を移送配管１８０に連結できる。空気粒子フィルタ１７８が、移送配管１７９を介して制御弁１８２に連結される。その結果、周囲環境からの空気は、空気粒子フィルタ１７８を通過し、移送配管１７９を通り、制御弁１８２を通過することにより移送配管１８０に入ることができる。このように、真空ポンプ１８５が一定の部分真空を生じさせ得るにもかかわらず、移送配管１７９を通って移送配管１８０に入る周囲環境からの空気の量を調整する制御弁１８２を用いることにより、フィルタ７４の排気ポート６５に負荷される部分真空あるいは負圧を調整することができる。２つあるいはより多くの２方向制御弁を用いることにより単一の三方向制御弁の機能を複製できること、かつ本発明が所望の機能を達成するために様々に異なる弁の構成を用い得ることを想定していることを、当業者は理解するであろう。更にまた、真空ポンプ１８５は、システムの残りが施設の内部の真空インタフェースを介して連結する施設ポンプとすることができる。施設ポンプ及びいくつかの他のタイプの真空ポンプは、配管１７９を必要としない場合がある。これらの状況下では、弁１８２は三方弁ではなく二方弁とすることができる。
【００５８】
容積形型ポンプとは対照的に、真空ポンプ１８５が可変容量型ポンプである場合は、制御弁１８２、移送配管１７９及び空気粒子フィルタ１７８を省くことができ、真空ポンプ１８５によって、生じる部分真空の量は真空ポンプ１８５の動作を直接的に制御することによって調整することができる。義務的ではないが、追加の安全弁及び／又は冗長な弁を上記のシステムに組み込むことができ、かつ有益なものとなり得ることを、本発明が想定していることは理解される。
【００５９】
１つの実施形態において、フィルタ７４の排気ポート６５に負荷する真空の量は、移送配管１８０に連結された圧力計１８９を検査することにより手動で調整することができる。すなわち、圧力計１８９の読み取り値に基づいて、オペレータは、真空ポンプ１８５の動作を調整することができ、あるいは、該当する場合は、負荷する部分真空を調整するために制御弁１８２を調整する。
【００６０】
１つの代わりの自動化された実施形態において、真空ポンプ１８５、圧力計１８９及び／又は制御弁１８２は、前述したように、容器１６の内部のガス圧を検出する圧力センサ３３に電気的に連結されたコンピュータプロセッサ１９０に電気的に連結することができる。この実施形態においては、コンピュータプロセッサ１９０は、圧力計１８９及び圧力センサ３３から受信した入力に基づいて、負荷する部分真空を自動的に調整することができる。例えば、流体処理システム１０が作動するときに、フィルタ７４をゆっくりと接続し始め、それはフィルタ７４の上流のガス圧を高める。更にまた、フィルタ７４の上流のガス圧は、容器１６内にスパージするガスの流量を増加させることにより高めることができる。フィルタ７４の上流のガス圧は、始動、運転停止及び運転条件の変化の結果として変化し得る。
【００６１】
コンピュータプロセッサ１９０は、容器１６、凝縮器バッグ４０及び／又はケーシング７０の内部のガス圧が所望の運転範囲内に維持されるように、圧力センサ３３により検出される圧力をモニタし、かつ真空ポンプ１８５及び／又は制御弁１８２の動作を自動的に調整すべくプログラムすることができる。すなわち、容器１６の内部の圧力が上昇するにつれて、真空ポンプ１８５はより高い真空を生じさせるように調整することができ、あるいは制御弁１８２は移送配管１８０の内部への空気の流れを制限し、それによって、高い真空を生じさせるように調整することができる。次に、フィルタ７４の排気ポート６５に負荷する部分真空を増加させることは、フィルタ７４を通るガス流量を増加させ、したがって容器１６の内部のガス圧を低下させる。容器１６に取り付けられた圧力センサ３３により検出されるガス圧が、概ね凝縮器バッグ４０及びケーシング７０の内部のガス圧でもあることは理解される。このように、圧力センサ３３は、ケーシング７０の区画（図３）と容器１６のヘッドスペース２５の間のガス流れにおける任意の位置に位置決めすることもできる。
【００６２】
図１にまた描かれているように、第２の真空ポンプ１８５Ａは、第２の配管１９４によって、移送配管１８０に連結することができる。必要な場合、負荷する真空は、第２の配管１９４上の弁１９５を開き、かつ第２の真空ポンプ１８５Ａを作動させることによって、増加させることができる。必要なときには、容量あるいは冗長性のために、追加の真空ポンプを移送配管１８０に同様に取り付けることができる。弁１９５及び第２の真空ポンプ１８５Ａは、自動的な動作のためにコンピュータプロセッサ１９０に電気的に連結することができる。
【００６３】
前述したように、単一のフィルタ７４は、フィルタ７４に部分真空を負荷するときでも、フィルタ７４の上流の圧力を所望範囲内に維持しつつスパージされたガスの全てを処理できない場合がある。これは、部分的に、流体処理の間にフィルタ７４が徐々に詰まるという事実のためである。したがって、複数のフィルタ７４を並列に真空ポンプ１８５に流体連結することができる。具体的に、図５に描かれているものは、本明細書において前述したようなフィルタアセンブリ６６Ａあるいは６６Ｂとそれぞれが同一であり得る、フィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄ及び６６Ｅである。いかなる実施形態においても、各フィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄはケーシング７０の内部に別個のフィルタ７４を含んでいる。他の実施形態においては、例えば２つ、４つ、５つあるいはより多くといった、他の数のフィルタアセンブリ６６を並列に用いることができる。各フィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄは、対応する管状のガス配管部分２１６Ａ〜２１６Ｃと連結する吸気ポート６４を有している。次に、各ガス配管部分２１６Ａ〜２１６Ｃは、ガス配管６８に流体連結している。ガス配管６８は、凝縮器システム３６と連結することができ、あるいは容器１６と直接的に連結できる。各フィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄはまた、対応する管状のガス配管部分２１８Ａ〜２１８Ｃとそれぞれ連結する排気ポート６５を有している。次に、各ガス配管部分２１８Ａ〜２１８Ｃは移送配管１８０と流体連結している。使用の間、２つあるいはより多くのフィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄは、容器１６からのガスを濾過するために同時に作動することができ、かつ真空ポンプ１８５から部分真空／負圧を受け入れる。代わりに、弁２２０Ａ〜２２０Ｃは、ガス配管部分２１８Ａ〜２１８Ｃに連結し、かつコンピュータプロセッサ１９０に電気的に連結できる。流体処理システムは、最初は、フィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄのうちの１つあるいは複数を通過するガスで作動できる。しかしながら、１つのフィルタあるいは複数のフィルタが詰まるにつれて容器１６の内部の圧力が上昇すると、フィルタアセンブリ６６Ｃ、６６Ｄの上流のガス圧が所望の作動範囲内に維持されるように、二次的な弁２２０をコンピュータプロセッサ１９０によって、開くことができる。
【００６４】
図６に描かれているものは、フィルタアセンブリ６６Ｆの他の代わりの実施形態である。フィルタアセンブリ６６Ｆと６６Ｂの間の類似の要素は、類似の参照符号により識別されている。フィルタアセンブリ６６Ｆは、マニホールド部分２２４と、そこから突出する４つの離間したスリーブ２２６Ａ〜２２６Ｄを有するケーシング７０Ｃを含んでいる。ケーシング７０Ｃは、ポリマーフィルムから構成され、かつ以前に述べたケーシング７０Ｂと同様にかつ同一の材料から形成することができる。吸気ポート６４Ｂはマニホールド部分２２４に連結される一方で、排気ポート６５Ｂ１〜６５Ｂ４はスリーブ２２６Ａ〜２２６Ｄの自由端にそれぞれ取り付けられている。各排気ポート６５Ｂ１〜６５Ｂ４は、以前に述べた排気ポート６５Ｂと同じとすることができる。対応するスリーブ２２６Ａ〜２２６Ｄの内部に受け入れられるように各排気ポート６５Ｂ１〜６５Ｂ４に取り付けられているものは、それぞれフィルタ７４Ｂ１〜７４Ｂ４である。各フィルタ７４Ｂ１〜７４Ｂ４は、以前に述べたフィルタ７４Ｂと同じとすることができる。
【００６５】
使用の間、吸気ポート６４Ｂは、容器１６から直接的にあるいは又は凝縮器システム３６を介してのいずれかによりガスを受け入れるために、ガス配管６８（図１）に連結される。次に、各排気ポート６５Ｂ１〜６４Ｂ４は、移送配管１８０に連結して真空ポンプ１８５に供給する対応のガス配管部分に連結される。このように、真空ポンプ１８５は、各排気ポート６５Ｂ１〜６４Ｂ４と、対応するフィルタ７４Ｂ１〜７４Ｂ４に負圧を負荷できる。フィルタ７４Ｂ１〜７４Ｂ４は、ガスを濾過するために並列に用いることができる。代わりに、スリーブ２２６Ａ〜２２６Ｄは、そこを通ってガスが通過することを防止し、かつその後で開放するために、選択的に閉鎖状態に締め付けることができる。このように、フィルタ７４Ｂ１〜７４Ｂ４は、そこを通るガスを濾過するために連続的に用いることができる。ィルタアセンブリ６６Ｆは、各スリーブが別個のフィルタ７４を収納している２個、３個あるいは５個以上スリーブと共に形成できることは理解される。
【００６６】
図１に戻ると、フィルタアセンブリ６６と真空ポンプ１８５の間の離間した位置において、移送配管１８０に連結されているものは、弁１８４、トラップ１８６及び圧力センサ１８８である。弁１８４は、その内部の圧力が正になるかあるいは予め定められた正値を超えたときにガス配管１８０から選択的にガスを放出するために用いられる。例えば、真空ポンプ１８５が作動を止めた場合、あるいは移送配管１８０が閉じられあるいはさもなければ詰まった場合、ガス圧は、該当する場合に、フィルタアセンブリ６６のケーシング７０、凝縮器バッグ４０及び／又は容器１６の内部で増加し得る。前述したように、これらの構造の内部で上昇した圧力は、ポリマーフィルム及び／又はそれらと共に形成された縫い目が破壊するようにし、それによって、汚染が無菌環境に入り、最終的に流体２４を汚染させ得る。
【００６７】
弁１８４は、システムの故障がないように、自動的にガス圧を開放する圧力開放弁として作動する。そのため、弁１８４は、正圧あるいは予め定められた正圧に達したときに自動的に開放する、例えばボール逆止弁、隔膜逆止弁あるいはスイング逆止弁を含むといった逆止弁である受動弁から構成することができる。ガスは、弁１８４を通過し、続いて環境に排出される。他の実施態様において、弁１８４は、コンピュータプロセッサ１９０により作動される能動弁から構成することができる。例えば、弁１８４は、コンピュータプロセッサ１９０に電気的に連結された電気弁、空気圧弁又は液圧弁から構成することができる。コンピュータプロセッサ１９０は、圧力センサ１８８により測定されるガス配管１８０の内部の圧力が正になるかあるいは予め定められた正値を超えたときに、ガス配管１８０の内部の圧力が許容できる値に低下するまで弁１８４を開くようにプログラムされている。弁１８４は、続いて自動的に閉じることができる。このプロセスは、ガス配管１８０の内部の圧力が再び上昇し始めるときに、続けて繰り返すことができる。他の実施形態において、あるいは上記に関連して、例えば圧力センサ１８８（後述する）あるいはガス配管１８０に連結されたいくつかの他の圧力センサにより、正圧あるいは予め定められた圧力がガス配管１８０の内部に検出されたときに、弁１８４は自動的に開くように構成することかできる。更に他の実施形態では、弁１８４は、ガス配管１８０の内部の圧力が予め定められた値を上回ったときに手動で開放される、例えば標準的なボール弁あるいはゲート弁といった手動弁から構成することができる。更に他の実施形態において、コンピュータプロセッサ１９０は、圧力センサ３３、制御弁１８２及び／又はポンプ１８５と通信し、かつ上述したようなシステムの制御を可能にする例えば電子回路、空気圧工学あるいはその他といったフィードバック制御機構を有する、他のタイプの制御要素と置き換えることができる。制御要素は、制御弁１８２及び／又はポンプ１８５に集積できる。
【００６８】
トラップ１８６は、オプションであり、かつガス配管１８０の内部で凝縮した流体を集めるために用いられる。トラップ１８６から取り出された凝縮流体は、以降の処分あるいは処理のために貯槽１９２に保持することができ、又はトラップ１８６に接続された流体配管を介して容器１６に直接的にフィードバックすることができる。トラップ１８６は、移送配管１８０の内部で凝縮した流体が意図することなしにシステムから排出されないこと、かつ凝縮した流体が下流の弁あるいはポンプを破壊しないことを確実にすることを助ける。
【００６９】
前述したように、圧力センサ１８８は移送配管１８０の内部の圧力を検出する。圧力センサ１８８は、コンピュータプロセッサ１９０に有線で接続できる。代わりに、圧力センサ１８８からの読み取り値は送信機１８７を介してコンピュータプロセッサ１９０に送信できる。圧力センサ１８８は、上述したように弁１８４の動作を制御するために用いることができる。代わりに、弁１８４は、チャンバ１６に直接的にあるいはガス配管を介して連結された別個の圧力センサ１８８によって、作動できる。関連した制御要素は、弁１８４及び／又は別個の圧力センサ１８８に取り付けあるいはそれに組み込むことができ、あるいは例えば無線通信を介してそれに遠隔的に連結できる。
【００７０】
１つの例示的な実施形態において、中央負圧源は、複数の異なる流体処理システムに並列させて同時に連結できる。例えば、図７に描かれているものは、流体処理システム１０Ａ〜１０Ｃに並列に連結された中央負圧源４０８を含むシステムである。中央負圧源４０８は、上述したように、一体に作動して単一の負圧源を形成する、一つあるいは複数の個々の真空ポンプ１８５から構成することができる。１つの用途において、負圧源４０８は連続的に作動できる。各流体処理システム１０Ａ〜１０Ｃは、流体収納システム４００、オプションの凝縮器システム４０２、フィルタアセンブリ４０４及び制御装置４０６から構成されている。
【００７１】
流体収納システム４００は、容器１６と、容器１６の内部の流体を混合するための手段と、容器１６に関して上述した他の要素及び／又は代替物とを備えることができる。凝縮器システム４０２は、凝縮器システム３６と、上述した、凝縮器システム３６が容器１６と共に作動するのと同様に流体収納システム４００と作動するその代替物とを備えることができる。フィルタアセンブリ４０４はフィルタアセンブリ６６と、上述した、フィルタアセンブリ６６が凝縮器システム３６あるいは容器１６と作動するのと同様に凝縮器システム４０２あるいは流体収納システム４００と直接的に作動する代替物とを備える。制御装置４０６は、例えばプロセッサ１９０、弁１８２及び圧力センサ３３といった上述した代わりの制御システムを含み、それは流体収納システム４００の内部のガス圧あるいはいくつかの他の予め定められた値に基づいて中央負圧源４０８からフィルタアセンブリ４０４への部分真空の負荷を自動的に調整するために用いられる。
【００７２】
流体処理システム１０Ａ〜１０Ｃ毎に別個の制御装置４０６を有することとは対照的に、単一の制御装置４０６が流体処理システム１０Ａ〜１０Ｃの全てを調整することができる。更にまた、図７は中央負圧源４０８と共に作動する３つの流体処理システム１０Ａ〜１０Ｃを示しているが、他の実施形態においては２つ、４つ、５つ、６つあるいはより多くの流体処理システムが単一の中央負圧源４０８と共に作動することができる。上記の構成は、施設における複数のワークステーションの全体で共有することができ、したがって別個の真空ポンプの必要を排除する、単一の連続した真空供給源をもたらす。
【００７３】
バイオリアクタの排ガスフィルタに真空装置が適用された場合に達成できる、フィルタを通るガス流れの容量について予想された改良を判定するための試験が行われた。
【００７４】
材料及び方法：
通常の流れと真空により援助されたガス濾過との比較を目的として、以下の２つの異なるカートリッジフィルタタイプのサンプルが選択された。１）細孔等級が０．２ミクロンで指定長さが２．５インチのポリビニル２フッ化物（ＰＶＤＦ）を用いるマイスナーフィルタ、及び２）細孔等級が０．２ミクロンで指定長さが２インチのポリエチレン（ＰＥ）を用いるＺｅｎｐｕｒｅフィルタ。これらのフィルタをステンレス鋼フィルタハウジングの内部に収納した。バイオリアクタバッグの脱ガス流れを模倣するべく、ステンレス鋼フィルタハウジングの内部への既知の空気流量を計測するために５００ｓｌｐｍのＡｌｉｃａｔ社製マスフローコントローラ（ＭＦＣ）を用いた。圧力計は、フィルタの前（ＭＦＣとフィルタの間）とフィルタの後（フィルタと真空ポンプの間）の両方に配置した。フィルタテストの前に、アセンブリに固有の背圧が結果を歪めないことを検証するために装てんされるフィルタカートリッジ無しで、かつ組立てに漏れがないことを確認するために排気管を閉じて、濾過アセンブリを評価した。各フィルタのうちの１つを、フィルタを通過するガスが単純に大気中に排出される通常のガス流れの下でテストした。各フィルタのうちの１つを、フィルタハウジングの排気ポートに負圧を負荷するＢｅｃｋｅｒ社のＶＴ４．４０回転羽根真空ポンプでテストした。真空ポンプは、デッドヘッド状態（完全真空、流れ無し）において、２３インチ水銀柱（−１１．３ｐｓｉ）の真空を生じさせた。実際のガス流れをテストする間、フィルタの入り口と出口の間の差分は典型的に３ｐｓｉ（δ）未満であった。
【００７５】
結果：
結果は、図８として提示される図に示されており、かつ絶対圧が１２．３５ｐｓｉで室温が７５°Ｃの環境条件に基づいている。ＰＶＤＦ  Ｍｅｉｓｓｎｅｒフィルタは、付加された真空により重要な改善を生みだした。具体的には、０．５ｐｓｉの背圧において、フィルタを通るガス流れは２０８ｓｌｐｍから４３０ｓｌｐｍに増加し、それは２０７％の増加である。ＰＥ  Ｚｅｎｐｕｒｅフィルタは、更に重要な改良を生みだした。具体的には、０．５ｐｓｉの背圧において、フィルタを通るガス流れは５８ｓｌｐｍから２９０ｓｌｐｍに増加し、それは５００％の増加である。
【００７６】
この結果は、通常の流れ濾過に対する著しい改善を示し、かつコストの削減と改善された性能の両方の可能性を確認するものである。海面レベルでこのシステムを作動させることは、標高４２００フィートの試験研究室に比べ、恐らく最大で１６％性能を向上させることになるであろう。より大きい質量流量が可能なより大きい真空ポンプが、スケールアップにおいて、有益であり、かつ背圧が０．５ｐｓｉという所望のプロセス限界未満の背圧で作動しつつ、１０インチのフィルタ長により１０００ｓｌｐｍを上回る気流のサポートが可能であると立証されるであろうこともまた認められるべきである。
【００７７】
本発明は、その精神あるいは本質的な特徴を逸脱することなく、他の特定の形態で実現できる。記載した実施形態は、あらゆる点において、単に例示するものであり限定するものではないと見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述した記載によって、ではなく添付の請求の範囲により示される。請求の範囲と等価な意味及び範囲に入る全ての変更は、それらの範囲に包含されるべきである。
【図１】
2017529869.tif 000003
【図２】
2017529869.tif 000004
【図３】
2017529869.tif 000005
【図３Ａ】
2017529869.tif 000006
【図４】
2017529869.tif 000007
【図５】
2017529869.tif 000008
【図６】
2017529869.tif 000009
【図７】
2017529869.tif 000010
【図８】
2017529869.tif 000011
【国際調査報告】
2017529869.tif 000012
2017529869.tif 000013
2017529869.tif 000014