專利名稱：熱傳遞擋板系統(tǒng)及其用途的制作方法
熱傳遞擋板系統(tǒng)及其用途相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2009年9月4日提交的美國(guó)序列號(hào)為No. 61/240, 029的優(yōu)先權(quán)。 發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用來制造化學(xué)試劑，特別是生物藥品的裝備。背景信息本發(fā)明涉及具有用于制造化學(xué)和/或生物產(chǎn)品例如生物藥品的反應(yīng)容器的裝備。 例如，發(fā)酵罐通常提供一種用于培養(yǎng)微生物或者哺乳動(dòng)物、昆蟲、或者植物細(xì)胞以生成這些產(chǎn)物的反應(yīng)容器。重要的是，控制反應(yīng)溫度以確保產(chǎn)物的最佳生產(chǎn)。例如，發(fā)酵典型地生成過量的熱量，所述熱量必須被耗散或者從系統(tǒng)去除以確保合適的反應(yīng)條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)提出了用于控制反應(yīng)容器內(nèi)部溫度的各種系統(tǒng)，正如以下簡(jiǎn)要綜述的。然而，在本領(lǐng)域中還需要一種改進(jìn)的熱控制系統(tǒng)，其也并入了清潔材料表面的使用，例如，本文所提供的。在一些美國(guó)和外國(guó)專利中描述了以前可用的系統(tǒng)。例如，美國(guó)專利 No. 2，973，944 (Etter,等人)描述了一種“單獨(dú)盤管單元”的系統(tǒng)，每個(gè)盤管單元含有用作反應(yīng)容器中熱傳遞元件的一組管。通過使用位于每個(gè)單元的頂部、底部和/或整個(gè)長(zhǎng)度上的支柱構(gòu)件，這些單元間接地固定到容器的內(nèi)部?！?44專利指出這種間接附接的優(yōu)點(diǎn)在于，擴(kuò)張和壓縮單元期間將不損壞反應(yīng)器殼。由‘944專利所描述的單元不是內(nèi)部的，例如擋板的部分，而是替代地由對(duì)于反應(yīng)容器完全暴露的多個(gè)管組成。在美國(guó)專利 No. 3,986,934(Muller,H.)中描述的另一個(gè)基于管的系統(tǒng)，其提供了包括多個(gè)管的擋板，擋板基本上設(shè)置在反應(yīng)容器的中心。發(fā)酵介質(zhì)循環(huán)通過擋板，以使得接觸含有熱傳遞介質(zhì)的管，從而最優(yōu)化反應(yīng)組分和熱傳遞介質(zhì)之間的接觸。并且美國(guó)專利No. 4，670，397 (ffegner, 等人)公開了一種近似均勻地在發(fā)酵罐周圍間隔排列的管擋板的系統(tǒng)。擋板設(shè)置與發(fā)酵罐壁分離，由此在反應(yīng)罐外殼和擋板之間提供間隔。美國(guó)專利No. 4，985，208 (Sugawara，等人)說明了聚合反應(yīng)設(shè)備，其包括附接到反應(yīng)容器在攪動(dòng)葉片之間的內(nèi)壁上的多個(gè)熱傳遞元件。熱傳遞介質(zhì)可以在熱傳遞元件的內(nèi)部通道內(nèi)部循環(huán)。通過可替代地使用所布置的加強(qiáng)板，可以以所提供的“Z字形”圖案來形成內(nèi)部通道。類似地，美國(guó)專利No. 4，460，278 (Tetsuyuki，等人)公開了一種具有安裝在攪動(dòng)葉片之間的熱交換器的圓柱形容器。目前由制造商(例如，Tranter, Paul Mueller, Omega)所供給的市場(chǎng)上可買到的系統(tǒng)包括扁平線圈、螺旋纏繞管系統(tǒng)、以及其它垂直管環(huán)路系統(tǒng)。例如，Platecoil 系統(tǒng)提供由兩個(gè)金屬片構(gòu)成的熱傳遞元件，所述兩個(gè)金屬片是焊接在一起的電阻，以形成熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過的通道。扁平線圈可以以各種形式得到，并且適于插入反應(yīng)容器內(nèi)部。目前可得到的系統(tǒng)不提供用于高功率/體積的反應(yīng)器的足夠的結(jié)構(gòu)完整性和清潔的構(gòu)造。本文所描述的熱傳遞系統(tǒng)包括被描述解決這些問題的擋板。正如以下所述，擋板典型地具有熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過的分配通路以及熱傳遞介質(zhì)不循環(huán)通過的一個(gè)或者多個(gè)溢流通路，其也可以用作分配通路的通孔。該構(gòu)造提供獨(dú)特的結(jié)構(gòu)完整性。擋板還典型地固定到反應(yīng)容器，以使得基本上在擋板和容器之間沒有出現(xiàn)任何接縫，由此提供適于清潔的表面。發(fā)明概述本文所提供的是熱傳遞系統(tǒng)，其有效地傳遞熱量，經(jīng)受住反應(yīng)容器內(nèi)部所遇到的液力，并且可以被簡(jiǎn)單且有效地清潔。本文所描述的熱傳遞擋板可以并入熱傳遞系統(tǒng)以解決這些問題。在某些實(shí)施方案中，擋板具有至少一個(gè)內(nèi)部通路以及至少兩個(gè)外部通路。典型地，熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過分配通路，而不是一個(gè)或者多個(gè)溢流通路，其也可以用作分配通路的通孔。將分配通路和溢流通路并入擋板提供了獨(dú)特的熱傳遞能力和經(jīng)受住反應(yīng)容器中遇到的液力所必需的結(jié)構(gòu)整體性。此外，擋板典型地固定到反應(yīng)容器，以使得在擋板和容器之間不出現(xiàn)任何接縫，由此提供適于清潔的表面。附圖
簡(jiǎn)述圖I.A.裝備有如本文所描述的多個(gè)熱傳遞擋板的反應(yīng)容器的示例性實(shí)施方案。 B.示例性多地帶熱傳遞擋板。圖2.示例性熱傳遞擋板構(gòu)造。圖3.示例性熱傳遞擋板構(gòu)造。圖4.示例性熱傳遞介質(zhì)入口 /出口切口(cut-out)。圖5.示例性集管(header)構(gòu)造。圖6.示例性熱傳遞擋板的側(cè)視圖。圖7.示例性熱傳遞擋板的正視圖。圖8.來自熱傳遞試驗(yàn)#1的結(jié)果。圖9.來自熱傳遞試驗(yàn)#2的結(jié)果。詳細(xì)概述本文所描述的是供反應(yīng)容器使用的熱傳遞系統(tǒng)。示例性反應(yīng)容器可以采取腔室、 發(fā)酵罐、生物反應(yīng)器、或者類似物的形式、和/或在化學(xué)反應(yīng)、微生物發(fā)酵、和/或(例如，基于哺乳動(dòng)物、昆蟲或者植物的)細(xì)胞培養(yǎng)中通常使用的反應(yīng)容器。與使用這些反應(yīng)容器相關(guān)聯(lián)的通常問題是溫度控制。反應(yīng)是極端地放熱或者吸熱許多次，并且溫度的極端改變可以影響化學(xué)反應(yīng)、細(xì)胞生長(zhǎng)、等等。本文所描述的系統(tǒng)為這些問題提供了魯棒性的且新穎的解決方案，以使得反應(yīng)容器內(nèi)部的溫度可以被精確地控制。本文所描述的熱傳遞系統(tǒng)有效地傳遞熱量，經(jīng)受住反應(yīng)容器內(nèi)部所遇到的液力，并且可以被簡(jiǎn)單且有效地清潔。本文所描述的熱傳遞系統(tǒng)典型地包括至少一個(gè)熱傳遞擋板。在某些實(shí)施方案中， 熱傳遞擋板具有一個(gè)或者多個(gè)分配通路和至少一個(gè)溢流通路。根據(jù)實(shí)施方案，擋板可以含有單個(gè)溢流通路或者多個(gè)溢流通路。為了指出該選擇，該描述可以把溢流通路稱作指示“一個(gè)或者多個(gè)溢流通路”的溢流通路。分配通路典型地被發(fā)現(xiàn)與擋板的外部最近，并且由此比溢流通路更接近反應(yīng)腔室，從而為反應(yīng)腔室內(nèi)部提供足夠的熱傳遞表面。溢流通路典型地被發(fā)現(xiàn)在分配通路之間，而且還可以是替代地或者附加地在分配通路之間或者連接到分配通路外部。熱傳遞介質(zhì)典型地循環(huán)通過分配通路而不是溢流通路。溢流通路典型地通過一個(gè)或者多個(gè)溢流孔(例如，節(jié)流口)直接或者間接地通道罐外部，從而提供檢測(cè)分配通路的故障(例如，泄漏)和/或防止過量壓力增大的方法。這確保了遵照可適用規(guī)范來構(gòu)造承壓裝備。該配置提供了加強(qiáng)的橫截面，由此增加了擋板的機(jī)械強(qiáng)度。例如，將溢流通路通到反應(yīng)腔室的外部可以通過將一個(gè)或者多個(gè)溢流孔安置在這個(gè)封閉條內(nèi)部來實(shí)現(xiàn)。將分配通路和溢流通路包括到擋板中的這種擋板結(jié)構(gòu)的使用提供了獨(dú)特的熱傳遞能力和經(jīng)受住反應(yīng)容器中所遇到的液力所必需的結(jié)構(gòu)完整性(例如，在攪拌式反應(yīng)中，高攪拌器功率輸入/ 每單位體積)。擋板可以由如本文所描述以及使用任何可用的方法構(gòu)造的任何合適材料來形成。例如，擋板可以通過裝配不同的部分(見以下)或者使用制模或其它技術(shù)(例如，其中利用例如塑料等的可制模材料)來構(gòu)造。以下所描述的是一種用于從其組成部分裝配擋板的方法，但是應(yīng)當(dāng)理解許多其它的方法可以是合適的。因而，要理解的是，本文所描述的是具有兩個(gè)或者兩個(gè)以上用于熱傳遞介質(zhì)循環(huán)的分配通路和至少一個(gè)溢流通路。擋板可以通過任何合適的方法、使用如本文所描述的任何合適材料或者如本領(lǐng)域人員可以得到的其他方式來構(gòu)造、制成或者裝配。類似地，擋板可以通過所提供的任何合適方法并入、附接到或者固定到反應(yīng)容器，所述方法提供基本上無縫的附接點(diǎn)(例如，材料之間無縫接頭或者邊界)，以提供可以被簡(jiǎn)單且有效地清潔的表面?！盎旧蠠o縫的附接點(diǎn)”、“無縫接頭”、或者“無縫隙接頭”典型地指出擋板和反應(yīng)容器之間的邊界借助于視覺和/或其它方式(例如，顯微術(shù))基本上不可檢測(cè)。也可以指出在典型地由本領(lǐng)域技術(shù)人員用來“清潔”這個(gè)裝備的標(biāo)準(zhǔn)清洗程序之后，邊界不殘留來自前一次反應(yīng)的殘余物。系統(tǒng)因此適用于使用工業(yè)公認(rèn)的“原位清洗”和“原位滅菌”系統(tǒng)的清潔處理，所述“原位清洗和原位滅菌”系統(tǒng)使用包括但不限于清潔劑、刷子、和/或蒸汽的任何合適的清洗試劑。這種邊界給予其本身容易且有效的清潔處理，正如以下所限定的。如果表面被認(rèn)為由本領(lǐng)域技術(shù)人員“清洗”，其可以被認(rèn)為是清潔的。如果表面是 “清潔的”，正如由美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)關(guān)于生物工藝裝備所限定的，例如，“屬于經(jīng)由設(shè)計(jì)的裝備和管道系統(tǒng)，構(gòu)造的材料和運(yùn)行保證維持清潔度，以使得由這些系統(tǒng)所生成的產(chǎn)物將不會(huì)不利地影響人或者動(dòng)物健康”，表面可以被認(rèn)為是清潔的。當(dāng)表面不受微生物 (包括但不限于有生命的或非生命的細(xì)菌，和/或病毒)影響時(shí)，其可以被認(rèn)為是清潔的， 和/或是無菌的，正如本領(lǐng)域中通常理解的。例如，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)，清潔表面是基本上在表面上不含任何可檢測(cè)的化學(xué)殘余物的表面，所述化學(xué)殘余物可能不經(jīng)意地被并入或者以其他方式不利地影響反應(yīng)產(chǎn)物的生成、其從容器中分離、或者其在分離之后的使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是用不將包括在該產(chǎn)物中的有機(jī)物或者化合物污染施用于人或者動(dòng)物的產(chǎn)物可能“不利地影響”人或者動(dòng)物的健康。出于該發(fā)明的目的，含有這種污染的表面因此不被認(rèn)為是“清潔的”。分配通路典型地通過將至少兩個(gè)材料彼此鄰接，以使得一個(gè)或者多個(gè)通路形成在這些材料之間來形成。熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過這些通路。由此，只要提供足夠的熱傳遞表面面積，通路可以具有任何形式。例如，通路可以是直的、蛇形的、“Z字形的”、等等。通路還可以是規(guī)則的或者不規(guī)則的，這可以在蜂窩夾套材料中被找到。分配通路也可以由如本文所描述的單個(gè)材料(如，塑料)來形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的分配通路的其它實(shí)施方案在本文是預(yù)期的。在某些實(shí)施方案中，熱傳遞擋板可以通過機(jī)械地裝配其各種部件來構(gòu)建。例如，熱傳遞擋板可以通過將彼此鄰接的兩個(gè)或者兩個(gè)以上熱傳遞子組件以“背靠背”配置的方式連接以及與所提供的流分配(“入口”)和聚集(“出口”)集管連通來裝配。熱傳遞子組件典型地由與第二材料(例如，支撐材料)鄰接(例如，焊接)的第一材料(例如，蜂窩夾套材料)制造。在某些實(shí)施方案中，材料被鄰接，以形成用于傳送熱傳遞介質(zhì)的通路(例如，“分配通路”)。例如，第一和第二材料之間的間隙可以形成熱傳遞介質(zhì)可以循環(huán)或者流動(dòng)通過的分配通路。兩個(gè)子組件典型地彼此固定。當(dāng)兩個(gè)子組件彼此鄰接時(shí)，兩個(gè)分配通路(例如，在每個(gè)子組件內(nèi)部的一個(gè))和一個(gè)溢流通路(例如，在子組件之間的)典型地形成在單個(gè)熱傳遞擋板內(nèi)部。子組件可以通過任何合適的方法(例如，焊接、粘結(jié))彼此鄰接。在材料是金屬形式的情況下，焊接可以是特別有用的，但是其它方法也可以是有用的。例如，子組件可以通過使用制成連接件或者“封閉條”的第三種材料來鄰接。該材料典型地與每個(gè)子組件連通，由此，使子組件彼此鄰接。該材料的長(zhǎng)度典型地確定了溢流通路的直徑，并且因此可以根據(jù)需要調(diào)整。熱傳遞擋板還可以包括第一材料，其與第二材料連接以使得形成一個(gè)或者多個(gè)分配通路，其可以通過使用封閉條或者類似物彼此固定。因而，熱傳遞擋板將在擋板的一側(cè)上具有分配通路，在其它側(cè)上具有溢流通路。擋板還可以構(gòu)建有在一個(gè)或者兩個(gè)分配通路外部的溢流通路。因而，擋板可以設(shè)計(jì)成含有例如，一、二、三或者更多個(gè)溢流通路，所述溢流通路可以在分配通路之間、附近或者周圍。該熱傳遞擋板可以然后附接到如本文所描述的反應(yīng)容器(例如，通過使用附接臂)。在例如需要差不多的熱傳遞表面面積的情況下，這些實(shí)施方案中的某一些可能是有用的。熱傳遞擋板典型地附接到反應(yīng)容器，優(yōu)選地附接到其內(nèi)壁。正如以上所述，可以使用提供基本上無縫附接點(diǎn)(例如，材料之間的無縫接頭或者邊界)的任何附接的方法。擋板可以直接地附接到反應(yīng)容器，間接地通過使用另一塊材料，或者既直接又間接地。擋板可以完全地或者部分地倚著容器內(nèi)壁設(shè)置，或者擋板本質(zhì)上可以不實(shí)際接觸容器內(nèi)壁。例如，附接可以通過間接地使用第四材料(例如，經(jīng)由一個(gè)或者多個(gè)“附接臂”)來部分或者全部完成。如上所述，本文所描述的系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，系統(tǒng)可以被有效地清潔。出于該目的，附接條或者類似物可以是特別有用的。例如，附接條可以通過任何合適的方法與子組件鄰接， 然后通過使用相同或者其它合適的方法與反應(yīng)容器表面鄰接?？商娲兀浇颖劭梢耘c反應(yīng)容器表面鄰接，并且然后附接到子組件。擋板還可以通過例如將擋板與反應(yīng)容器直接焊接來附接到反應(yīng)容器。還可以利用使用例如附接臂的間接附接和直接附接(例如，通過將擋板直接與反應(yīng)容器焊接)的結(jié)合。焊接是特別有用的附接方法，因?yàn)楦浇訔l材料提供了足夠的材料來用于沉積接頭處牢固的、磨光和/或拋光焊縫。完整裝配的外部典型地被適當(dāng)?shù)貦C(jī)械拋光和/或電拋光，以生成清潔表面。在某些實(shí)施方案中，例如當(dāng)蜂窩夾套材料用在子組件內(nèi)部時(shí)，背靠背的取向?qū)⑼ǔｋy于清洗的蜂窩夾套材料設(shè)置在子組件內(nèi)部上，以及將支撐材料(其典型地是光滑的并且被拋光)設(shè)置在子組件外部上。在這個(gè)實(shí)施方案中， 蜂窩夾套材料和支撐材料之間的間隔形成分配通路，并且并列的蜂窩夾套材料之間的間隔形成溢流通路。這種配置提供了具有清潔結(jié)構(gòu)的熱傳遞系統(tǒng)，其提供理想的熱傳遞能力，同時(shí)還滿足(例如，在攪拌工藝過程中)反應(yīng)容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)上魯棒性的機(jī)械部件(例如，防渦流擋板)的需求。熱傳遞系統(tǒng)還典型地包括用來將熱傳遞介質(zhì)傳入和傳出擋板的入口和出口集管。入口集管典型地與熱傳遞介質(zhì)通過其流入擋板的分配通路的入口管連通，并且出口集管典型地與熱傳遞介質(zhì)通過其流出擋板的分配通路的出口管連通。擋板的溢流通路典型地不與入口或者出口集管連通。入口和出口集管分別分配和收集分別流向和來自熱傳遞子組件的熱傳遞介質(zhì)流，在面板的整個(gè)寬度上提供熱傳遞介質(zhì)的均勻分配，以及最小化流動(dòng)的短線路，由此最大化面板表面的有效性。假如分配通路中泄漏，熱傳遞介質(zhì)將典型地通過將溢流通路與罐外部連接的一個(gè)或者多個(gè)溢流孔從系統(tǒng)中去除。假如分配通路中泄漏，溢流通路提供用于分配通路中內(nèi)含物運(yùn)動(dòng)的儲(chǔ)液槽，以及始自反應(yīng)容器或者這些內(nèi)含物的離開路線(例如，經(jīng)由溢流孔向罐外部)。入口和出口集管可以由任何合適的材料(例如，管) 以管形或者其它合適的形狀制造，終止以使得集管可以與系統(tǒng)的熱傳遞介質(zhì)供給和排放管道連接。入口集管典型地設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)部出口集管下面的擋板上，但是，如果需要，入口集管還可以設(shè)置在出口集管上方的擋板上。因此，在入口集管設(shè)置在出口集管下方的情況中，熱傳遞液體從擋板的下部向上部(例如，底向頂)運(yùn)動(dòng)。在入口集管設(shè)置在出口集管上方的情況中，熱傳遞介質(zhì)從擋板的上部向下部(例如，頂向底)運(yùn)動(dòng)。入口和出口集管典型地需要擋板材料中在集管和擋板的外部腔室之間的接頭處的一個(gè)或者多個(gè)狹槽(例如， 圖4)。設(shè)置這些狹槽，以使得流入和流出擋板的流量被控制，而且由此沒有不利的影響(例如，流向和流出擋板是不受限制的)。集管可以例如通過反應(yīng)器容器壁與擋板接觸(例如， 從側(cè)面)或者始自反應(yīng)器容器內(nèi)部。用于將熱傳遞介質(zhì)移入或者移出反應(yīng)器容器的其他合適布置也可以是合適的，這正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。反應(yīng)容器可以采用任何合適的形式或者形狀，但是典型地是垂直的圓柱體(例如，其還可以是水平的)。擋板可以以規(guī)則的或者不規(guī)則的間隔從反應(yīng)容器內(nèi)壁突起。擋板還可以相對(duì)于反應(yīng)容器的內(nèi)壁以合適的角度(例如，相對(duì)于內(nèi)壁60°，相對(duì)于半徑30°，圖 3)來安裝。合適的角度可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的合適的角度，以便于或者足夠去減少擋板所遇到的力(例如，液力)，該力是由于其攪拌(例如，機(jī)械方式或者其它方式)所導(dǎo)致的容器內(nèi)含物的運(yùn)動(dòng)(例如，旋轉(zhuǎn)和/或渦流運(yùn)動(dòng))所引起。合適的角度是防止擋板免受由這種運(yùn)動(dòng)所引起的力的損害的角度。合適的角度包括例如，相對(duì)于容器內(nèi)部或者容器半徑 5° 、10° 、15° 、20° 、25° 、30° 、35° 、40° 、45° 、50° 、55° 、60° 、65° 、70° 、75° 、 80°、85°或者90°。在反應(yīng)容器含有用于攪拌或者混合反應(yīng)的機(jī)構(gòu)(例如，機(jī)械機(jī)構(gòu)或者其它機(jī)構(gòu))的情況下，例如，一組旋轉(zhuǎn)刀片或者類似物(例如，軸向流或者徑向流葉輪)，擋板固定到內(nèi)壁或者從內(nèi)壁突起，以使得機(jī)構(gòu)和擋板不彼此接觸。例如，在用于混合反應(yīng)組分的裝置位于容器的底部中心處的情況下，擋板可以安裝在所述工具的最高點(diǎn)上方。在利用多個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)的情況下，擋板典型地被配置成避免這些機(jī)構(gòu)。例如，在機(jī)構(gòu)包括一組或者多組旋轉(zhuǎn)刀片的情況下，擋板可以設(shè)置在刀片上方、下方、之間或者旁邊。擋板設(shè)計(jì)將確保距離機(jī)械機(jī)構(gòu)足夠的空隙。所要求的熱傳遞表面的數(shù)量，以及因此的熱傳遞擋板的數(shù)量和大小將根據(jù)反應(yīng)或者反應(yīng)容器的類型改變。所要求的數(shù)量可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員使用可用的方法來計(jì)算。如上所述，在攪拌反應(yīng)中，擋板的尺寸可以至少部分地由用于攪拌的機(jī)構(gòu)類型來確定。在其它的情形中，擋板的尺寸可以由反應(yīng)容器的大小來確定。例如，在圓柱形反應(yīng)容器中，擋板的深度(其是從反應(yīng)容器壁朝向容器內(nèi)部延伸的擋板部分)可以被估計(jì)成大致上包括反應(yīng)腔室直徑的1/6到1/12(例如，1/8，1/10)。然而，可以理解的是，其它的布置也可以是合適的。合適的熱傳遞介質(zhì)包括且不限于液體和氣體。合適的液體和氣體包括且不限于蒸汽(頂向底)、熱的和冷的水、乙二醇、熱傳遞油、制冷劑、或者具有理想運(yùn)行溫度范圍的其它泵送液體。還可以使用多種類型的熱傳遞介質(zhì)，以使得例如一種類型的介質(zhì)朝向反應(yīng)容器的一個(gè)區(qū)域以及另一種類型的介質(zhì)朝向反應(yīng)容器的不同區(qū)域(例如，如在上述的帶狀系統(tǒng)中)。熱傳遞介質(zhì)的混合物(例如，30%的乙二醇)也可以是理想的。“可固定地附接”、“固定”、或者“鄰接”意味著至少兩種材料基本上以永久的方式彼此接合。本文所描述的各種部件可以是通過使用例如焊接、使用粘接劑、或者另外一種類似的工藝來彼此接合。部件必須在使用過程中彼此仍然附接，這意味著除了來自熱傳遞介質(zhì)流動(dòng)所建立的壓力之外，部件之間的附接點(diǎn)(例如，邊界、接頭)必須能夠經(jīng)受住反應(yīng)容器內(nèi)部所遇到的液力，其是由于反應(yīng)器內(nèi)含物響應(yīng)攪拌機(jī)構(gòu)的動(dòng)作而運(yùn)動(dòng)引起的。用來生成本文所描述的裝備的材料可以具有相同或者不同的組成。本文所描述的系統(tǒng)典型地但不是必須地由耐腐蝕合金(例如，金屬)來構(gòu)建。例如，合適的材料可以包括，不限于，蜂窩夾套材料和/或薄片/平板座。合適的材料其中包括例如，碳素鋼、不銹鋼(例如，304、304L、316、316L、317、317L、AL6XN)、鋁、Inconel (鎳鉻鐵合金)(例如， Inconel 625>Chronin 625、Altemp 625>Haynes 625、Nickelvac 625 禾口 Nicrofer 6020)， IncoloyeI (耐熱鎳鉻鐵合金)、哈氏合金(例如，A、B、B2、B3、B142T、Hybrid-BCU C、C4、 C22、C22HS、C2000、C263、C276、D、G、G2、G3、G30、G50、H9M、N、R235、S、W、X)、以及Monel (蒙乃爾銅-鎳合金)、鈦、Carpenter (卡彭特合金)20β。然而，要理解的是，除了耐腐蝕合金之外或者加上耐腐蝕合金的其它材料(例如但不限于，塑料、橡膠以及此類材料的混合) 也可以是合適的。材料的“混合物”可以指的是本質(zhì)上形成組合材料的實(shí)際混合物或者在系統(tǒng)內(nèi)部使用各種材料(例如，合金反應(yīng)器殼和橡膠擋板組分)。就以上所指出的通路材料而言，可以準(zhǔn)備以上所描述的任何合適材料，以使得形成熱傳遞介質(zhì)可以分配通過的通路。如以上所述，可以在擋板中使用的一個(gè)特別合適的材料是蜂窩夾套材料。蜂窩夾套典型地安裝在例如發(fā)酵罐的反應(yīng)容器周圍，并且可以用作熱傳遞系統(tǒng)的一部分。蜂窩夾套材料可以以典型的方式用在本文所描述的裝置中，例如，包在反應(yīng)容器周圍。在本文所描述的某一實(shí)施方案中，蜂窩夾套材料也可以或者可替代地用在擋板結(jié)構(gòu)內(nèi)部。蜂窩夾套材料是市場(chǎng)上可買到的，并且這些材料中的任何一個(gè)可以適用于如本文所公開的用途。典型地，蜂窩夾套材料具有壓制成或者形成母材料(例如，一塊金屬)的基本上一致的蜂窩圖案 (例如，凹部、凹口)。例如，蜂窩夾套材料可以機(jī)械地(“機(jī)械的蜂窩夾套”)或者通過充氣 (例如，充氣式電阻點(diǎn)焊)制成。為了準(zhǔn)備機(jī)械的蜂窩材料，在每個(gè)蜂窩典型地含有中心孔的情況下，具有被壓制成基本一致陣列的蜂窩的一塊金屬通過中心孔焊接到母體金屬。充氣式RSW蜂窩材料典型地通過將一薄塊金屬上的一排點(diǎn)電阻點(diǎn)焊到更堅(jiān)固的(例如，更厚的)基底材料(例如，金屬)上來制成。所組合的材料的邊通過焊接來密封，并且內(nèi)部在高壓下充氣，直到薄材料形成蜂窩圖案。當(dāng)用作夾套時(shí)，機(jī)械的蜂窩材料典型地具有高壓力等級(jí)以及低到中等的壓降，同時(shí)，RSW蜂窩夾套典型地呈現(xiàn)中等的壓力等級(jí)以及高到中等的壓降。其它合適的蜂窩夾套材料對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是可以得到的并且適于本文所描述的用途。反應(yīng)容器可以采用反應(yīng)腔室、發(fā)酵罐、生物反應(yīng)器、或者類似物的形式。容器適用于化學(xué)反應(yīng)、微生物發(fā)酵、細(xì)胞(例如，哺乳動(dòng)物、昆蟲或者植物基)培養(yǎng)或者其它的用途。 反應(yīng)容器和相關(guān)聯(lián)的熱傳遞系統(tǒng)可以因此在用于控制容器中化學(xué)的、制藥的或者生物的工藝溫度的方法中，所述容器包括包括在本文所描述的熱傳遞組件中至少一個(gè)的內(nèi)部反應(yīng)腔室。工藝包括通過至少一個(gè)熱傳遞組件的熱傳遞分配通路來分配熱傳遞介質(zhì)，以使得由工藝所引起或者所要求的熱量借助于熱傳遞介質(zhì)從反應(yīng)容器開始傳遞或者傳遞到反應(yīng)容器，由此從反應(yīng)容器去除熱量或者向反應(yīng)容器增加熱量。本文所描述的系統(tǒng)的其它合適應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。還提供了用于通過使熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過本文所描述的至少一個(gè)熱傳遞擋板的分配通路來控制反應(yīng)容器中的工藝溫度的方法。該方法可以用在例如化學(xué)工藝、制藥工藝、 生物工藝、或者其它工藝中。生物工藝可以是例如微生物培養(yǎng)、哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)、或者類似情況。該方法還可以用在生成疫苗中的至少一個(gè)步驟中。該方法典型地通過將熱傳遞液體泵送通過例如與熱傳遞液體的源或者儲(chǔ)液槽連通的入口集管送入熱傳遞擋板內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。熱傳遞液體的溫度典型地高于或者低于容器內(nèi)含物的溫度，這分別取決于容器內(nèi)含物的溫度將增加或者減小。熱傳遞液體的溫度可以根據(jù)需要調(diào)整，以便于獲得容器內(nèi)含物的理想溫度。液體典型地循環(huán)通過熱傳遞擋板，并且通過例如出口集管離開來用于進(jìn)一步的處理(例如，加熱或者冷卻)和/或再次循環(huán)通過擋板。容器內(nèi)含物的溫度由此根據(jù)用戶需要來改變或者維持。使用本文所描述的系統(tǒng)的其它合適的方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。熱傳遞系統(tǒng)的典型實(shí)施方案在圖IA中示出。正如在此所示出的，通過使用附接臂 7(其可以或者不可以延伸到擋板的整個(gè)寬度)，熱傳遞擋板2固定到反應(yīng)容器6的內(nèi)部1。 在圖IA中所示出的特別實(shí)施方案中，擋板間接地附接到反應(yīng)容器，并且不直接接觸容器。 擋板典型地與熱傳遞液體通過其進(jìn)入擋板的入口集管3和熱傳遞介質(zhì)通過其離開擋板的出口集管4連通。在該實(shí)施方案中，擋板附接到機(jī)構(gòu)上方、下方或者旁邊的反應(yīng)容器，用于混合(5)容器內(nèi)含物。用于混合反應(yīng)組分的機(jī)構(gòu)可以是例如可以正如由虛線所指出的、沿著容器延伸任何長(zhǎng)度的葉輪系統(tǒng)。合適的葉輪系統(tǒng)包括但不限于例如軸向流和徑向流開式葉輪的任何方式和/或單個(gè)和/或多個(gè)和/或組合。擋板典型地借助于焊接或者導(dǎo)致在擋板和反應(yīng)容器之間基本上無縫接頭的其他工藝、通過附接臂7與反應(yīng)容器殼外部鄰接。因而，正如典型構(gòu)造的，反應(yīng)容器殼和擋板可以看上去形成單個(gè)單元。這提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)， 因?yàn)闊醾鬟f系統(tǒng)可以被有效地清洗，和/或清潔，優(yōu)選地在接頭處不留下任何殘余物。還可以構(gòu)造擋板，以使得熱傳遞介質(zhì)在擋板的一個(gè)或者多個(gè)隔室或者地帶以及因此在反應(yīng)容器內(nèi)部循環(huán)。例如，正如在圖IB中所示出的，擋板可以通過分隔物8彼此分離， 以形成獨(dú)立的擋板內(nèi)隔室，以使得熱傳遞介質(zhì)可以循環(huán)通過每個(gè)隔室。熱傳遞介質(zhì)可以連續(xù)地或者獨(dú)立于任何其它隔室地循環(huán)通過每個(gè)隔室。獨(dú)立的循環(huán)典型地要求每個(gè)隔室或者地帶包括附接用于每個(gè)隔室的入口和出口集管。入口和出口集管可以彼此連通或者彼此獨(dú)立。還可以提供閥或者用于選擇特別擋板和/或入口和/或出口集管的其它機(jī)構(gòu)。以這種方式，熱傳遞介質(zhì)可以在反應(yīng)容器的特定區(qū)域(例如，基本上在頂部、底部或者中間)內(nèi)部循環(huán)。在例如反應(yīng)容積隨時(shí)間增加或者減少的情況下，這是有用的，以使得需要差不多的熱傳遞表面面積。擋板還可以相對(duì)于反應(yīng)腔室水平安裝，這意味著代替經(jīng)過腔室的頂部和底部長(zhǎng)度，擋板還可以側(cè)向橫過腔室。其它合適的擋板取向在本文是預(yù)期的，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。圖2、圖3和圖5-7圖示了示例性擋板和其一部分。正如以上所討論的，擋板典型地與入口集管3和出口集管4連接。這些集管與擋板鄰接，以使得熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過分配通路9。溢流通路10典型地通過使用例如溢流孔(例如，其可以在封閉條內(nèi)部被發(fā)現(xiàn)) 來通向容器的外部。入口和出口集管與溢流通路10不連通，熱傳遞介質(zhì)不是典型地循環(huán)通過溢流通路10，這是由于關(guān)于承壓裝備的設(shè)計(jì)要求。因而，分配和溢流通路不連通，除非泄漏在分配通路內(nèi)部形成，以使得熱傳遞介質(zhì)或者其它的材料進(jìn)入溢流通路并且從擋板和反應(yīng)容器排出。分配通道9典型地形成在每個(gè)子組件的支撐材料11和蜂窩夾套材料12之間。溢流通路10典型地通過將兩個(gè)子組件彼此鄰接來形成，每個(gè)子組件包括可固定地附接到蜂窩夾套材料12的支撐材料11。在這些實(shí)施方案中，通過焊接或者導(dǎo)致材料可固定地彼此附接的其它工藝，每個(gè)子組件的蜂窩夾套材料和支撐材料典型地彼此鄰接。子組件典型地通過使用封閉條13彼此鄰接。通過焊接或者導(dǎo)致基本無縫的接頭的其它工藝，封閉條典型地與支撐材料鄰接。封閉條的寬度可以被調(diào)整，以根據(jù)需要設(shè)定溢流通路的寬度(例如， 設(shè)定并列的蜂窩夾套一起更加靠近或者進(jìn)一步地分開)。一個(gè)或者多個(gè)溢流孔可以制成在封閉條內(nèi)部，以使得溢流通路可以與反應(yīng)腔室外部連通。通過焊接或者導(dǎo)致基本無縫的接頭的其它工藝，擋板組件典型地通過附接臂7可固定地附接到容器。如上所述，使用附接臂有益地保證了有效地清洗和/或清潔擋板，因?yàn)樵诟浇庸に?例如，焊接)之后，反應(yīng)容器的內(nèi)表面和擋板之間的接頭處殘留非常少至沒有任何殘余物。根據(jù)經(jīng)由圖示所提出的以下實(shí)施例，將更好地理解本發(fā)明和其許多優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例實(shí)施例1擋板構(gòu)造主要使用以下所述的步驟來實(shí)現(xiàn)如本文所描述的熱傳遞擋板的構(gòu)造1.按大小切割擋板材料。在擋板材料的兩端切割熱傳遞介質(zhì)入口 /出口狹縫。2.擋板材料被固定到合乎要求的夾具和固定裝置內(nèi)，以保護(hù)擋板材料在焊接工藝過程中免受由于生熱的彎曲。彎曲可能使得擋板材料失去其理想的形狀。3.蜂窩被沖壓成熱傳遞材料，以建立將熱傳遞材料焊接到擋板材料上的附接點(diǎn)。 在熱傳遞材料中沖壓蜂窩建立了蜂窩點(diǎn)間的開口 “墊”部分。建立該“墊”部分允許熱傳遞介質(zhì)適當(dāng)?shù)亓鬟^整個(gè)熱傳遞表面。按大小切割熱傳遞材料，并且邊被卷曲以允許蜂窩狀的熱傳遞表面邊緣被焊接到擋板材料上。4.蜂窩狀的熱傳遞材料被焊接到擋板材料上。蜂窩和邊緣邊的焊接順序被適當(dāng)?shù)亻g隔開，以便于減少正被焊接的兩個(gè)材料中的生熱量。同時(shí)在任何區(qū)域中的過量熱可能使得材料彎曲，從而使得擋板失去其理想的形狀。注意為了建立一個(gè)清潔的熱傳遞擋板組件，典型必要的是，制造如以上步驟1# 到4#中所描述的擋板/熱傳遞材料的兩個(gè)子組件。5.按長(zhǎng)度切割擋板封閉條。6.設(shè)置兩個(gè)擋板/熱傳遞子組件，而它們的熱傳遞表面彼此相對(duì)。對(duì)齊擋板材料， 以使得表面彼此平行并且邊對(duì)齊。7.擋板密封條用來建立擋板/熱傳遞子組件之間的足夠間隔(例如，由此提供溢流通路)，并且焊接封閉條在適當(dāng)?shù)奈恢么詈浮Ｔ谧詈蟮暮附又?，檢查擋板組件的最后間隔、位置和“方正度”。
8.擋板組件被固定到合乎要求的夾具和固定裝置內(nèi)，以保護(hù)擋板組件在焊接工藝過程中免受由于生熱的彎曲。彎曲可能使得擋板組件失去其理想的形狀。9.擋板密封條然后被焊接到位。擋板密封條的焊接順序被適當(dāng)?shù)亻g隔開，以便于減少正被焊接的材料中的生熱量。同時(shí)在任何區(qū)域中的過量熱可能使得材料彎曲，從而使得擋板組件失去其理想的形狀。10.按長(zhǎng)度切割入口 /出口集管的管子，并且集管的管子沿著一側(cè)的中間設(shè)有凹口以接受擋板組件。11.入口 /出口集管帽沿著中間設(shè)有凹口，以接受擋板組件。12.按長(zhǎng)度切割擋板支撐，并且沿著一端的中間切割凹口，以接受擋板組件。13.入口 /出口集管管子焊接到適當(dāng)?shù)奈恢谩?4.入口 /出口集管帽焊接到適當(dāng)?shù)奈恢谩?5.擋板支撐焊接到適當(dāng)?shù)奈恢谩?6.所有的焊接被磨削光滑并且沖洗，這確保了不允許任何裂口。所有的表面都被光滑，而沒有任何裂口，以便于清潔的光潔度。17.如果要求更加光滑的表面光潔度，擋板組件的外表面將被完全地電拋光。實(shí)施例2熱傳遞試驗(yàn)熱傳遞系統(tǒng)本質(zhì)上如實(shí)例1中所描述的那樣來構(gòu)建，并且使用以下參數(shù)來試驗(yàn)1.六(6)個(gè)熱傳遞擋板以圖IA中所圖示的方式安裝在垂直的圓柱形容器中。i.每個(gè)擋板是 12” (305mm)寬 X 168”(4，267mm)長(zhǎng)。ii.擋板以相對(duì)于容器半徑30°的角度安裝。iii.擋板取向成離開攪拌器葉輪的流向。iv.容器是 72”(1，829mm)直徑 X 195”(4，953mm)，具有 ASME 碟形封頭；1.容器總?cè)莘e14,000升2.容器工作容積10，000升2.容器裝備有IOOhp (75kff)攪拌器i.攪拌器最大速度=I59rPma65s-1)ii.葉輪配置垂直中心線上有四個(gè)1.下面的、中下的Rushton渦輪，32. 5” (826mm)直徑2.中上的、上面的大稠度水翼，34” (864mm)直徑3.測(cè)量?jī)x表被安裝并且可用來做以下測(cè)量i.溫度熱電偶安裝在熱電偶套管中，以測(cè)量容器內(nèi)含物的溫度(兩個(gè)探針)以及擋板冷卻劑供給和排放溫度。使用Kaye Validator數(shù)據(jù)記錄器來收集和存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)
點(diǎn)οii.使用超聲流量計(jì)來測(cè)量擋板冷卻劑流動(dòng)速度，而其傳感器設(shè)置在冷卻劑供給管道上。i i i.使用發(fā)酵罐自動(dòng)化控制系統(tǒng)來設(shè)定攪拌器運(yùn)行速度1.在準(zhǔn)備(set-up)過程中，使用手持光學(xué)測(cè)速計(jì)來校準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)攪拌器速度控制。
2.在試驗(yàn)過程中使用相同的校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)速計(jì)來驗(yàn)證攪拌器速度。iv.使用數(shù)字功率計(jì)來測(cè)量攪拌機(jī)線功率汲取，以監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的AC變頻驅(qū)動(dòng)功率的所有三個(gè)數(shù)字記錄器。v.使用校準(zhǔn)的壓差傳感器來確定容器內(nèi)含物的量。4.容器在環(huán)境條件下充有10，000升(千克)的去離子水，并且內(nèi)含物的溫度通過直接的蒸汽注入上升到70°C。在蒸汽注入之后記錄內(nèi)含物的最后量，以考慮由此產(chǎn)生的蒸汽冷凝物的增加。5.攪拌器速度設(shè)定到某一值，以傳送全部電動(dòng)機(jī)功率的近似80%持續(xù)第一試驗(yàn)時(shí)間；以選定的速度進(jìn)行接下來的試驗(yàn)，從而給出最初值近似50%和25%的功率等級(jí)。6.使用裝在滑動(dòng)底座的冷卻器和泵，冷卻劑(冷水)再循環(huán)通過擋板組件。i.使用閥來調(diào)整冷卻劑流量到理想速率，以調(diào)節(jié)循環(huán)泵的排出流量。ii.使用如上所提到的超聲流量計(jì)來測(cè)量冷卻劑速度；體積流速根據(jù)速度和管橫截面積的產(chǎn)物來計(jì)算。iii.在冷卻劑流動(dòng)速率的范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。iv.通過在設(shè)計(jì)擋板冷卻劑供給和排放管道和集管時(shí)所固有的液壓平衡，所報(bào)告的總的冷卻劑流量均等地分給六個(gè)擋板。7.當(dāng)物料從70°C被冷卻到25°C，容器物料溫度以及冷卻劑供給和排放溫度以每分鐘一次的速率被同時(shí)記錄，以用于指定的設(shè)定冷卻劑流量和攪拌器運(yùn)行速度(圖8)。8.根據(jù)基于物料量和物料溫度每分鐘的變化的數(shù)據(jù)來計(jì)算在整個(gè)試驗(yàn)過程中的熱傳遞速率Q是使用以下關(guān)系Q = m · Cp · Δ T · 60其中Q =熱傳遞速率，BTU/hrm =物料內(nèi)含物的量，Ibmcp =容器內(nèi)含物的熱容，BTU/lbm_° FΔΤ =每分鐘的溫度變化(例如，Tt+1_Tt)，° F然后在試驗(yàn)過程中計(jì)算總熱傳遞系數(shù)U，其根據(jù)以下關(guān)系Q = U · A · Δ Tln其中Q =熱傳遞速率，BTU/hrU=總的熱傳遞系數(shù)，BTU/hr-ft2-。FA =熱傳遞的可用面積，ft2Δ Tln=記錄平均溫度驅(qū)動(dòng)力，° F使用以上方法，因?yàn)槔鋮s劑入口溫度不保持恒定，而是在試驗(yàn)過程中變化(減小) 以及在冷卻器運(yùn)行時(shí)循環(huán)；對(duì)于所有的試驗(yàn)，冷卻劑溫度在到12°C的范圍中。因而引起的U值在試驗(yàn)過程中同樣減少，并且在所關(guān)心的物料溫度處(在該例子中，37°C)做所有的比較。注意的是，基于物料溫度改變的上述方法是傳統(tǒng)的，因?yàn)榛诶鋮s劑溫度改變 (增加)的熱平衡給出了更高的熱負(fù)載。正如圖9中所示，熱傳遞系統(tǒng)能夠有效地傳遞源自反應(yīng)混合物的熱量。在所關(guān)心的運(yùn)行范圍(37°C)中，試驗(yàn)給出的U值超過200BTU/hr-ft2-° F ；這將非常利地比較冷卻操作值，這對(duì)于外部夾套(100-130)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)(傳統(tǒng)的螺旋線圈和垂直管束100 ；扁平線圈90-160)是要求的。對(duì)于六個(gè)擋板(每個(gè)17gpm)，甚至以大約IOOgpm的低流速，所測(cè)量的熱傳遞系數(shù)大于或者等于其它裝置的熱傳遞系數(shù)。 在所試驗(yàn)的最大冷卻劑流速處所收集的數(shù)據(jù)和與微生物發(fā)酵運(yùn)行相關(guān)聯(lián)的攪拌器功率輸入等級(jí)(8-29hp/kgal或者1. 6-5. 7Kw/m3)指出總的熱傳遞系數(shù)U在所檢查的范圍內(nèi)比較恒定037士6BTU/hr-ft2-° F)。本文所提及或者涉及的所有文檔以引用的方式整個(gè)并入本描述中。雖然本文所提供的描述可以根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案來介紹，但是要理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到各種變化和修改。因此，意圖是所附權(quán)利要求覆蓋了所要求權(quán)利要求的主題范圍內(nèi)的所有的這些等同變化。
權(quán)利要求
1.一種熱傳遞擋板，其包括至少一個(gè)分配通路和至少一個(gè)溢流通路。
2.如權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板，其包括至少兩個(gè)分配通路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱傳遞擋板，其中所述分配通路形成在第一材料和第二材料之間，以形成子組件，并且所述溢流通路形成在兩個(gè)子組件之間。
4.如權(quán)利要求1中任一個(gè)熱傳遞擋板，其中熱傳遞介質(zhì)可以循環(huán)通過至少一個(gè)分配通路，而不需要還循環(huán)通過至少一個(gè)溢流通路。
5.一種熱傳遞擋板，其包括a.第一子組件，其主要由與第二材料鄰接的第一材料組成，以提供分配通路，b.第二子組件，其主要由與第二材料鄰接的第一材料組成，以提供分配通路，以及c.第三材料，其將第一組件和第二子組件彼此鄰接，其中至少一個(gè)溢流通路形成在第一子組件和第二子組件之間，并且熱傳遞介質(zhì)可以循環(huán)通過至少一個(gè)分配通路，而不需要還循環(huán)通過至少一個(gè)溢流通路。
6.如權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板，其包括兩個(gè)或者兩個(gè)以上分立的隔室，通過所述隔室，熱傳遞介質(zhì)可以獨(dú)立于任何其它的隔室循環(huán)。
7.一種熱傳遞系統(tǒng)，其包括與反應(yīng)器容器鄰接的一個(gè)或者多個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板。
8.如權(quán)利要求7所述的熱傳遞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或者多個(gè)熱傳遞擋板通過所述擋板和所述容器之間的基本無縫接頭邊界與所述反應(yīng)器容器鄰接。
9.一種熱傳遞系統(tǒng)，其包括一個(gè)或者多個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板，所述分配通路與熱傳遞介質(zhì)入口集管鄰接。
10.一種熱傳遞系統(tǒng)，其包括一個(gè)或者多個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板，其中所述至少一個(gè)分配通路與熱傳遞介質(zhì)出口集管鄰接。
11.一種熱傳遞系統(tǒng)，其包括一個(gè)或者多個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板，至少一個(gè)分配通路與熱傳遞介質(zhì)入口集管和熱傳遞介質(zhì)出口集管鄰接。
12.—種熱傳遞系統(tǒng)，其包括與反應(yīng)容器內(nèi)表面鄰接的一個(gè)或者多個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板，其中每個(gè)擋板與至少一個(gè)熱傳遞介質(zhì)入口集管和至少一個(gè)熱傳遞介質(zhì)出口集管鄰接，并且每個(gè)擋板的所述溢流通路通向所述容器外部。
13.如權(quán)利要求7所述的熱傳遞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或者多個(gè)熱傳遞擋板可固定地附接到所述反應(yīng)容器的所述內(nèi)表面，以使得當(dāng)所述容器含有在運(yùn)動(dòng)中于所述擋板上產(chǎn)生壓力的內(nèi)含物時(shí)，所述壓力減小。
14.如權(quán)利要求13所述的熱傳遞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或者多個(gè)熱傳遞擋板以相對(duì)于所述容器的內(nèi)壁或者半徑的某一角度可固定地附接到所述反應(yīng)容器的所述內(nèi)表面，所述角度選自由大約 5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、 70°、75°、80°、85° 和 90° 組成的組。
15.如權(quán)利要求14所述的熱傳遞系統(tǒng)，其中所述角度相對(duì)于所述內(nèi)壁為約60°或者相對(duì)于所述半徑為約30°。
16.一種反應(yīng)容器，在其內(nèi)部包括至少一個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板。
17.一種用于控制反應(yīng)容器中工藝溫度的方法，所述工藝包括使熱傳遞介質(zhì)循環(huán)通過至少一個(gè)權(quán)利要求1所述的熱傳遞擋板的所述分配通路。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述熱傳遞介質(zhì)選自由蒸汽、可泵送的液體、水、 乙二醇、熱傳遞油、制冷劑以及其組合組成的組。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述熱傳遞介質(zhì)是水。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述工藝選自由化學(xué)工藝、制藥工藝以及生物工藝組成的組。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述生物工藝選自由微生物培養(yǎng)、哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)以及植物細(xì)胞培養(yǎng)組成的組。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述工藝是生成疫苗中的至少一個(gè)步驟。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種改進(jìn)的熱傳遞系統(tǒng)，其供在化學(xué)和生物工藝中使用的反應(yīng)容器中使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了包括至少一個(gè)分配通路和至少一個(gè)溢流通路的熱傳遞擋板。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了包括彼此鄰接的所述分配通路和溢流通路的兩個(gè)子組件。
文檔編號(hào)F28F13/06GK102575913SQ201080046092
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者C·奈特 申請(qǐng)人:Abec公司