专利名称：用于无菌地分配多份流体的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于以安全无菌的方式分配离散的多份微生物敏感流体的方法及装置。
背景技术：
通过分配器无菌地分配微生物敏感流体的一种方法包括将流体存储在具有输送管的盒中袋(BIB)类型的容器中，该输送管包括在管的出口处的无菌单向阀。无菌阀的类型包括所谓的粘弹性阀，该粘弹性阀包括呈圆柱体或截头圆锥体形式的阀体，该阀体包括连接到一个或几个流体输送端口上的内部通道。该阀还包括弹性体圆柱体，该圆柱体具有比阀体的截面小的内截面，以便弹性体圆柱体牢固地配合在流体输送端口上方和阀座上方。 例如在”7，243，682，”5，836，484或冊2006/063000中公开了这样的阀。分配是借助于泵完成的，该泵在柔性管上和存在于管中并然后在阀体内部通道和输送端口中的流体上施加压力。当流体压力超过阀外的压力时，这个压力促使弹性圆柱体离开阀体和输送端口。从而，流体在阀体和弹性圆柱体之间流出。当泵停止时，阀体外的压力超过流体压力，弹性圆柱体牢固地夹靠在阀体上，从而防止了通过阀倒流。因此，只允许在一个方向流动。然而，已经观察到，在这种分配器中，在两次流体输送之间的无菌状态不能在整个系统范围内维持。根据阀的设计，粘弹性阀能够在泵已停止后维持一定的反压，在流体压力有效地降到更低的压力前需要几分钟的时间。从而，在阀刚刚关闭时，阀的状态并不确定，因为阀太靠近打开位置而不能确保完全且稳定的关闭。从阀打开且输送一定的液体流开始，液体压力的降低导致流率减小，压力的进一步降低导致这种情况发生，即，当阀达到所谓的关闭压力时，流率达到零。在那时，止回阀处在一个不很稳定的状态它接近于打开，然而是关闭的。这通过阀典型地慢慢地泄漏几滴液体表现出来，因此可能危及剩余液体的无菌状态。在关闭时刻，对于通过将弹性体薄膜配合在固体阀座上制成的典型阀，薄膜已配合在阀座上且与阀座接触。然而，该配合不是非常牢固，正如通过在短时间内(高达Imin)来自阀的液滴或滴落物的累积所展示的那样。在滴Imin左右后，阀的输送系统上游的压力从而到达另一个数值，阀此时在一段时间内保持恒定的压力，该压力称为保持压力。在这些阶段中，止回阀容易受到微生物污染。尤其在分配粘流体或用于包括微小颗粒的流体的情况下，已观察到这种现象。
发明内容
本发明的优点是，提出一种在泵已停止后阀立即可靠关闭的分配方法及相应的分配器。本发明的一个实施例涉及一种用于分配多份流体(multi-portions of a fluid)的方法，该流体存储在容器中，该容器包括端口和具有入口和出口的柔性分配管，所述入口一体地密封到所述端口上，在所述出口中安装有阀，该阀包括输送块，该输送块具有输入端口和内部通道，所述输入端口用于接纳从管出口出来的流体，所述内部通道开始于所述输入端口并终止于至少一个输出端口，弹性体薄膜，该弹性体薄膜用于包封输送块，使得弹性体薄膜的一部分覆盖输出端口并且弹性体薄膜的下游端部形成阀出口，该方法包括两个可选择的步骤，该步骤包括 压缩步骤，在该压缩步骤中，压缩柔性分配管的第一管部分，使得流体被压缩并被迫向下通过阀输送块的内部通道，并且压缩流体使在输出端口处的弹性体薄膜伸展并在弹性体薄膜和输送块之间流动，从而到达阀出口，和终止压缩的步骤，其中，该方法包括在压缩步骤结束时实施的进一步的步骤，该进一步的步骤包括释放在第一管部分和阀之间的管部分内的压力。
优选地，在进一步的步骤中，在第一管部分和阀之间的管部分内的压力小于lpsi。根据一实施例，压缩步骤通过蠕动泵的转动实现。在该实施例中，用于释放压力的步骤可包括使蠕动泵沿与泵送方向相反的方向转动。进一步的步骤还可包括使所述管的位于第一管部分下游的第二管部分受到短暂压缩。优选地，短暂压缩施加足以导致所述管将存在于所述第二管部分和所述阀之间的部分流体清空的力。在该进一步的步骤中，短暂压缩能够施加力小于Is的时间。该压缩能够通过挤压阀实现。最后的压力释放步骤是在管压缩步骤结束时实施的，优选在压缩步骤结束后小于Is的时间内。在一实施例中，本发明的方法用于分配粘度大于IOOcP的流体。在本发明中，粘度数值是在环境温度——即，21 °C——下测量给出的。本发明的方法还能够尤其用于分配包含微小颗粒的流体。这些微小颗粒优选具有最大200 μ m的尺寸。本发明的另一实施例涉及一种用于分配多份流体的装置，该流体存储在容器中，该容器包括端口和具有入口和出口的柔性分配管，所述入口一体地密封到所述端口上，在所述出口中安装有阀，该阀包括 输送块，该输送块具有输入端口和内部通道，所述输入端口用于接纳从管出口出来的流体，所述内部通道开始于所述输入端口并终止于至少一个输出端口，弹性体薄膜，该弹性体薄膜用于包封输送块，使得弹性体薄膜的一部分覆盖输出端口并且弹性体薄膜的下游端部形成阀出口，该装置包括用于压缩管的第一部分的泵，其中，该装置还包括用于释放在第一管部分和阀之间的管部分内的压力的机构。根据本发明的一个实施例，泵是蠕动泵。用于释放管内的压力的机构可以是压缩机构，该压缩机构使管的位于第一管部分下游的第二管部分受到短暂压缩。这种压缩机构可以是挤压件。优选地，该装置包括构造成用于按次序协调挤压件和泵的运动的控制器。当使用蠕动泵时，用于释放管内的压力的机构可以是构造成监控蠕动泵的转动方向的控制器。
本发明的另一实施例涉及一种饮料生产机，该饮料生产机包括例如如上所述的用于分配多份浓缩饮料成分的装置、稀释剂供给线路以及用于使由所述用于分配多份浓缩饮料成分的装置分配的浓缩饮料成分的至少一部分与稀释剂混合的重构室。饮料生产机还可包括用于使浓缩饮料成分和稀释剂的混合物发泡的机构。这些机构能够集成在重构室内或与重构室分开。所述饮料生产机能够用于分配例如液体浓缩饮料成分，例如乳基成分浓缩物和可可粉基成分浓缩物。本文描述了其它特征和优点，这些特征和优点从下面的具体实施方式
和附图中将变得更加清晰。
参考以下附图 图I示出根据本发明的实施例的饮料生产机。图2a和2b示出用于本发明的实施例中的阀如何工作。图3a、3b和3c示出本发明的实施例的液体加热器的连接装置的透视图。图4和5示出在本发明的方法的实施例中实施的三个步骤。
具体实施例方式图I示出根据本发明的饮料生产机7，该饮料生产机7包括用于无菌地分配多份流体的装置7。饮料生产机7包括稀释剂供给线路，该线路包括稀释剂箱8和泵9。典型地，稀释剂12是水。该线路还可包括稀释剂加热器(未示出)。稀释剂供给线路将稀释剂输送到重构室10内，浓缩饮料成分也被输送到该重构室10内。重构室10通常设计成用于改善稀释剂12和浓缩物的混合，从而浓缩饮料成分实现有效稀释。该特征还可通过调整稀释剂在重构室内的喷射方向获得。浓缩饮料成分通过用于分配多份流体的装置14输送到重构室10内。该装置包括壳体15，在该壳体15中放置有用于存储和分配浓缩饮料成分的容器I。该容器优选是像BIB—样能够可选地放置在刚性壳体中的柔性容器。该容器具有端口 2，具有入口和出口的柔性分配管3密封到该端口 2上。柔性分配管3由能够挤压的材料制成。单向阀4安装在所述出口中。用于分配多份流体的装置14能够在离散的时刻及时地从柔性容器中取出一些流体，同时将剩余流体无菌地存储在柔性容器中。装置14包括用于瞬间压缩管的第一部分31的泵6，以输送若干份流体并然后停止输送。泵优选是蠕动泵。在压缩步骤中，压缩流体并迫使其向下流动通过管并然后通过阀4，而当泵停止时，流体停止流过管和阀。然而，蠕动泵在管3上维持剩余压力，该压力避免阀的有效关闭。用于分配多份流体的装置6还包括用于使位于第一管部分31下游的第二管部分32受到短暂压缩的压缩机构5。优选地，挤压件压缩管小于Is的时间，甚至更优选地小于0.5s。优选地，压缩机构是能够线性地前后移动以挤压管的挤压件。线性致动的压缩机构是优选的，因为它们能够在短时间内在管上施加大压缩力。这种压缩推动管内的一些流体通过单向阀，压缩后管内的流体压力显著降低到比压缩步骤结束时的压力小且比阀的关闭和保持压力小得多的数值。然后，管内的流体维持比阀的关闭和保持压力小的剩余压力，从而保证了阀的无菌关闭。饮料生产机7优选包括用于协调泵6和压缩机构5的相对操作的控制单元16。压力释放步骤也能够通过使蠕动泵转动件沿与泵送转动方向相反的方向倒转来实施。饮料生产机7还包括用于使浓缩饮料成分和稀释剂的混合物发泡的机构11，例如放置在重构室10下游的抽打器。用于发泡的机构11也可集成在重构室10内；它可包括蒸汽或空气注射机构。最后，饮料生产机7通常包括输送区域17，在那里，饮料输送到杯子13中。参考图2a和2b对用在本发明的装置中的阀进行更准确地描述。阀4包括具有输入端口 42的输送块41，该输入端口 42连接到容器柔性管3，用于接纳从管出口流出的流体。输入端口 42通向内部通道43内，该内部通道43开始于输入端口并终止于至少一个输出端口 44。阀包括弹性体薄膜45，该弹性体薄膜45用于包封输送块4，使得所述柔性弹性 体薄膜的一部分覆盖输出端口 44。图2a示出当阀关闭时一也就是，当通道43内的流体没有通过泵6或压缩机构5加压时——的阀。在这种构造中，弹性体薄膜45密封地封闭输出端口 44。图2b示出当阀打开时——也就是，当通道43内的流体通过泵6或压缩机构5加压到足以将弹性体薄膜45从输出端口 44移开的压力时的阀。此时，流体自由地通过输出端口 44，并在弹性体薄膜45和输送块41之间流动，直到阀出口 46。优选地，弹性体薄膜45包括突出部48，该突出部48能够配合在输送块41的外部部分中的凹槽47内，以避免弹性体薄膜45沿输送块41滑动。图3a至3b分别示出在流体分配方法中实施的三个步骤中的每个步骤中的用于分配多份流体的装置14。泵是包括静止件62和运动件61的蠕动泵，该静止件62用于引导泵，该运动件61能够转动以按压通过静止件62固定的柔性管的第一部分31。在图3a中，运动件61正在转动。此时，流体在柔性管3内被压缩，并被迫在阀4内向下流动，该阀4在加压流体的力的作用下打开。压缩件5在该步骤中保持不被致动。在图3b中，运动件61停止转动，且压缩件5被立即致动，从而它压缩在管的第二下游部分32内的流体。从而，在那部分管内的流体被突然向下游驱动出，使在第二部分和阀之间的所有流体受压，从而打开阀4。优选地，压缩件在泵停止后致动小于Is的时间，甚至更优选地小于O. 5s。在图3c中，当压缩件5停用并从而释放管的第二下游部分32时，泵6仍然不工作，该第二下游部分32被从上游流过来的流体重新填充；因此，管的在第二部分32下游的那部分内的结果压力是低的(优选在Opsi至Ipsi之间)，且非常有效以获得弹性体薄膜45在出口端口 44上完全封闭。可以选择柔性管材料的性质，以便变形的管本身充当阻尼器并提供慢释放。本发明具有改善了流体分配的无菌操作的优点。阀在泵停止后立即关闭。在泵已停止泵送后不会发生滴落。本发明具有能够用于使用粘弹性阀的已有无菌分配器以改善它们的无菌输送的优点。
应当理解，对本文描述的目前优选的实施例进行的各种变化和改进对本领域技术人员来说是显而易见的。在不脱离本主题的精神和范围且不消除它的意图优点的情况下，可以进行这些变化和改进。因此，这些变化和改进意在由所附权利要求覆盖。
权利要求
1.一种用于分配多份流体的方法，所述流体存储在容器中，该容器包括端口和具有入口和出口的柔性分配管，所述入口一体地密封到所述端口上，在所述出口中安装有阀，所述阀包括输送块和弹性体薄膜，该输送块具有输入端口和内部通道，所述输入端口用于接纳从所述管的所述出口出来的流体，所述内部通道开始于所述输入端口并终止于至少一个输出端口，所述弹性体薄膜用于包封所述输送块，使得所述弹性体薄膜的一部分覆盖所述输出端口并且所述弹性体薄膜的下游端部形成阀出口，所述方法包括 压缩步骤，在该压缩步骤中，压缩所述柔性分配管的第一管部分，使得所述流体被压缩并被迫向下通过所述阀输送块的所述内部通道，并且压缩流体使在所述输出端口处的所述弹性体薄膜伸展并能够在所述弹性体薄膜和所述输送块之间流动并到达所述阀出口； 终止压缩的步骤；和 在所述压缩步骤结束时实施的进一步的步骤，该进一步的步骤包括释放所述第一管部分和所述阀之间的压力。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述压缩步骤通过蠕动泵的转动实施。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进一步的步骤通过使蠕动泵沿与泵送方向相反的方向转动实施。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进一步的步骤包括使所述管的位于所述第一管部分下游的第二管部分受到短暂压缩。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述进一步的步骤中，所述短暂压缩施加足以导致所述管将存在于所述第二管部分和所述阀之间的流体清空的力。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述进一步的步骤中，所述短暂压缩施加力小于Is的时间。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述进一步的步骤中，短暂压缩通过挤压阀实现。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进一步的步骤在所述管压缩步骤结束后不到I秒的时间内实施。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述流体具有大于IOOcP的粘度。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述流体包括微小颗粒。
11.一种用于分配多份流体的装置，所述流体存储在容器中，该容器包括端口和具有入口和出口的分配管，所述入口一体地密封到所述端口上，在所述出口中安装有阀，所述阀包括输送块和弹性体薄膜，该输送块具有输入端口和内部通道，所述输入端口用于接纳从所述管的所述出口出来的流体，所述内部通道开始于所述输入端口并终止于至少一个输出端口，所述弹性体薄膜用于包封所述输送块，使得所述弹性体薄膜的一部分覆盖所述至少一个输出端口并且所述弹性体薄膜的下游端部形成阀出口，所述装置包括 用于压缩所述管的第一管部分的泵，所述装置还包括用于释放在所述第一管部分和所述阀之间的管部分内的压力的机构。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述泵是蠕动泵。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述用于释放压力的机构是用于使所述管的位于所述第一管部分下游的第二管部分受到短暂压缩的压缩机构。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述压缩机构是挤压件。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置包括设计成用于按次序协调挤压件和所述泵的运动的控制器。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置包括设计成用于监控所述蠕动泵的转动方向的控制器。
17.一种饮料生产机，该饮料生产机包括用于分配多份浓缩饮料成分的装置，流体存储在容器中，该容器包括端口和具有入口和出口的分配管，所述入口一体地密封到所述端口上，在所述出口中安装有阀，所述阀包括输送块和弹性体薄膜，该输送块具有输入端口和内部通道，所述输入端口用于接纳从所述管的所述出口出来的流体，所述内部通道开始于所述输入端口并终止于至少一个输出端口，所述弹性体薄膜用于包封所述输送块，使得所述弹性体薄膜的一部分覆盖所述至少一个输出端口并且所述弹性体薄膜的下游端部形成阀出口，所述装置包括用于压缩所述管的第一管部分的泵，所述装置还包括用于释放在所述第一管部分和所述阀之间的管部分内的压力的机构，所述饮料生产机还包括稀释剂供给线 路和重构室，所述重构室用于使由所述用于分配多份浓缩饮料成分的装置分配的浓缩饮料成分的至少一部分与稀释剂混合。
18.根据权利要求16所述的饮料生产机，其特征在于，该饮料生产机包括用于使所述浓缩饮料成分和所述稀释剂的混合物发泡的机构。
全文摘要
一种用于分配多份流体的方法及装置，该流体存储在容器中，该容器包括端口和具有入口和出口的柔性分配管，所述入口一体地密封到所述端口上，在所述出口中安装有阀。该方法包括压缩步骤和终止压缩的步骤，其中，该方法包括在压缩步骤结束时实施的释放在第一管部分和阀之间的管部分内的压力的进一步的步骤。
文档编号B67D1/10GK102858680SQ200980163112
公开日2013年1月2日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者B·雷迪, D·J·哈里森, J·托特 申请人:雀巢产品技术援助有限公司