封閉空間內氣體的淨化裝置及方法與流程
2024-03-06 11:36:15 2
本發明涉及細胞培養，特別涉及封閉空間內氣體的淨化裝置及控制方法。
背景技術：
對密閉空間進行稀釋吹掃的目的是為了降低空間內顆粒物及微生物數量，使得進入的物體不會汙染內部空間，維持穩定的無菌環境。
目前，通用的做法是：通過設定氧氣含量上下限值(設定的上下限能使一個循環的過濾效率大於等於10％)，由純氧氣源充入氧氣提高倉內氧氣含量至設定值上限，由純氮氣氣源充入氮氣降低倉內氧氣含量至設定值下限，再充入純氧氣源提高倉內氧氣含量，以此為一個循環，做6次循環即可使汙染物下降到10-6水平，且滿足GMP A級無菌要求。這種技術方案具有諸多不足，如：
1.通過純淨氧氣及氮氣氣源調節倉體內氧氣含量，氣源單價貴；
2.氣體從高含量降至低含量比從低含量升至高含量的耗氣量大，成本高，隨著封閉空間體積的增大，成本越高。
技術實現要素：
為解決上述現有技術方案中的不足，本發明提供了一種氣體消耗量小、成本低的封閉空間內氣體的淨化裝置。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種封閉空間內氣體的淨化裝置；所述封閉空間內氣體的淨化裝置包括：
容器，所述容器內裝有含量為α的目標氣體，所述目標氣體在空氣中的含量β為0-1％，α>β；
傳感器，所述傳感器檢測所述封閉空間內所述目標氣體的含量；
第一閥門，所述第一閥門設置在所述容器和第一淨化單元之間的氣路上；
第一淨化單元，所述第一淨化單元的輸出端連通所述封閉空間；
第二閥門，所述第二閥門的輸入端連通空氣，輸出端連通第二淨化單元；
第二淨化單元，所述第二淨化單元的輸出端連通所述封閉空間；
氣路開關模塊，所述氣路開關模塊的輸入端連通所述封閉空間。
本發明的目的還在於提供了一種耗氣量小的封閉空間內氣體的淨化方法，該發明目的通過以下技術方案得以實現：
封閉空間內氣體的淨化方法，所述封閉空間內氣體的淨化方法包括以下步驟：
(A1)含量為α的目標氣體經過淨化後注入封閉空間，封閉空間內目標氣體的含量γ上升；所述目標氣體在空氣中的含量β為0-1％，α>β；
(A2)待目標氣體的含量γ達到上限值時，停止注入目標氣體；
(A3)空氣經過淨化後注入所述封閉空間，封閉空間內目標氣體的含量γ下降；
(A4)待目標氣體的含量γ達到下限值時，停止注入空氣。
與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：
1.耗氣量小。本發明採用的目標氣體在空氣中的含量很低，如空氣中沒有的氣體、空氣中具有但含量低於1％的氣體，通過較高濃度的目標氣體以及環境中的空氣調節封閉空間內目標氣體的含量，消耗的目標氣體量小，且空氣源源不斷；
2.運行成本低。每個循環需要消耗的目標氣體量減少，因此顯著地降低了運行成本。
附圖說明
參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是：這些附圖僅僅用於舉例說明本發明的技術方案，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中：
圖1是根據本發明實施例1的封閉空間內氣體的淨化裝置的結構簡圖；
圖2是根據本發明實施例2的封閉空間內氣體的淨化裝置的結構簡圖。
具體實施方式
圖1-2和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發明的範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明並不局限於下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
實施例1：
圖1示意性地給出了本發明實施例的封閉空間內氣體的淨化裝置的結構簡圖，如圖1所示，所述封閉空間內氣體的淨化裝置包括：
容器，所述容器內裝有含量為α的目標氣體，如含量是20％的二氧化碳，所述目標氣體在空氣中的含量β為0-1％，α>β；
傳感器，所述傳感器檢測所述封閉空間內所述目標氣體的含量；
第一閥門，所述第一閥門設置在所述容器和第一淨化單元之間的氣路上；
第一淨化單元，所述第一淨化單元的輸出端連通所述封閉空間，用於去除氣體中的顆粒物和微生物；
第二閥門，所述第二閥門的輸入端連通大氣環境，輸出端連通第二淨化單元；
第二淨化單元，所述第二淨化單元的輸出端連通所述封閉空間，用於去除氣體中的顆粒物和微生物；
氣路開關模塊，如泵，所述氣路開關模塊的輸入端連通所述封閉空間。
本發明實施例的封閉空間內氣體的淨化方法，也即上述淨化裝置的工作過程，所述封閉空間內氣體的淨化方法包括以下步驟：
(A1)打開第一閥門，容器內含量為α的目標氣體經過第一淨化單元後注入封閉空間，並通過泵送出封閉空間，封閉空間內目標氣體的含量γ上升；所述目標氣體在空氣中的含量β為0-1％，α>β；傳感器檢測封閉空間內的目標氣體的含量；
(A2)待目標氣體的含量γ達到上限值時，關閉第一閥門，停止注入目標氣體；
(A3)通過泵降低封閉空間內的壓力，打開第二閥門，空氣經過第二淨化單元後注入所述封閉空間，並通過泵送出封閉空間，封閉空間內目標氣體的含量γ下降；
(A4)待目標氣體的含量γ達到下限值時，關閉第二閥門停止注入空氣；
上述步驟循環多次，從而將封閉空間內的顆粒物及微生物數量降至滿足GMP A級潔淨度要求，並且使汙染物下降到10-6水平。
實施例2：
圖2示意性地給出了本發明實施例的封閉空間內氣體的淨化裝置的結構簡圖，如圖2所示，所述封閉空間內氣體的淨化裝置包括：
第一容器，所述第一容器內裝有含量為α的目標氣體，如空氣中不含且含量為1％的氫氣，所述目標氣體在空氣中的含量β為0-1％，α>β，壓力高於封閉空間內氣體壓力；
第二容器，所述第二容器內裝有壓縮空氣，壓力高於封閉空間內氣體壓力；
傳感器，所述傳感器檢測所述封閉空間內所述目標氣體的含量；
第一閥門，所述第一閥門設置在所述第一容器和第一淨化單元之間的氣路上；
第一淨化單元，所述第一淨化單元的輸出端連通所述封閉空間，用於去除氣體中的顆粒物和微生物；
第二淨化單元，所述第二淨化單元的輸出端連通所述封閉空間，用於去除氣體中的顆粒物和微生物；第一淨化單元和第二淨化單元為同一個單元；
第二閥門，所述第二閥門的輸入端連通第二容器，輸出端連通第二淨化單元；第一閥門和第二閥門集成為多通閥，使淨化單元選擇性地連通第一容器、第二容器；
氣路開關模塊，如第三閥門，所述氣路開關模塊的輸入端連通所述封閉空間。
本發明實施例的封閉空間內氣體的淨化方法，也即上述淨化裝置的工作過程，所述封閉空間內氣體的淨化方法包括以下步驟：
(A1)多通閥切換，第一容器內含量為α的目標氣體經過淨化單元後注入封閉空間，並排出封閉空間，封閉空間內目標氣體的含量γ上升；所述目標氣體在空氣中的含量β為0-1％，α>β；傳感器檢測封閉空間內的目標氣體的含量；
(A2)待目標氣體的含量γ達到上限值時，多通閥切換，停止注入目標氣體；
(A3)多通閥切換，第二容器內的壓縮空氣經過淨化單元後注入所述封閉空間，並排出封閉空間，封閉空間內目標氣體的含量γ下降；
(A4)待目標氣體的含量γ達到下限值時，多通閥切換，停止注入空氣；
上述步驟循環多次，從而將封閉空間內的顆粒物及微生物數量降至滿足GMP A級潔淨度要求，並且使汙染物下降到10-6水平。