Magnetic Agitators for XXL Bioreactors

ZETA Features & Services

ZETA는 25년 이상 약제 믹싱 공정에 있어 혁신적인 파트너의 길을 걸어왔습니다. 무엇이 ZETA 솔루션을 특별하게 하는지:

 

-Mechanical seal shaft-driven 시스템들을 대체한 Mag drive- Sealless 디자인
-오픈 디자인 (로터와 drive shell 사이에 큰 틈새)- Bug free와 깨끗한 디자인
-Drive shell 구성 (용접 또는 플러그인 형태)- 고객 선택 가능
-어렵고 복잡한 믹싱 솔루션을 제공하는 연구 센터- 높은 수율을 위한 최적화된 믹싱

 

 

 

 

 

 

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CUSTOMER BENEFITS

-막힘 없는 동력 전달
-50,000L까지 가능한 수용력
-CIP/SIP에 최적화된 디자인

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  AMR
  ZETA Top-Mounted Agitators AMR (ZETA 상부 장착 Agitators AMR)

   

  ZETA 상부 부착 교반기는 통합된 ‘drive shell vent’로 기존 마그네틱 교반기 기술을 한발자국 더 발전 시켰습니다.

  기계적 씰링을 사용한 기존 마그네틱 교반기의 단점을 보완하는 한편 구성은 기존과 매우 흡사하여 거의 모든 모양의 믹싱 임펠러를 사용할 수 있습니다.

   

  긴 시간 동안 베셀 내 민감한 무균 과정을 위해, 베셀을 밀폐 상태로 유지하는 것은 필수적인 절차입니다.

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  BMRT
  ZETA Bottom-Mounted Agitators BMRT
  (ZETA 하부 장착 Agitators BMRT)

   

  ZETA 임펠러는 액체의 고른 온도 및 농도 분배를 위한 최선의 선택입니다. 상부에서 액체를 끌어들여 바깥쪽으로 방사상 패턴으로 분사되는 것이 제품 특징입니다. 센터를 벗어난 위치에 설치를 함으로써 소용돌이가 생성되어 배플 설치 없이도 가용성과 불용성 고체를 섞을 수 있습니다. ZETA 마그네틱 교반기의 drive shell은 용접 판의 일부분이 되어 베셀의 안팎이 완벽히 밀폐 분리됩니다.
  
  무균 상태를 지속하기 위해 우리는 임펠러와 drive shell 사이에 7mm에 달하는 최대한 큰 틈을 만들었습니다. 이 임펠러의 오픈 디자인은 교반기 또한 아무 문제없이 CIP/SIP가 진행될 수 있도록 합니다. ZETA의 전문가들은 특정 공정을 위한 알맞은 교반기를 선택할 수 있도록 도와줍니다. 또한, 용접판과 플러그인 drive shell 버전들 중 어느 것이 더 맞는지 알아봐줍니다.
  

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  BMRF
  Bottom-Mounted Agitators for Bioreactors BMRF
  (바이오리엑터를 위한 하부 장착 Agitator)

  
  

  하부 장착 교반기가 장착된 바이오 리엑터는 장기간 무균 상태를 유지할 수 있습니다. 이로써 기계적 씰링을 가지고 있는 샤프트 구동 교반기의 샤프트가 리엑터를 통과하는 지점에서 생기는 오염이 일어나지 않게 하였습니다. 또한, 교반기를 리엑터 하부에 장착을 하면 덮개에 추가적으로 센서나 배관을 설치 할 공간 확보가 되어 공정에 최적화가 될 수 있습니다. 여러 개의 O-ring으로 구성된 sliding hub는 올바른 위치에 설치되어 임펠러 날개를 이상적인 높이로 조절이 가능합니다.
  
  학계의 새로운 지도와 함부르크-하르부르크 공대 및 베링거 인겔하임의 협력을 통해, 대용량의 바이오 리엑터 (15㎥ 용량)에서 ZETA BMRF 하부 장착 마그네틱 교반기의 성능이 증명 되었습니다.
  
  실험에 따르면 바이오 리엑터를 위한 새로운 교반기 모델이 30,000L 볼륨에까지 사용될 수 있습니다.
  
  

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  CMRT
  ZETA Container Magnetic Agitators CMRT
  (ZETA 컨테이너 Magnetic Agitators CMRT)

  
  CMRT는 ZETA에서 만든 혁신적인 교반기 솔루션입니다.

   

  ZETA 컨테이너 마그네틱 교반기는 재사용 가능한 컨테이너의 안쪽 무균 공간과 외부와의 연결이 없다는 이점이 있습니다'
  이는 교반기 로터의 동력이 무마찰 마그네틱 드라이브로 공급되기 때문입니다. 또한, 제품의 오염이 없다는 것이 큰 이점입니다.

   

  기계적 씰링을 사용하는 샤프트 구동 교반기 대비, 마그네틱 교반기의 이점

   

  -보수/유지 관리 거의 불필요
  -샤프트가 베셀 내부로 들어갈 필요가
  없어 미생물 오염 차단

   

  ZETA는 이 마그네틱 교반기 기술을 성공적으로 사용하여 아래의 과제를 완수했습니다.

   

  -배수 및 채우는 과정 등 베셀 상태에
  관계없이, 용기 내 균일한 믹싱을 유지
  -안정제나 유화제 없이 클린 라벨
  제품의 균일한 주입 가능
  -청결한 디자인으로 쉬운 청소와 멸균
  -무균 작업 실행 시 높은 공정 안정성
  -보관 비용 절감 (교반기와 로터가 용기
  내부에 있으므로 용기의 적재가 가능)

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  Advanced Mixing Technology (첨단 믹싱 기술)
  Magnetic Agitator for XXL Bioreactor!!!
  (XXL 바이오리엑터를 위한 마그네틱 믹싱 기술)

   

  실험실 규모에서 산업적 규모까지 scale-up은 큰 난제입니다. 믹싱 시간, 전단력, 그리고 무균의 청결 디자인을 동시에 달성하기에는 늘 충돌요소가 있기 때문입니다.

   

  생명공학 산업에서, 세포 배양 시, 부적절한 믹싱에 의한 손실이 일어나지 않도록 하면서 더 큰 배양 볼륨을 충족하고자 하는 니즈는 빠르게 증가하고 있습니다.

   

  이러한 니즈를 충족시키기 위해 베링거 인겔하임 및 함부르크-하르부르크 공대의 Multiphase Flows 연구소와 협력하여, ZETA 하부 장착 교반기가 XXL 사이즈 발효기에 적합한지 실험을 진행해왔습니다.

   

  ZETA 하부 장착 마그네틱 교반기의 프로토 타입을 15,000L 발효기에서 4개월 동안 철저하게 실험한 결과, 실험은 성공적이었고 하부 장착 마그네틱 교반기는 요구되는 모든 사항을 충족하였습니다.

   

  -탁월한 동력전달력을 지닌 마그네틱 드라이브
  -진동문제를 보완한 긴 샤프트
  -미생물 오염 리스크 제거
  -최적화 설계된 로터 날개 (구조와 배열)
  -30,000L까지 가능한 베셀 사이즈
  -다른 사이즈의 베셀에서도 재현가능한 믹싱 패턴
  -청결 기준 준수, 무균가능
  -낮은 운영비용과 쉬운 유지보수로 인한 비용절감
  -샤프트 구동 교반기에서 마그네틱 드라이브 형태로 쉬운 변환

   

  실험을 진행하기 위해 교반기를 15,000L 아크릴 유리로 만든 리액터에 설치하고 다양한 임펠러 구성으로 (1-3 단계 임펠러) 일련의 실험을 진행하였으며, 이를 통해 믹싱 과정을 완전히 이해하기 위한 데이터를 수집하고, 무균 운영을 달성하기 위해 필요한 파라미터를 획득하였습니다.
  이 실험은 새로운 교반기 모델이 30,000L 용량의 리액터까지 사용가능하다는 결과를 보여주고 있습니다.

   

  “바이오의약품 공정에서는 모든 파라미터가 엄격히 제어되어야 합니다. 특히나 최종 생산 규모에서는 생산 장비와 특징에 대한 정확한 이해도가 필요합니다. 우리는 베링거 인겔하임에서 전산 유체 역학과 (CFD), 특별 제작된 투명한 15,000L 실험용 리액터를 사용하여 이러한 정보를 알아냈습니다. (파트너인 함부르크-하르부르크 공대의 Schlüter 교수와 함께) 이 장치로 공정을 투명하게 만들고 생산 공정 개발에 바로 투입할 수 있는 지식을 축적할 수 있었습니다."

  - Thomas Wucherpfenning 박사, 베링거 인겔하임의 내, 아크릴 유리 리액터 시스템 및 유체 시뮬레이션, 그리고 후속 단계 개발 관련, 프로젝트 리더

   

  “최적화된 큰 규모의 산업용 발효기의 수요는 상당히 증가하였으며 앞으로도 계속해서 꾸준히 성장세를 이어갈 것입니다. 첫 번째로 이유로는, 바이오효소 공정이 재생 가능한 원료들을 기초 화학약품과 물질로 제조하는데 중요역할을 하고 있기 때문이며, 두 번째 이유로는, 지난 몇 년간 약제 생산을 위한 미생물과 세포들의 효율이 급증 했기 때문입니다. 이러한 가속화되는 물질대사 공정의 요구사항을 충족하기 위해, 더 나은 산소 공급이 보장되어야 합니다. 베링거의 발효기 공정의 지속 연구개발을 위하여, 함부르크-하르브르크 공대에 15,000L 실험 시설을 설치했습니다.”

  - Michael Schlüter 박사, 함부르크-하르부르크 공대 Multiphase Flows 연구소 : 대형 바이오리엑터의 생산공정에 대한 트렌드 연구