[发明专利]自动同时过程控制

说明书

本文描述了一种用于自动同时控制连续生产过程的至少两个过程特性的方法和系统，所述连续生产过程具有至少一个流体流、至少两个单元操作、至少一个过程控制系统和至少一个调节体积。

在蛋白质纯化的连续过程中，若干过程特性需要在整个过程持续时间中保持在特定范围内。换言之，在连续过程中，同时发生潜在地要求不同过程特性值(例如，pH和电导率)的不同过程步骤。因此，需要确保的是，这些过程特性在整个过程的任何时间点和任何单元操作中都在可接受的范围内。

典型地，过程特性的调节在中间罐/缓冲袋中发生。然而，不同的过程特性可彼此影响，例如pH设定剂影响电导率，pH值和电导率设定剂以及输入(过程)流本身影响给定缓冲袋的填充水平。因此，例如，出现的挑战是如何调节从给定单元操作进入中间缓冲罐/袋的给定连续输入过程流的pH水平和电导率，使得该缓冲袋的输出流具有下一单元操作所需的pH水平和所需的电导率，同时将中间缓冲罐/袋的重量(即，填充水平)保持在可接受的范围内。同时，自动过程控制必须考虑更多事件，例如输入流偶尔暂停和恢复。

此外，即使在单元操作包括连续输入流和连续输出流的情况下，自动过程控制系统也必须保持严格的操作限制。

同时，自动过程控制必须考虑更多事件，例如输入流偶尔暂停和恢复。

因此，需要一种改进的过程控制策略，以自动处理在连续生产期间所出现的不同挑战。

令人惊讶地发现，所述挑战可使用用于自动同时控制连续生产过程的至少两个过程特性的方法来应对，所述连续生产过程具有至少一个流体流、至少两个单元操作、至少一个过程控制系统和至少一个调节体积，所述方法包括以下中的至少一个：

a)至少一个子系统，用于同时自动控制影响同一调节体积的至少两个致动器，

和/或

b)至少一个子系统，用于基于前馈调节和反馈控制的组合来自动影响至少一个致动器。

令人惊讶地发现，经由采用所述方法，可自动处理连续生产过程期间所出现的不同挑战，从而得到改进的过程控制策略。

详细地，关于用于同时自动控制影响同一调节体积的至少两个致动器的至少一个子系统a)，尽管至少两个致动器影响同一调节体积从而也彼此影响，但是至少两个过程特性仍可保持在可接受的操作范围内，而不会造成至少一个调节体积的过载。

此外，关于用于基于前馈调节和反馈控制的组合来自动影响至少一个致动器的至少一个子系统的情况b)，执行用于自动控制的方法的子系统经由基于前馈调节和反馈控制的组合影响至少一个致动器来维持严格的操作限制。这是令人惊讶的，因为仅使用反馈控制或前馈调节进行自动控制也是可能的，然而，这种组合允许尤其严格的控制。

在用于自动同时控制连续生产过程的至少两个过程特性的方法的一个实施方案中，所述方法的特征还在于，

a)如果所述方法包括用于自动控制影响同一调节体积的至少两个致动器的至少一个子系统，则用于同时自动控制影响同一调节体积的至少两个致动器的至少一个子系统经由以下方式来控制至少两个过程特性：

·经由至少两个独立的传感器来同时检测流体流的至少两个特性，

·计算至少两个致动值，每一个对应于至少一个过程控制系统中的至少两个测量特性中的每一个，

·经由所述至少两个致动值来影响至少两个致动器，

和/或，

b)如果所述方法包括用于基于前馈调节和反馈控制的组合来自动影响至少一个致动器的至少一个子系统，则用于基于前馈调节和反馈控制的组合来自动影响至少一个致动器的至少一个子系统经由以下方式来影响至少两个过程特性：

·使用至少一个传感器来检测位于至少两个单元操作之一的上游的至少一个调节体积的至少一个特征，