一種生物反應器的製作方法

2023-05-27 02:42:41

專利名稱：一種生物反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物工程中的生物反應器技術，尤其涉及的是， 一種 生物反應器的無泡通氣及細胞截留一體化裝置。
背景技術：
生物反應器是生物工程中最重要的生產設備，利用生物反應器進行大 規模的細胞培養或者微生物發酵來生產藥物、生物製品、食品等產品。而 在生物反應器的應用中，通氣以及細胞截留是最重要的兩個方面。通氣是 將壓縮空氣、氧氣等氣體通入到生物反應器的培養液中，以便於細胞或者 微生物進行新陳代謝需要利用的大量的氧分子。細胞截留是在需要進行高 密度細胞或者微生物培養時，將代謝廢物從生物反應器中抽出，而細胞或 者微生物依然保留在生物反應器的培養液中，再添加新的營養成份，這樣 才能實現細胞或者微生物的高密度培養。
如圖l所示，目前大多數的在生物反應器104，採用的是通氣技術為有 泡通氣，即通過鼓泡器通氣管101直接將氣體通入反應器的培養液103中， 從而在生物反應器內產生大量的氣泡102。
如圖2所示，在生物反應器204的細胞截留方面，目前大多數生物反 應器採用不鏽鋼篩網203進行細胞截留，通過出料管201將代謝廢物排出， 再補加新鮮培養液202到生物反應器中，從而導致生物反應器內地細胞從篩網外部向內部的單方向流動。
目前採用通氣^t支術存在以下缺點鼓泡器通氣管在生物反應器內產生 大量的氣泡，氣泡將會堵塞生物反應器的排氣過濾器，造成生物反應器無 法繼續正常工作。因此一般在進行通氣時添加消泡劑，以去除氣泡。但是 消泡劑是對細胞和孩t生物的生長有負面影響的試劑，會影響細胞和微生物 的正常生長。
目前採用的細胞截留技術存在以下缺點由於細胞截留時，液體的流 動方向永遠是由篩網外部朝內部流動，所以在生物反應器運行時間長了以 後，篩網的小孔將被細胞堵住，而無法再繼續運行細胞截留的工作。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種生物反應器，能夠克服生物反應器使用 中產生的氣泡的影響，以及實現細胞的有效截留。
實現本實用新型目的的一種生物反應器，包括有罐體、篩網過濾器、 鼓泡器通氣管、出料管，篩網過濾器設置在罐體中，篩網過濾器形成篩網 內空間，鼓泡器通氣管的通氣口設置在篩網內空間內、出料管的進料口設 置在篩網內空間內。工作時，壓縮氣體通過在篩網內部的鼓泡器通氣管產 生氣泡，但所產生的氣泡大於篩網的孔徑，只能在篩網內向上升直至最後 破裂，壓縮氣體氣泡上升過程中無法穿過篩網孔進入篩網外部的培養液中 從而實現無泡通氣。需要進行細胞截留工作時，在篩網內部使用出料管進 行廢液排出，液體由篩網外部朝內部流動，細胞截留在篩網的小孔外。由 於通氣時篩網內部將會產生有規律的壓力高低變換，從而產生在液體由篩網內部向外部運動的反沖洗過程，將堵在小孔上的細胞推出，從而避免了 細胞將篩網堵住，使得細胞截留的正常工作時間延長。
作為進一步具體化，生物反應器的篩網過濾器是不鏽鋼或者塑料，設 有上頂面和下底面，保證通氣管所通入的壓縮空氣不會從篩網的上部或下 部逸出到生物反應器的其他液體中。
作為進一步具體化，生物反應器，其特徵在於，不鏽鋼篩網橫截面為 圓形、三角形或多邊形任意之一。
作為進一步具體化，生物反應器的不鏽鋼篩網的孔徑為0.1—5000nm。 作為進一步具體化，生物反應器的篩網過濾器的上頂面和下底面為封閉。
本實用新型利用不鏽鋼篩網的微小孔徑對氣泡進行隔離實現無泡通 氣；同時利用不鏽鋼篩網無泡通氣時的反衝洗使得截留在篩網的小孔上的 細胞被衝開離開小孔，達到不堵塞的效果，可以很好的解決了生物反應器 中遇到的氣泡和長時間使用細胞截留造成堵塞的問題。本實用新型產品可 以廣泛地應用到利用生物反應器進行動物細胞培養或者微生物細胞培養生 產的疫苗、蛋白藥物等生物製品的生產領域。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1為現有技術的鼓泡器通氣管通氣示意圖2為現有技術的細胞截留造成堵塞示意圖3是本實用新型的一種實施方式的結構示意圖4是本實用新型篩網的另一種實施方式的結構示意圖5是本實用新型篩網的另一種實施方式的結構示意圖。
具體實施方式
如圖3所示， 一種生物反應器，在生物反應器306內部設有不鏽鋼篩網過濾器305，不鏽鋼篩網的橫截面為圓形，篩網的孔徑為0.8nm。篩網過濾器305形成篩網內部空間，在篩網內部空間中設有鼓泡器通氣管301的通氣口，使用鼓泡器通氣管對生物反應器通氣；在篩網內部空間設有出料管302,使用出料管302進行廢液排出。
如圖4所示，篩網過濾器305橫截面為三角形，篩網的小孔孔徑為5000|am。如圖5所示，篩網的小孔孔徑為O.lnm。
細胞截留時，通過篩網內出料管，將篩網內部培養液抽出。由於可以選擇篩網的孔徑比生物反應器內培養的細胞小，因此，在抽出液體時，細胞將會被截留在篩網外部。從而達到細胞截留的效果。
通氣時，壓縮氣體通過鼓泡器的通氣管進入到不鏽鋼篩網內，氣泡304在篩網內部上升到頂部後會自然破碎，由於篩網孔徑較小，所以氣泡不會穿過篩網iiX篩網外部的培養液中303;而氣體成份將溶解在不鏽鋼篩網內部的培養液中；篩網內部的培養液與外部的培養液進行滲透交換；氣體中的成份將溶解到反應器中的培養液中。從而達到生物反應器無泡通氣的效果。
同時，由於通氣時，篩網內部液面上的壓力由於篩網孔徑較小的緣故，與篩網外部相比形成一定的壓力差，推動液體從篩網內部向外部運動形成反衝洗，使得原來堵塞在篩網小孔上的細胞淨皮推離小孔，從而避免了細胞將篩網堵住，4吏得細^Jl留的正常工作時間更長。如圖4和圖5所示，為本實用新型篩網的另一實施例，此篩網只是形 式上的改變，任意具有本實用新型所述篩網結構均特徵的均屬於本實用新 型保護範圍內。
權利要求1、一種生物反應器，包括有罐體、篩網過濾器、鼓泡器通氣管、出料管，其特徵在於，篩網過濾器設置在罐體中，篩網過濾器形成篩網內空間，鼓泡器通氣管的通氣口設置在篩網內空間內、出料管的進料口設置在篩網內空間內。
2、 根據權利要求1所述的生物反應器，其特徵在於，所述篩 網過濾器是不鏽鋼或者塑料，設有上頂面和下底面。
3、 根據權利要求2所述的生物反應器，其特徵在於，不鏽鋼 篩網橫截面為圓形、三角形或多邊形任意之一。
4、 根據權利要求3所述的生物反應器，其特徵在於，不鏽鋼 篩網的孔徑為0.1—5000iim。
5、 才艮據權利要求1所述的生物反應器，其特徵在於，所述篩 網過濾器的上頂面和下底面為封閉。
專利摘要本實用新型提供了一種生物反應器，包括一個不鏽鋼材質的篩網過濾器，以及鼓泡器通氣管，出料管。採用上述方案，本實用新型解決了生物反應器中的無泡通氣技術和細胞截留的堵塞問題，可以長期使用，提高生產效率。
文檔編號C12M1/04GK201272799SQ2008202004
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月12日 優先權日2008年9月12日
發明者伍活鐮, 尹順義 申請人:廣州齊志生物工程設備有限公司