一種混合器的製作方法

2024-03-09 11:19:15

本實用新型涉及生物製藥領域，具體涉及一種混合器。

背景技術：

隨著經濟的快速發展，醫藥市場也迅速發展壯大，特別是生物製藥相關產業，生物技術被國際社會公認為是21世紀科學技術的核心，同時也是全球發展最快的高端技術之一。生物製藥是技術含比較量高的新興製藥產業，該產業經過了幾十年的發展歷程，目前已經成為世界上許多國家國民經濟的重要組成部分。

從世界範圍來看，美國在生物製藥產業發展方面領先於其他各國，其生物技術企業約佔世界總量的三分之二，歐洲各國及日本在部分領域也取得了重大進展。目前，國家和地方政府在不斷加大對生物製藥相關產業的扶持力度，為生物製藥相關產業在我國的良好發展提供了機遇，因此在我國以基因工程藥物為核心的開發也已頗具規模。當前，我國已將生物製藥相關產業作為經濟發展的重點項目之一，一些科技發達或經濟發達地區正在不斷建立國家級生物製藥產業基地，並初步形成了初具規模的生物醫藥相關產業集群，這對我國的生物醫藥相關產業發展起到了很好的帶動作用。

在國家大力推動及企業、科研等社會各方面積極參與下，我國生物製藥相關產業高速增長，呈現出可喜的發展勢頭。隨著跨國公司生物製藥研發外包向我國轉移，生物服務業高速增長，我國生物製藥研發外包快速發展。生物製藥已成為製藥領域爭奪市場的制高點，以單克隆抗體藥物為代表，包括疫苗、血液製品、重組蛋白藥物、多肽藥物、生物提取物、等為核心的生物製藥產業鏈條正在形成。

近年來，我國開發出一批新的特效藥對腫瘤、心腦血管疾病等具有顯著療效；並且，紅血球生成素、胰島素、幹擾素、生長激素等重要重組蛋白早已實現產業化。這些藥物的生產過程中需要使用幾噸或幾十噸的緩衝液進行平衡、衝洗、洗脫、再生等，因此緩衝液配置的速度及精度直接影響生產效率和規模的擴大，也直接影響生物製藥行業行業快速發展。

目前國內生物製藥企業基本採用傳統的人工配液方式，有些先進企業已經採用自動化的配液系統，但配液系統中的混合基本採用的都是靜態混合技術。靜態混合技術是利用流體的自身湍流與擴散原理進行混合，所以混合速度慢，混合不均勻，造成所配置的緩衝溶液pH值和電導值偏離目標要求，偏離值在可接受範圍內的緩衝液可以使用，但會直接影響層析的分離效果；如果緩衝液的偏離值超過了可接受範圍，則該緩衝液無法使用，造成較大的浪費。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，提出一種結構簡單、操作方便且可通過智能反饋控制的一種混合器。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：一種混合器，包括混合器罐，用於對配液系統中的液體進行混合；攪拌裝置，用於對所述混合器罐內的液體進行攪拌，所述攪拌裝置包括一攪拌槳和一驅動所述攪拌槳轉動的驅動裝置；所述驅動裝置與CPU電性連接，液位計，位於所述混合器罐的底部或側壁上，用於測量所述混合器罐內的液位高度；A/D模塊，與所述液位計通信，用於對所述液位計檢測到的液位高度進行數據轉換並傳處理數據傳至處理器，以及，CPU，與所述A/D模塊及驅動裝置電連接，用於根據所述液位計測得的液位高度控制所述驅動裝置的轉速。

優選地，所述攪拌槳的下半部分延伸至所述混合器罐內。

優選地，所述混合器罐的側壁上分別連接有隔膜泵P01、計量泵P02、計量泵P03及計量泵P04，所述隔膜泵P01的輸入端與所述CPU的輸出端連接。

優選地，所述混合器管的側壁上分別連接有PH計、電導率儀和流量傳感器，所述PH計、電導率儀和流量傳感器通過TC連接。

優選地，所述PH計、電導率儀和流量傳感器均與所述A/D模塊連接。

優選地，所述流量傳感器的第一端與自動出口閥V41的輸入端連接，所述流量傳感器的第二端與自動出口閥V42的輸入端連接。

優選地，所述隔膜泵P01的一端與所述CPU電性連接。

優選地，所述CPU的輸出端與工控機電性連接。

優選地，所述混合器的下方連接有一排氣閥門V43。

本實用新型技術方案的優點主要體現在：該設備是以自動配液技術為基礎，在靜態緩和的基礎上增加攪拌裝置，加快液體的混合速率，通過智能反饋控制，提高生產效率。此設備可以廣泛應用於生物製藥領域的後處理緩衝液配置階段，該設備可以實現在線溶液配送，生產過程分析、產品質量監控，最終實現生產出合格產品。整套系統控制連鎖性強，控制速度快，操作簡單方便，有效減少了中間的汙染環節，有效地提高了生產或實驗工作的效率，可在產業上廣泛地推廣使用。

附圖說明

參照附圖，本實用新型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：這些附圖僅僅用於說明的目的，而並非意在對本實用新型的保護範圍構成限制。此外，圖中類似的數字用以表示類似的部件，其中：

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的自動控制示意圖；

圖3為10倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；

圖4為10倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖；

圖5為20倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；

圖6為20倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖；

圖7為30倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；

圖8為30倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖；

圖9為40倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；

圖10為40倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖；

圖11為50倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；

圖12為50倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖；

圖中標號為：1---混合器罐，2---攪拌裝置，21---攪拌槳，22---驅動裝置，3---CPU，4---液位計，5---A/D模塊，P01---隔膜泵，P02---計量泵，P03---計量泵，P04---計量泵，V41---自動出口閥，V42---自動出口閥，V21---排氣閥門，6---PH計，7---電導率儀，8---流量傳感器，9---工控機。

具體實施方式

本實用新型的目的、優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋。這些實施例僅是應用本實用新型技術方案的典型範例，凡採取等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落在本實用新型要求保護的範圍之內。

如圖1所示，一種混合器，包括混合器罐1，用於對配液系統中的液體進行混合；攪拌裝置2，用於對所述混合器罐1內的液體進行攪拌，所述攪拌裝置2包括一攪拌槳21和一驅動所述攪拌槳轉動的驅動裝置22；所述攪拌槳21的下半部分延伸至所述混合器罐1內。如圖2所示，所述驅動裝置22與CPU 3電性連接，所述驅動裝置可為電機或伺服電機，在本實施例中，所述驅動裝置優選為伺服電機，所述伺服電機由伺服電機驅動器驅動。在靜態混合器上增加攪拌裝置，加快母液的混合速率，系統配置出的緩衝液精度更高。

如圖2所示，液位計4，位於所述混合器罐1的底部或側壁上，用於測量所述混合器罐1內的液位高度。所述液位計4可設置在所述混合器罐1的任意位置，在本技術方案中對所述液位計的具體位置不做限定，在本實施例中，所述液位計4的位置優選設置在所述混合器罐1的側壁上。在本實施例中，所述液位計4和所述混合器1通過螺紋連接，所述液位計4可自動測量液位高度。在使用過程中，系統自動檢測靜態混合器中的液位高度，然後反饋控制攪拌裝置的轉速，當液位升高時轉速加快，液位降低時轉速減少，實現智能化控制。

如圖2所示，A/D模塊5與所述液位計4通信，用於對所述液位計4檢測到的液位高度進行數據轉換並傳處理數據傳至處理器；以及，CPU 3，所述CPU 3與所述A/D模塊5及驅動裝置22電連接，用於根據所述液位計4測得的液位高度控制所述驅動裝置22的轉速。所述液位計4檢測液位高度將結果傳到A/D模塊5，A/D模塊5再傳到CPU，CPU下發命令到馬達，根據液位高度控制馬達的轉速。

如圖1和如圖2所示，所述混合器罐的側壁上分別連接有隔膜泵P01、計量泵P02、計量泵P03及計量泵P04，所述隔膜泵P01的輸入端與所述CPU的輸出端連接；所述隔膜泵在本實施例中優選為四元隔膜泵，所述四元隔膜泵和計量泵適用於生產過程中配置不同的緩衝液，可以根據軟體系統設置將多種緩衝液按設定的比例運行，可以按時間、體積等不同參數設置開始時間點及結束時間點。該系統可以通過反饋調節控制母液泵和主泵的泵速，從而實現對緩衝液的pH和電導的調節及對總管流速的調節。

如圖1和如圖2所示，所述混合器管的側壁上分別連接有PH計6、電導率儀7和流量傳感器8，所述PH計6、電導率儀7和流量傳感器8通過TC連接，在本實施例中，所述PH計6、電導率儀7和流量傳感器8在系統中通過卡箍TC連接。所述流量傳感器FIT主要控制所述隔膜泵P01，所述計量泵P04裡內為氯化鈉，主要控制電導率儀7。

如圖1和如圖2所示，所述PH計6、電導率儀7和流量傳感器8均與所述A/D模塊5連接。所述流量傳感器8的第一端與自動出口閥V41的輸入端連接，所述流量傳感器9的第二端與自動出口閥V42的輸入端連接，所述混合器的下方連接有一排氣閥門V43。所述隔膜泵P01的一端與所述CPU電性連接。所述CPU 3的輸出端與工控機9電性連接。

圖3為10倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；圖4為10倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖。

圖5為20倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；圖6為20倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖。

圖7為30倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；圖8為30倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖。

圖9為40倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；圖10為40倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖。

圖11為50倍稀釋，靜態混合器罐加攪拌裝置的曲線結果圖；圖12為50倍稀釋，靜態混合器罐的曲線結果圖。

實驗數據匯總：

實驗結果分析：

1、靜態混合器罐加攪拌裝置中的電導和pH值的波動範圍明顯優於單獨靜態混合器罐；

2、此波動範圍隨著稀釋倍數加大而變大。

在靜態混合器上添加攪拌裝置，可以將不同母液進行快速混合，使溶液快速達到均一穩定的要求，混合速度快並且混合充分，可以通過電控系統設置攪拌轉速，通過攪拌轉速的大小控制混合器中的混合速率，電導和pH值的波動範圍很小，完全滿足客戶工藝需求。

該系統中配有電導率儀、pH計、壓力傳感器等其他儀表，系統可以將儀表信號轉換為電信號，通過數據採集器傳送至中央處理器中，處理速度快、分析能力強、精度高。所有的數據均可以儲存在控制電腦中，保留原始的操作數據，符合有關數據完整性的要求。

該系統採用模塊化設計理念，客戶可根據自身的生產需要來確定母液泵的數量及型號，根據緩衝液的需要配置有關pH計和電導率儀的數量，根據工藝需要配置相應的靜態混合器和攪拌槳葉的大小，該系統可以根據客戶設定的pH值和電導值進行反饋調節。軟體應用Socket方式與計算機控制系統進行通訊，進行時時監控，確保控制的高精度，系統可以將操作日誌及有關運行數據自動保存至目標目錄下。該系統將配液系統與層析系統整合為一體，設備體積小，控制方便，移動靈活。

本實用新型是在靜態混合器上增加攪拌裝置，將攪拌混合技術與靜態混合技術整合為一體，系統可以根據靜態混合器內的液體高度，自動調節攪拌轉速，同時可以根據工藝需要將系統攪拌轉速設置為恆定數值。將攪拌裝置與靜態混合裝置整合後，系統配置緩衝液的成品率顯著增高，緩衝液均一性更好，緩衝液精度更高，整套系統控制連鎖性強，控制速度快，操作簡單方便，大大提高了企業的生產效率。

本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神和基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本實用新型的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本實用新型內，不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。