一種生物反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種生物反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)罐、翻轉(zhuǎn)裝置和若干攪拌裝置，每個(gè)攪拌裝備包括攪拌器、驅(qū)動(dòng)軸和動(dòng)力裝置，攪拌器位于反應(yīng)罐內(nèi)，動(dòng)力裝置位于反應(yīng)罐外，攪拌器通過驅(qū)動(dòng)軸與動(dòng)力裝置相連，翻轉(zhuǎn)裝置位于反應(yīng)罐下方，翻轉(zhuǎn)裝置與反應(yīng)罐底部活動(dòng)相連，反應(yīng)罐通過翻轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)。一種生物反應(yīng)裝置，增加了翻轉(zhuǎn)裝置，使大型反應(yīng)罐底部能隨弧形軌道進(jìn)行一定角度地翻轉(zhuǎn)，不僅提高了攪拌效果，更方便培養(yǎng)物的排出；多個(gè)攪拌裝置的改進(jìn)，大大提高了攪拌效果；檢測(cè)裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)罐內(nèi)部的培養(yǎng)環(huán)境參數(shù)，便于統(tǒng)計(jì)和控制罐內(nèi)培養(yǎng)環(huán)境。本實(shí)用新型翻轉(zhuǎn)裝置采用機(jī)械控制，不僅解決了大型反應(yīng)罐的翻轉(zhuǎn)需求，更滿足了整個(gè)反應(yīng)裝置的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種生物反應(yīng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物反應(yīng)器，尤其是涉及一種可翻轉(zhuǎn)的生物反應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)酵工業(yè)中使用的生物反應(yīng)器，實(shí)際上是發(fā)酵罐，是一種以固定化酶或固定化細(xì)胞為催化劑的酶反應(yīng)器。生物反應(yīng)過程一般需要嚴(yán)格且持續(xù)的培養(yǎng)環(huán)境，尤其對(duì)于溫度、溶解氧濃度和PH值要求非常嚴(yán)格。而目前應(yīng)用于大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的發(fā)酵罐一般都高達(dá)幾十米，直徑數(shù)米，容積為幾千立方米，其環(huán)境參數(shù)檢測(cè)和控制裝置均較為落后，很多還是采用人工采集和控制手段。對(duì)于溶解氧濃度的調(diào)節(jié)，現(xiàn)有生物反應(yīng)器采用在罐內(nèi)加入攪拌器，這種結(jié)構(gòu)，在高徑比一定的反應(yīng)器中，接觸面是一定的，尤其是對(duì)于大體積的反應(yīng)器底部而言，攪拌效果甚微。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決以上技術(shù)問題，提供一種應(yīng)用于大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需求的大型生物反應(yīng)裝置，能實(shí)時(shí)采集反應(yīng)裝置內(nèi)部環(huán)境參數(shù)，并對(duì)現(xiàn)有攪拌裝置進(jìn)行改良，使大型反應(yīng)罐具有一定角度翻轉(zhuǎn)地功能，不僅提高了攪拌效果，更便于培養(yǎng)物的排出。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種生物反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)罐、翻轉(zhuǎn)裝置和若干攪拌裝置，每個(gè)所述攪拌裝備包括攪拌器、驅(qū)動(dòng)軸和動(dòng)力裝置，所述攪拌器位于所述反應(yīng)罐內(nèi)，所述動(dòng)力裝置位于所述反應(yīng)罐外，所述攪拌器通過驅(qū)動(dòng)軸與所述動(dòng)力裝置相連，所述翻轉(zhuǎn)裝置位于所述反應(yīng)罐下方，所述翻轉(zhuǎn)裝置與所述反應(yīng)罐底部活動(dòng)相連，所述反應(yīng)罐通過所述翻轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]進(jìn)一步，所述反應(yīng)罐頂部通過法蘭連接蓋體，所述蓋體頂部設(shè)有進(jìn)液口。
[0006]進(jìn)一步，所述動(dòng)力裝置通過連接件與所述蓋體外側(cè)相連，所述動(dòng)力裝置通過聯(lián)接軸與穿過所述蓋體懸空置于所述反應(yīng)罐內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸相連，所述攪拌器與所述驅(qū)動(dòng)軸相連。
[0007]進(jìn)一步，所述反應(yīng)罐底部為弧形面，所述反應(yīng)罐底部設(shè)有出液口。
[0008]進(jìn)一步，所述翻轉(zhuǎn)裝置包括弧形軌道、驅(qū)動(dòng)裝置和U型支撐架，所述弧形軌道與所述反應(yīng)罐底部形狀一致，所述弧形軌道位于所述反應(yīng)罐底部，所述弧形軌道的內(nèi)弧面與所述反應(yīng)罐底部通過螺栓相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)螺桿、第二驅(qū)動(dòng)螺桿和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)螺母，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿分別套接一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)螺母，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿對(duì)稱地斜置于所述U型支撐架內(nèi)，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿的頂部穿過所述U型支撐架的一個(gè)臂，且所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿與所述U型支撐架的臂活動(dòng)相連，所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿的頂部穿過所述U型支撐架的另一個(gè)臂，且所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿與所述U型支撐架的臂活動(dòng)相連，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿的底部均與所述U型支撐架底面活動(dòng)相連，所述驅(qū)動(dòng)螺母與所述弧形軌道的外弧面相連。
[0009]進(jìn)一步，所述弧形軌道上設(shè)有通槽，所述出液口穿過所述通槽。
[0010]進(jìn)一步，每個(gè)所述攪拌裝置上還設(shè)有檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極，所述溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極分別通過信號(hào)線與控制器相連。
[0011]進(jìn)一步，所述溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極通過連接架與所述聯(lián)接軸相連，所述溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極穿過所述蓋體懸空置于所述反應(yīng)罐內(nèi)部。
[0012]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:一種生物反應(yīng)裝置，改進(jìn)了生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，增加了翻轉(zhuǎn)裝置，使大型反應(yīng)罐底部能隨弧形軌道進(jìn)行一定角度地翻轉(zhuǎn)，不僅提高了攪拌效果，更方便培養(yǎng)物的排出；多個(gè)攪拌裝置的改進(jìn)，大大提高了攪拌效果；檢測(cè)裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)罐內(nèi)部的培養(yǎng)環(huán)境參數(shù)，便于統(tǒng)計(jì)和控制罐內(nèi)培養(yǎng)環(huán)境。同時(shí)本實(shí)用新型翻轉(zhuǎn)裝置采用機(jī)械控制，不僅解決了大型反應(yīng)罐的翻轉(zhuǎn)需求，更滿足了整個(gè)反應(yīng)裝置的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的剖視圖。
[0014]圖中:
[0015]1、反應(yīng)罐2、攪拌器3、驅(qū)動(dòng)軸
[0016]4、動(dòng)力裝置5、法蘭6、蓋體
[0017]7、進(jìn)液口8、聯(lián)接軸9、弧形軌道
[0018]10、U型支撐架11、第一驅(qū)動(dòng)螺桿 12、第二驅(qū)動(dòng)螺桿
[0019]13、驅(qū)動(dòng)螺母14、通槽15、溫度傳感器
[0020]16、溶解氧電極17、PH電極18、連接架
[0021]19、出液口

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，一種生物反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)罐1、翻轉(zhuǎn)裝置和若干攪拌裝置，每個(gè)所述攪拌裝備包括攪拌器2、驅(qū)動(dòng)軸3和動(dòng)力裝置4，所述攪拌器2位于所述反應(yīng)罐I內(nèi)，所述動(dòng)力裝置4位于所述反應(yīng)罐I外，所述攪拌器2通過驅(qū)動(dòng)軸3與所述動(dòng)力裝置4相連，所述翻轉(zhuǎn)裝置位于所述反應(yīng)罐I下方，所述翻轉(zhuǎn)裝置與所述反應(yīng)罐I底部活動(dòng)相連，所述反應(yīng)罐I通過所述翻轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)。所述反應(yīng)罐I頂部通過法蘭5連接蓋體6，所述蓋體6頂部設(shè)有進(jìn)液口 7。所述動(dòng)力裝置4通過連接件與所述蓋體6外側(cè)相連，所述動(dòng)力裝置4通過聯(lián)接軸8與穿過所述蓋體6懸空置于所述反應(yīng)罐I內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸3相連，所述攪拌器2與所述驅(qū)動(dòng)軸3相連。所述反應(yīng)罐I底部為弧形面，所述反應(yīng)罐I底部設(shè)有出液口 19。
[0024]所述翻轉(zhuǎn)裝置包括弧形軌道9、驅(qū)動(dòng)裝置和U型支撐架10，所述弧形軌道9與所述反應(yīng)罐I底部形狀一致，所述弧形軌道9位于所述反應(yīng)罐I底部，所述弧形軌道9的內(nèi)弧面與所述反應(yīng)罐I底部通過螺栓相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)螺桿11、第二驅(qū)動(dòng)螺桿12和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)螺母13，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿11和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿12分別套接一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)螺母13，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿11和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿12對(duì)稱地斜置于所述U型支撐架10內(nèi)，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿11的頂部穿過所述U型支撐架10的一個(gè)臂，且所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿11與所述U型支撐架10的臂活動(dòng)相連，所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿12的頂部穿過所述U型支撐架10的另一個(gè)臂，且所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿12與所述U型支撐架10的臂活動(dòng)相連，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿11和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿12的底部均與所述U型支撐架10底面活動(dòng)相連，所述驅(qū)動(dòng)螺母13與所述弧形軌道9的外弧面相連。所述弧形軌道9上設(shè)有通槽14，所述出液口 19穿過所述通槽14。
[0025]每個(gè)所述攪拌裝置上還設(shè)有檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括溫度傳感器15、溶解氧電極16和PH電極17，所述溫度傳感器15、溶解氧電極16和PH電極17分別通過信號(hào)線與控制器相連。所述溫度傳感器15、溶解氧電極16和PH電極17通過連接架18與所述聯(lián)接軸8相連，所述溫度傳感器15、溶解氧電極16和PH電極17穿過所述蓋體6懸空置于所述反應(yīng)罐I內(nèi)部。
[0026]翻轉(zhuǎn)裝置為對(duì)稱設(shè)置地兩套螺桿螺母驅(qū)動(dòng)裝置，第一驅(qū)動(dòng)螺桿11和第二驅(qū)動(dòng)螺桿12分別通過驅(qū)動(dòng)螺母13連接弧形軌道9底部兩端。弧形軌道9上表面連接反應(yīng)罐I。因此反應(yīng)罐I會(huì)通過翻轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)左右兩個(gè)自由度的翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)角度是一定地。當(dāng)需要對(duì)反應(yīng)罐I底部的培養(yǎng)物進(jìn)行徹底排出時(shí)，可通過翻轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)罐I進(jìn)行一定角度地翻轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動(dòng)螺桿11和第二驅(qū)動(dòng)螺桿12可采用相同驅(qū)動(dòng)力的電機(jī)按照等速驅(qū)動(dòng)，這樣兩個(gè)驅(qū)動(dòng)螺桿會(huì)按照等速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)螺母13按照一個(gè)方向自由度進(jìn)行行走。多個(gè)攪拌裝置的設(shè)置是為了提高對(duì)反應(yīng)罐I的攪拌效果。每個(gè)攪拌裝置上設(shè)置的檢測(cè)裝置是為了實(shí)時(shí)采集培養(yǎng)環(huán)境參數(shù)，并將溫度、酸堿度和溶解氧濃度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至控制器，便于存儲(chǔ)和控制。一種生物反應(yīng)裝置，最佳實(shí)施例為，控制器采用TI C2000系列的DSP芯片TMS320F2812，溫度傳感器15采用PtlOO鉑熱電阻，溶解氧電極16采用INPR06800，PH電極采用405-DPAS-SC-K8S/120。檢測(cè)裝置主要實(shí)現(xiàn)溫度、溶解氧和酸堿度的實(shí)時(shí)采集，并通過信號(hào)線將采集信號(hào)數(shù)據(jù)匯總至控制器，便于控制器對(duì)溫度、酸堿度和溶解氧濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0027]以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:包括反應(yīng)罐、翻轉(zhuǎn)裝置和若干攪拌裝置，每個(gè)所述攪拌裝備包括攪拌器、驅(qū)動(dòng)軸和動(dòng)力裝置，所述攪拌器位于所述反應(yīng)罐內(nèi)，所述動(dòng)力裝置位于所述反應(yīng)罐外，所述攪拌器通過驅(qū)動(dòng)軸與所述動(dòng)力裝置相連，所述翻轉(zhuǎn)裝置位于所述反應(yīng)罐下方，所述翻轉(zhuǎn)裝置與所述反應(yīng)罐底部活動(dòng)相連，所述反應(yīng)罐通過所述翻轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐頂部通過法蘭連接蓋體，所述蓋體頂部設(shè)有進(jìn)液口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:所述動(dòng)力裝置通過連接件與所述蓋體外側(cè)相連，所述動(dòng)力裝置通過聯(lián)接軸與穿過所述蓋體懸空置于所述反應(yīng)罐內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸相連，所述攪拌器與所述驅(qū)動(dòng)軸相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)罐底部為弧形面，所述反應(yīng)罐底部設(shè)有出液口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)裝置包括弧形軌道、驅(qū)動(dòng)裝置和U型支撐架，所述弧形軌道與所述反應(yīng)罐底部形狀一致，所述弧形軌道位于所述反應(yīng)罐底部，所述弧形軌道的內(nèi)弧面與所述反應(yīng)罐底部通過螺栓相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)螺桿、第二驅(qū)動(dòng)螺桿和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)螺母，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿分別套接一個(gè)所述驅(qū)動(dòng)螺母，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿對(duì)稱地斜置于所述U型支撐架內(nèi)，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿的頂部穿過所述U型支撐架的一個(gè)臂，且所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿與所述U型支撐架的臂活動(dòng)相連，所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿的頂部穿過所述U型支撐架的另一個(gè)臂，且所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿與所述U型支撐架的臂活動(dòng)相連，所述第一驅(qū)動(dòng)螺桿和所述第二驅(qū)動(dòng)螺桿的底部均與所述U型支撐架底面活動(dòng)相連，所述驅(qū)動(dòng)螺母與所述弧形軌道的外弧面相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:所述弧形軌道上設(shè)有通槽，所述出液口穿過所述通槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:每個(gè)所述攪拌裝置上還設(shè)有檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極，所述溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極分別通過信號(hào)線與控制器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生物反應(yīng)裝置，其特征在于:所述溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極通過連接架與所述聯(lián)接軸相連，所述溫度傳感器、溶解氧電極和PH電極穿過所述蓋體懸空置于所述反應(yīng)罐內(nèi)部。
【文檔編號(hào)】C12M1/34GK204138671SQ201420639984
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】孔慶新, 張蓉蓉, 李思陽, 張春凱, 周敏 申請(qǐng)人:江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院