一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，屬于機(jī)械工程與生物工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵皮石斛是蘭科石斛屬多年生附生草本植物，為我國名貴中藥材，習(xí)稱“耳環(huán)石斛”或“鐵皮楓斗”，以外觀具有“龍頭鳳尾”者為佳，用于陰傷津虧，口干煩渴，食少干嘔，病后虛熱，目暗不明。由于鐵皮石斛的種子極小，無胚乳，自然條件下萌發(fā)需與某些真菌共生，而且很難用實(shí)生苗栽培，加上長期過度開采，野生鐵皮石斛瀕臨滅絕。以鐵皮石斛為材料研宄試管苗分化及壯苗培養(yǎng)的報道較多，但試管苗移栽成活率低，目前還未能應(yīng)用試管苗進(jìn)行大面積栽培。為了更好地發(fā)揮鐵皮石斛的藥用價值，必須尋找一套與常規(guī)栽培不同的方法。當(dāng)前，植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)是生產(chǎn)有用的和新化學(xué)成分的重要途徑之一。鐵皮石斛試管苗的繁殖一般要經(jīng)過原球莖階段，而原球莖實(shí)質(zhì)上是正在生長分化的體細(xì)胞胚胎，具有植株同樣的物質(zhì)代謝和形態(tài)發(fā)育的潛能，而且在藥理作用上，高建平等通過免疫藥理的研宄發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛原球莖與原藥材作用相似，能提高機(jī)體的非特異性免疫功能和細(xì)胞免疫功能，因此，用原球莖代替全植株成為藥源是可行的。
[0003]目前，研宄多采用固體培養(yǎng)來進(jìn)行原球莖的增殖，或有少數(shù)率先采用搖瓶液體培養(yǎng)，均難于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工廠化生產(chǎn)，且都采用外部光源和環(huán)境控溫，無法保證原球莖始終處于最佳狀態(tài)下生長，影響生長周期和多糖的累積。本發(fā)明通過對原球莖在液體培養(yǎng)過程中對營養(yǎng)物質(zhì)需求的特性和原球莖的生長和營養(yǎng)消耗規(guī)律，優(yōu)化原球莖快速生長和多糖積累的培養(yǎng)條件。根據(jù)原球莖生長所需要的最佳培養(yǎng)條件結(jié)合大型植物細(xì)胞發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的成功研制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，采用150L大型生物反應(yīng)器，用于大規(guī)?？寺∨囵B(yǎng)藥用原球莖。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案要:一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于該反應(yīng)器具有超低剪切力攪拌系統(tǒng)、內(nèi)置光照自動控制系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌取樣系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌出料系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌空氣過濾系統(tǒng)、外循環(huán)自動控溫系統(tǒng)、自動補(bǔ)料系統(tǒng)。
[0006]進(jìn)一步的，所述的150L生物反應(yīng)器，內(nèi)置溫度傳感器、pH電極、溶氧電極和消泡電極。
[0007]進(jìn)一步的，低剪切力攪拌系統(tǒng)，包括:雙圓邊螺旋攪拌槳，置于空氣分布器中上方，在攪拌槳外圍加設(shè)一個導(dǎo)流筒，攪拌槳轉(zhuǎn)動時會在導(dǎo)流筒中形成向上的虹吸力，可以將底部的培養(yǎng)基導(dǎo)流到上部，將上部的培養(yǎng)基向下導(dǎo)流。
[0008]進(jìn)一步的，內(nèi)置光照自動控制系統(tǒng)，包括:在罐壁四周加裝四根LED燈柱，燈柱外壁是由無鉛耐高溫玻璃燒制而成，長度為罐體高度的3/4，每一根燈柱放置四組5W的耐高溫LED燈頭ο
[0009]進(jìn)一步的，獨(dú)立滅菌取樣系統(tǒng)，包括:取樣放料閥、進(jìn)蒸汽閥、蒸汽排污閥、取樣帽和取樣口組成，取樣放料閥焊置于罐體下方3/4處，口徑為25mm，進(jìn)蒸汽閥與總進(jìn)汽管連接，蒸汽排污閥與總蒸汽排污閥連接，取樣帽與取樣口連接。
[0010]進(jìn)一步的:獨(dú)立滅菌出料系統(tǒng)，包括:出料放料閥、出料口、出料帽、進(jìn)蒸汽閥、蒸汽排污閥，其中出料放料閥焊置于罐底，口徑為35_，進(jìn)蒸汽閥與總進(jìn)汽管連接，蒸汽排污閥與總蒸汽排污閥連接，出料帽與出料口連接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模的藥用原球莖生產(chǎn)，且具有超低的剪切力，在培養(yǎng)過程中不會對原球莖產(chǎn)生機(jī)械損傷；導(dǎo)流筒可以對培養(yǎng)液進(jìn)行充分的攪拌，保障每一顆原球莖都能均勻的分配到營養(yǎng)因子、氧氣和二氧化碳；內(nèi)置的LED光源可以保障原球莖可以獲得充足的光照；自動補(bǔ)料系統(tǒng)可以為中途培養(yǎng)添加新鮮的營養(yǎng)因子，促進(jìn)原球莖更好更快地生長和次級代謝物的累積；自動控溫系統(tǒng)可以精準(zhǔn)控制原球莖最佳的培養(yǎng)溫度。
【附圖說明】
[0012]附圖用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，瓶且構(gòu)成說書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0013]圖1為本發(fā)明所述一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器的罐體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明所述一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器的罐蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明所述一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器的罐內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中:1，支腿；2，電機(jī)；3，出料口 ；4，電機(jī)連接座；5，夾套底板；6、下磁鋼；7，內(nèi)筒體下封頭；8、上磁鋼；9、攪拌槳；10，溫度探頭接口 ；11，夾套筒體；12，攪拌軸；13，內(nèi)筒體；14，取樣管；15，側(cè)視鏡組合件；16，夾套上接管；17，消泡槳；18，視鏡燈組合件；19，下法蘭；20，墊圈；21，罐蓋；22，冷凝器組合件；23，加料口組合件；24，自制螺栓；25，暗支承組合件；26，快裝卡箍；27，進(jìn)氣管；28，pH、DO接口組合件；29，進(jìn)氣管固定活卡；30，空氣分布器組件；31，快裝卡箍；32，加強(qiáng)板；33，壓力表接口 ；34，泡沫接口組合件；35，補(bǔ)料口 ；36，接種口 ； 37、擋液分布板；38，LED燈柱；39，導(dǎo)流筒；40，攪拌槳。
具體實(shí)施例
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整地描述，顯然所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0017]請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，包括:底座由四根不銹鋼支腿I作為整個反應(yīng)器的支撐，支腿直徑1cm,高度55cm ;攪拌電機(jī)2安裝于罐底夾套底板5，由電機(jī)連接座4連接，兩側(cè)加裝加強(qiáng)板32以保護(hù)電機(jī)，出料口 3放置在罐底底部左側(cè)，延伸出料管25cm，以避免受電機(jī)的影響。電機(jī)連接座與罐體連接處加裝下磁鋼6和上磁鋼8，中間使用內(nèi)筒體下封頭進(jìn)行密封。
[0018]罐體內(nèi)部安裝有攪拌軸12、螺旋葉攪拌槳9、導(dǎo)流筒39、六根LED燈柱38、擋液分布板37和消泡槳17，其中攪拌軸12的上部由喑支承組合件25進(jìn)行固定和支撐。
[0019]內(nèi)筒體13外圍加裝一個夾套筒體11，周邊安裝有溫度探頭接口10、，側(cè)視鏡組合件15、視鏡燈組合件18、pH、DO接口組合件28和進(jìn)氣管27。其中進(jìn)氣管一頭與空氣過濾器連接，另一頭與空氣分布器連接30。
[0020]頂蓋21通過下法蘭19與筒體連接固定，并在中間放置墊圈20以保證密封效果，頂蓋左側(cè)安裝空氣冷凝器組合件22，右側(cè)安裝加料口組合件23，中間區(qū)域安裝壓力表接口33、泡沫接口組合件34和接種口 36。
[0021]本發(fā)明為一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，具有大規(guī)模生產(chǎn)藥用原球莖的能力，同時與現(xiàn)有技術(shù)比較還具有，生產(chǎn)規(guī)模大、可精準(zhǔn)控制溫度和PH值、可以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量和DO值，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)置光源，為原球莖提供足夠的光照需求，培養(yǎng)中途可以為原球莖更換或補(bǔ)加新的營養(yǎng)因子，促使原球莖能更快更好地生長，同時也有助于原球莖各種有效成份的累積。
[0022]最后應(yīng)說明的是，雙眼皮所述僅為本發(fā)明的部分實(shí)施例，并不天用限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于該反應(yīng)器具有超低剪切力攪拌系統(tǒng)、內(nèi)置光照自動控制系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌取樣系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌出料系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌空氣過濾系統(tǒng)、外循環(huán)自動控溫系統(tǒng)、自動補(bǔ)料系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于罐體體積為150L，內(nèi)置溫度傳感器、pH電極、溶氧電極和消泡電極。3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于低剪切力攪拌系統(tǒng)，包括:雙圓邊螺旋攪拌槳，置于空氣分布器中上方，在攪拌槳外圍加設(shè)一個導(dǎo)流筒，攪拌槳轉(zhuǎn)動時會在導(dǎo)流筒中形成向上的虹吸力，可以將底部的培養(yǎng)基導(dǎo)流到上部，將上部的培養(yǎng)基向下導(dǎo)流。4.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于內(nèi)置光照自動控制系統(tǒng)，包括:在罐壁四周加裝四根LED燈柱，燈柱外壁是由無鉛耐高溫玻璃燒制而成，長度為罐體高度的3/4，每一根燈柱放置四組5W的耐高溫LED燈頭。5.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于獨(dú)立滅菌取樣系統(tǒng)，包括:取樣放料閥、進(jìn)蒸汽閥、蒸汽排污閥、取樣帽和取樣口組成，取樣放料閥焊置于罐體下方3/4處，口徑為25_，進(jìn)蒸汽閥與總進(jìn)汽管連接，蒸汽排污閥與總蒸汽排污閥連接，取樣帽與取樣口連接。6.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，其特征在于獨(dú)立滅菌出料系統(tǒng)，包括:出料放料閥、出料口、出料帽、進(jìn)蒸汽閥、蒸汽排污閥，其中出料放料閥閥焊置于罐底，口徑為35_，進(jìn)蒸汽閥與總進(jìn)汽管連接，蒸汽排污閥與總蒸汽排污閥連接，出料帽與出料口連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種應(yīng)用于鐵皮石斛原球莖克隆培養(yǎng)的大型生物反應(yīng)器，屬于機(jī)械工程與生物工程領(lǐng)域，主要包括超低剪切力攪拌系統(tǒng)、內(nèi)置光照自動控制系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌取樣系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌出料系統(tǒng)、獨(dú)立滅菌空氣過濾系統(tǒng)、外循環(huán)自動控溫系統(tǒng)、自動補(bǔ)料系統(tǒng)。罐體體積為150L，內(nèi)置溫度傳感器、pH電極、溶氧電極和消泡電極。本發(fā)明提供了一種大型生物反應(yīng)器，主要應(yīng)用于鐵皮石斛藥用原球莖的大規(guī)?？寺∨囵B(yǎng)。該裝置具有超低的剪切力，在培養(yǎng)過程中不會對原球莖產(chǎn)生機(jī)械損傷；可以對培養(yǎng)液進(jìn)行充分的攪拌，保障每一顆原球莖都能均勻的分配到營養(yǎng)因子、氧氣和二氧化碳；內(nèi)置的LED光源可以保障原球莖可以獲得充足的光照；自動補(bǔ)料系統(tǒng)可以為中途培養(yǎng)添加新鮮的營養(yǎng)因子，促進(jìn)原球莖更好更快地生長和次級代謝物的累積；自動控溫系統(tǒng)可以精準(zhǔn)控制原球莖最佳的培養(yǎng)溫度。
【IPC分類】C12M1/34, C12M1/12, C12M1/38, C12M1/36, C12M1/02
【公開號】CN104962465
【申請?zhí)枴緾N201510325387
【發(fā)明人】林潘海
【申請人】泉州正和堂生物科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月15日