一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了醫(yī)藥設(shè)備領(lǐng)域的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，包括旋液分離器和凈化裝置；所述旋液分離器的外側(cè)壁上接有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管與所述旋液分離器的外側(cè)壁相切，所述旋液分離器的底部設(shè)有排液管，所述旋液分離器的頂部設(shè)有排氣管；所述凈化裝置包括螺旋管以及位于所述螺旋管外的密閉腔室，所述螺旋管的進(jìn)口端連接所述排液管，所述螺旋管的出口端連接蠕動(dòng)泵；所述密閉腔室的進(jìn)口處連接有第一隔膜閥和第一進(jìn)蒸汽管，所述密閉腔室的出口處連接有第二隔膜閥和排蒸汽管。其技術(shù)效果是：其不僅能消除由于生物反應(yīng)器深層通氣產(chǎn)生的泡沫，還能消除由于細(xì)胞呼吸作用的代謝產(chǎn)物而產(chǎn)生粘稠泡沫。
【專利說明】一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)藥設(shè)備領(lǐng)域的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前生物反應(yīng)器所采用的細(xì)胞培養(yǎng)床，主要分為流化床和固定床。固定床是在一個(gè)在生物反應(yīng)器中裝配固定的容器，該容器中間裝填有載體來進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，所述載體通常是直徑2-6mm顆粒、多孔球或者片狀纖維。細(xì)胞培養(yǎng)液循環(huán)通過所述固定床。細(xì)胞培養(yǎng)液依靠攪拌器在攪拌中產(chǎn)生的負(fù)壓不斷在所述容器內(nèi)流動(dòng)，以進(jìn)行營養(yǎng)成分和溶解氧的傳遞。
[0003]流化床通過所述攪拌裝置在所述罐體內(nèi)產(chǎn)生向上的漩流，使支持細(xì)胞生長的細(xì)胞培養(yǎng)液呈流態(tài)化，并使內(nèi)部裝填的載體上下翻動(dòng)，依附載體生長的大量細(xì)胞在懸浮狀態(tài)生長。
[0004]但是，無論是采用固定床還是流化床，隨著細(xì)胞培養(yǎng)密度的增大，細(xì)胞因?yàn)楹粑饔枚a(chǎn)生的代謝產(chǎn)物增多，細(xì)胞的呼吸作用產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物生物反應(yīng)器內(nèi)生成了粘稠泡沫，而且細(xì)胞培養(yǎng)密度的增大，粘稠泡沫的粘稠度也隨之增大，因此，這些粘稠泡沫比由于深層通氣而產(chǎn)生的泡沫更難以破裂因此采用傳統(tǒng)的消泡裝置難以消除該粘稠泡沫，該情況任其發(fā)展將嚴(yán)重影響細(xì)胞在生物反應(yīng)器中的生長。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其不僅能消除由于生物反應(yīng)器因?yàn)樯顚油猱a(chǎn)生的泡沫，還能消除由于細(xì)胞呼吸作用的代謝產(chǎn)物而產(chǎn)生的粘稠泡沫。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，包括旋液分離器和凈化裝置，
[0007]所述旋液分離器的外側(cè)壁上接有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管與所述旋液分離器的外側(cè)壁相切，所述旋液分離器的底部設(shè)有排液管，所述旋液分離器的頂部設(shè)有排氣管；
[0008]所述凈化裝置包括螺旋管以及位于所述螺旋管外的密閉腔室，所述螺旋管的進(jìn)口端連接所述排液管，所述螺旋管的出口端連接蠕動(dòng)泵；
[0009]所述密閉腔室的進(jìn)口處連接有第一隔膜閥和第一進(jìn)蒸汽管，所述密閉腔室的出口處連接有第二隔膜閥和排蒸汽管。
[0010]進(jìn)一步的，所述密閉腔室的進(jìn)口位于所述密閉腔室上部的側(cè)壁上，所述密閉腔室的出口位于所述密閉腔室的底部。
[0011]進(jìn)一步的，所述旋液分離器還設(shè)有位于其頂部的第一圓錐體和位于其底部的第二圓錐體，所述排氣管位于所述第一圓錐體的頂部，所述排液管位于所述第二圓錐體的底部。
[0012]再進(jìn)一步的，所述排氣管連接出氣過濾器，所述出氣過濾器內(nèi)置濾膜。
[0013]進(jìn)一步的，所述螺旋管的出口端設(shè)有第三隔膜閥，以及與所述第三隔膜閥連接的第二進(jìn)蒸汽管。
[0014]再進(jìn)一步的，所述蠕動(dòng)泵與所述螺旋管的出口端之間設(shè)有第四隔膜閥，所述第二進(jìn)蒸汽管連接所述第四隔膜閥。
[0015]更進(jìn)一步的，所述蠕動(dòng)泵與所述螺旋管的出口端之間設(shè)有第五隔膜閥，所述第五隔膜閥上接有第六隔膜閥和第一疏水閥。
[0016]進(jìn)一步的，所述排蒸汽管連接依次串聯(lián)的流量調(diào)節(jié)閥和第二疏水閥。
[0017]采用了本實(shí)用新型的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置的技術(shù)方案，即在該消泡裝置中，凈化裝置的密閉腔室的入口處和出口處都設(shè)置隔膜閥，保證密閉腔室內(nèi)的壓力和溫度，對(duì)螺旋管和與螺旋管相接的排液管進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)消除排液管內(nèi)的粘稠泡沫技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:其不僅能消除由于生物反應(yīng)器深層通氣產(chǎn)生的泡沫，還能消除由于細(xì)胞呼吸作用的代謝產(chǎn)物而產(chǎn)生的粘稠泡沫。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置與生物反應(yīng)器的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]請(qǐng)參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0021]請(qǐng)參考圖1，圖1為本實(shí)用新型的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖.[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，包括向下螺旋運(yùn)動(dòng)的旋液分離器I和凈化裝置2。旋液分離器I包括一根進(jìn)氣管11。進(jìn)氣管11的一端連接生物反應(yīng)器3的氣體排放口 31，另一端連接旋液分離器I的外側(cè)壁。進(jìn)氣管11是與旋液分離器I的外側(cè)壁相切的。
[0023]旋液分離器I的頂部設(shè)有第一圓錐體14，第一圓錐體14的頂部設(shè)有排氣管12，排氣管12連接出氣過濾器26，出氣過濾器26內(nèi)置濾膜。
[0024]旋液分離器I的底部設(shè)有第二圓錐體15，第二圓錐體15的底部設(shè)有排液管13。
[0025]采用這種結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞培養(yǎng)過程中，由于生物反應(yīng)器3內(nèi)細(xì)胞的呼吸作用而產(chǎn)生的多余粘稠泡沫堆積在生物反應(yīng)器3氣體排放口 31，在氣體壓力作用下，這些粘稠泡沫會(huì)經(jīng)進(jìn)氣管11，沿旋液分離器I上部周邊的切向進(jìn)入旋液分離器I內(nèi)部，旋液分離器I對(duì)粘稠泡沫產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用，粘稠泡沫沿著旋液分離器I的內(nèi)側(cè)壁向下做螺旋形運(yùn)動(dòng)，部分粘稠泡沫因?yàn)槠屏逊蛛x出液體和氣體。由于液體的密度大于氣體，液體受慣性離心力的作用被甩向旋液分離器I的內(nèi)側(cè)壁，并在氣流和重力的作用下降至第二圓錐體15，從第二圓錐體15的底部的排液管13排出。而氣體旋轉(zhuǎn)至第二圓錐體15的底部時(shí)，則改變旋轉(zhuǎn)方向，成為上升的內(nèi)旋流，沿中心向上移動(dòng)，從第一圓錐體14頂部的排氣管12排出。
[0026]由此可見，采用旋液分離器I能夠利用離心沉降原理，從粘稠泡沫中分離出液體和氣體，消除部分由于細(xì)胞的呼吸作用而產(chǎn)生的粘稠泡沫，減少粘稠泡沫堵塞出氣過濾器26的濾膜的可能性，提升細(xì)胞培養(yǎng)的安全性和穩(wěn)定性。[0027]旋液分離器1的底部設(shè)置第二圓錐體15，頂部設(shè)置第一圓錐體14的作用在于:能夠?yàn)橛烧吵砼菽屏讯蛛x出的氣體形成的上升內(nèi)旋流起到的導(dǎo)流作用，使其沿旋液分離器1的中心向上移動(dòng)并從排氣管12排出。
[0028]凈化裝置2包括螺旋管21和包圍在螺旋管21外部的密閉腔室22,螺旋管21的入口端211與排液管13連通，螺旋管21的出口端212連通蠕動(dòng)泵23，密閉腔室22的進(jìn)口通過第一隔膜閥2211連接第一進(jìn)蒸汽管221，密閉腔室22的進(jìn)口通過第二隔膜閥2231連接有排蒸汽管223。
[0029]采用這種結(jié)構(gòu)，粘稠泡沫破裂分離出的液體從排液管13中排出后流入螺旋管21中，此時(shí)打開第一隔膜閥2211，通過第一進(jìn)蒸汽管221向密閉腔室22內(nèi)通入高溫高壓的蒸汽，高溫高壓的蒸汽通常指氣壓大于3bar的蒸汽，使得密閉腔室22成為高溫高壓室，以確保由粘稠泡沫帶出的有害活體殺滅，在高溫高壓的蒸汽通入一段時(shí)間后，可以打開第二隔膜閥2231，將蒸汽通過排蒸汽管223排出密閉腔室22外，實(shí)現(xiàn)密閉腔室22中高溫高壓蒸汽的循環(huán)排放。具體地，可以將第一進(jìn)蒸汽管221設(shè)于靠近螺旋管21的入口端211的側(cè)壁上，將排蒸汽管223設(shè)于靠近螺旋管21的出口端212的位置，這樣能夠盡量使得高溫高壓的蒸汽在密閉腔室22內(nèi)的行程較遠(yuǎn)，使高溫高壓蒸汽對(duì)螺旋管21內(nèi)帶有活體細(xì)胞的液體能完全地殺滅，使螺旋管21內(nèi)的溫度保持一致。
[0030]由于第一隔膜閥2211和第二隔膜閥2231的流體阻力小，密封性能高，因此高溫高壓蒸汽進(jìn)入密閉腔室22的速度加快，密閉腔室22的密封性更好，密閉腔室22更長時(shí)間保持高溫高壓狀態(tài)，更有利于密閉腔室22內(nèi)的高溫高壓蒸汽對(duì)螺旋管21的入口端211處的加熱，排液管13處的溫度升高。在排液管13內(nèi)的粘稠泡沫內(nèi)的氣壓上升，排液管13處的粘稠泡沫加速破裂，防止了粘稠泡沫通過螺旋管21回流到生物反應(yīng)器內(nèi)，也防止了粘稠泡沫在排液管13處的堆積,有利于細(xì)胞培養(yǎng)液的循環(huán)。
[0031]凈化裝置2還包括第二進(jìn)蒸汽管222，第二進(jìn)蒸汽管222通過第三隔膜閥2221與螺旋管21的出口端212連通。采用這種結(jié)構(gòu)，打開第三隔膜閥2221，即可通過第二進(jìn)蒸汽管222向螺旋管21內(nèi)通入高溫高壓的蒸汽，使得高溫高壓的蒸汽進(jìn)一步在螺旋管21內(nèi)將液體中的有害活體殺滅，起到進(jìn)一步的凈化作用。另外一方面，高溫高壓蒸汽可對(duì)螺旋管21內(nèi)殘余的粘稠泡沫進(jìn)行加熱，加速其破裂，同時(shí)去除由于粘稠泡沫破裂而殘余在液體中的二氧化碳，減少流回生物反應(yīng)器的液體中二氧化碳的含量，保證回流到生物反應(yīng)器后的液體不對(duì)細(xì)胞的生長造成影響。
[0032]蠕動(dòng)泵23與螺旋管21的出口端212之間設(shè)有第四隔膜閥231。采用第四隔膜閥231的作用在于:蠕動(dòng)泵23與螺旋管21的出口端212對(duì)接的時(shí)候，由于蠕動(dòng)泵23與螺旋管21的出口端212之間的管路不是無菌的，此時(shí)可以通過第二進(jìn)蒸汽管2221對(duì)接第四隔膜閥231向該管路通入高溫高壓蒸汽進(jìn)行滅菌處理，使蠕動(dòng)泵23與螺旋管21的出口端212之間的管路處于無菌狀態(tài)。這樣排液管13排出的液體在不滅活的情況下就可以通過蠕動(dòng)泵23，再通過生物反應(yīng)器3的冷凝器口 32，流回到送回生物反應(yīng)器3內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞培養(yǎng)液的循環(huán)利用，做到既環(huán)保又不浪費(fèi)資源。
[0033]蠕動(dòng)泵23與螺旋管21的出口端212之間設(shè)有第五隔膜閥232，第五隔膜閥232上連接有第一疏水閥24和第六隔膜閥241。
[0034]排蒸汽管223也連接有依次串聯(lián)的第二疏水閥25和流量調(diào)節(jié)閥251。[0035]第五隔膜閥232、第六隔膜閥241和第一疏水閥24開啟時(shí)，協(xié)同作用，將螺旋管21內(nèi)的凝結(jié)水排出，第五隔膜閥232、第六隔膜閥241和第一疏水閥24關(guān)閉時(shí)，保證螺旋管21內(nèi)的氣壓和溫度，最大限度防止螺旋管21內(nèi)發(fā)生蒸汽泄漏。
[0036]第二疏水閥25和流量調(diào)節(jié)閥251的作用在于將密閉腔室22內(nèi)的凝結(jié)水排出，同時(shí)最大限度地自動(dòng)防止密閉腔室22的泄漏，起到節(jié)約蒸汽的作用，并保證螺旋管21內(nèi)液體溫度的目的。此外，還可以通過改變流量調(diào)節(jié)閥251的閥口大小，來控制排凈密閉腔室22內(nèi)的蒸汽冷凝水，以達(dá)到預(yù)期的滅活和消除粘稠泡沫的效果。
[0037]旋液分離器I的排氣管13排出的氣體進(jìn)入出氣過濾器26后，經(jīng)過出氣過濾器26的濾膜的凈化、過濾，進(jìn)一步提高氣體的清潔度，然后排入大氣，避免對(duì)大氣造成污染。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，包括旋液分離器(I)和凈化裝置(2)， 所述旋液分離器(I)的外側(cè)壁上接有進(jìn)氣管(11 )，所述進(jìn)氣管(11)與所述旋液分離器(I)的外側(cè)壁相切，所述旋液分離器(I)的底部設(shè)有排液管(13)，所述旋液分離器(I)的頂部設(shè)有排氣管(12)； 所述凈化裝置(2)包括螺旋管(21)以及位于所述螺旋管(21)外的密閉腔室(22)，所述螺旋管(21)的進(jìn)口端(211)連接所述排液管(13)，所述螺旋管(21)的出口端(212 )連接蠕動(dòng)泵(23);其特征在于: 所述密閉腔室(21)的進(jìn)口處連接有第一隔膜閥(2211)和第一進(jìn)蒸汽管(221)，所述密閉腔室(21)的出口處連接有第二隔膜閥(2231)和排蒸汽管(223)； 所述螺旋管(21)的出口端(212)設(shè)有第三隔膜閥(2221)，以及與所述第三隔膜閥(2221)連接的第二進(jìn)蒸汽管(222)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其特征在于:所述密閉腔室(22)的進(jìn)口位于所述密閉腔室(22)上部的側(cè)壁上，所述密閉腔室(22)的出口位于所述密閉腔室(22)的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其特征在于:所述旋液分離器(I)還設(shè)有位于其頂部的第一圓錐體(14)和位于其底部的第二圓錐體(15)，所述排氣管(12)位于所述第一圓錐體(14)的頂部，所述排液管(13)位于所述第二圓錐體(15)的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其特征在于:所述排氣管(12)連接出氣過濾器(26)，所述出氣過濾器(26)內(nèi)置濾膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其特征在于:所述蠕動(dòng)泵(23)與所述螺旋管(21)的出口端(212)之間設(shè)有第四隔膜閥(231)，所述第二進(jìn)蒸汽管(222)連接所述第四隔膜閥(231)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其特征在于:所述蠕動(dòng)泵(23)與所述螺旋管(21)的出口端(212)之間設(shè)有第五隔膜閥(232)，所述第五隔膜閥(232)上接有第六隔膜閥(241)和第一疏水閥(24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于生物反應(yīng)器的消泡裝置，其特征在于:所述排蒸汽管(223 )連接依次串聯(lián)的流量調(diào)節(jié)閥(251)和第二疏水閥(25 )。
【文檔編號(hào)】C12M1/21GK203487152SQ201320374347
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】陳光南 申請(qǐng)人:上海日泰醫(yī)藥設(shè)備工程有限公司