BG3240U1 - Cylindrical bioreactor - Google Patents
Cylindrical bioreactor Download PDFInfo
- Publication number
- BG3240U1 BG3240U1 BG4291U BG429119U BG3240U1 BG 3240 U1 BG3240 U1 BG 3240U1 BG 4291 U BG4291 U BG 4291U BG 429119 U BG429119 U BG 429119U BG 3240 U1 BG3240 U1 BG 3240U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- tank
- bioreactor
- central module
- valves
- exhaust
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
2851 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 10.1/15.10.2019 снабдени съответно с изпускателни щуцери (20). За стерилизиране, непосредствено до мембранните клапани (17 и 18) са разположени парни клапани (19). Долната част на биореактора е снабдена със сондови щуцери (10 и 11), както и с охладителна риза (4), разположена над сондовите щуцери (10 и 11) по външната периферна повърхност на резервоара (1). Биореакторът е снабден и с охладителен кръг, включващ смукателен щуцер (5) и изпускателен щуцер (6). В горната част на резервоара (1) е разположен елемент за подаване на газ (7), свързан чрез газопровод с обгазяващ пръстен (8).2851 Descriptions to utility registration certificates № 10.1 / 15.10.2019 fitted with exhaust nozzles respectively (20). For sterilization, steam valves (19) are located next to the diaphragm valves (17 and 18). The lower part of the bioreactor is equipped with probe nozzles (10 and 11), as well as with a cooling jacket (4) located above the probe nozzles (10 and 11) on the outer peripheral surface of the tank (1). The bioreactor is also equipped with a cooling circuit including a suction nozzle (5) and an exhaust nozzle (6). In the upper part of the tank (1) there is a gas supply element (7), connected by a gas pipe with a gassing ring (8).
претенции, 3 фигуриclaims, 3 figures
2852 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 10.1/15.10.2019 (54) ЦИЛИНДРИЧЕН БИОРЕАКТОР2852 Descriptions to utility registration certificates № 10.1 / 15.10.2019 (54) CYLINDRICAL BIORAECTOR
Област на техникатаField of technology
Настоящият полезен модел се отнася до цилиндричен биореактор, който ще намери приложение във фармацевтични или друг вид инсталации, в които процесите на ферментация протичат в биологично активна среда.The present utility model relates to a cylindrical bioreactor that will find application in pharmaceutical or other types of installations in which the fermentation processes take place in a biologically active medium.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известен е биореактор с поместена в него бъркалка, имащ плоско дъно със заварени щуцери за поемане на бутален клапан. Плоското дъно изисква сработване на дренажите към клапана, за да бъде той поставен на ръба на дъното, т.е. далеч от централна бъркалка. Предимство на тази конструкция е възможността да се използва по-голям вид клапан. Освен това присъединяването на паропровод, необходим за стерилизацията, може да бъде направено с минимално разстояние към изпускателен дънен клапан. Недостатък на този вид биореактор е, че плоското дъно намалява работния обем на реактора, при което обработката на плоското дъно е трудоемка и скъпа. Освен това, за да работят бъркалката и обгазяващият пръстен в най-ниското ниво на реактора, са необходими специални конструкции. Сондите, в тази конструкция на биореактора, са поставени в близост до плоското дъно в стената му, като по този начин съществува опасност от колизия със задвижващия механизъм на бъркалката. Плоското дъно е с голяма дебелина на стената, което води до лошо топлопредаване, поради по-дългото му нагряване и охлаждане.A bioreactor is known with a stirrer placed in it, having a flat bottom with welded nozzles for receiving a piston valve. The flat bottom requires actuation of the drains to the valve so that it is placed on the edge of the bottom, ie. away from the central stirrer. An advantage of this design is the ability to use a larger type of valve. In addition, the connection of the steam line required for sterilization can be made with a minimum distance to the bottom exhaust valve. The disadvantage of this type of bioreactor is that the flat bottom reduces the working volume of the reactor, where the processing of the flat bottom is time consuming and expensive. In addition, special constructions are required for the stirrer and the gassing ring to operate at the lowest level of the reactor. The probes, in this design of the bioreactor, are placed close to the flat bottom in its wall, thus there is a risk of collision with the agitator drive. The flat bottom has a large wall thickness, which leads to poor heat transfer due to its longer heating and cooling.
Известен е и биореактор за малки работни обеми, включващ резервоар с капак, в който е поместена бъркалка, при което дъното на резервоара е със сферична форма със заварени щуцери с малък диаметър или други щуцери за поемане на бутален клапан, наричани още сондови щуцери. Предимство на тази конструкция на биореактора е наличието на сферично дъно, което осигурява по-голям работен обем, както и възможността по периметъра на цилиндричната част на реактора да бъдат разположени достатъчно на брой сондови щуцери. Недостатък на този биореактор е, както използването на клапани със специални конструкции с малки номинални вътрешни диаметри, така и възможността за възникване на проблеми при изпразване на реактора.A small-volume bioreactor is also known, including a tank with a lid in which a stirrer is housed, the bottom of the tank being spherical in shape with welded small-diameter nozzles or other nozzles for receiving a piston valve, also called probe nozzles. The advantage of this design of the bioreactor is the presence of a spherical bottom, which provides a larger working volume, as well as the possibility of a sufficient number of probe nozzles along the perimeter of the cylindrical part of the reactor. The disadvantage of this bioreactor is both the use of valves with special constructions with small nominal internal diameters and the possibility of problems when emptying the reactor.
Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model
Задача на полезния модел е да се създаде цилиндричен биореактор, който да осигурява неговото пълно и безостатъчно изпразване чрез разполагане на мембранни дънни изпускателни клапани в най-ниската точка на резервоара на биореактора, за да не се позволи обременяване на последващата ферментация от остатъчни микроорганизми и вируси.The task of the utility model is to create a cylindrical bioreactor, which will ensure its complete and residual emptying by placing diaphragm bottom exhaust valves at the lowest point of the bioreactor tank, in order to prevent the burden of subsequent fermentation by residual microorganisms and viruses. .
Задачата е решена като е създаден цилиндричен биореактор, включващ резервоар с капак, като дъното на резервоара е със сферична форма, към която са монтирани клапани, при което в резервоара е поместена бъркалка. Съгласно полезния модел, към сферичното дъно е закрепено гнездо, което е свързано с централен модул с бъркалката. Бъркалката е задвижвана от задвижващ механизъм посредством ротационен магнит, разположен в херметизираща чашка, която е поместена в гнездото. Между корпуса на модула и вътрешната стена на сферичното дъно е образуван обиколен канал. Към дъното симетрично на централния модул са установени мембранните клапани - изпускателен клапан и клапан за вземане на проби, снабдени съответно с изпускателни щуцери. За стерилизиране непосредствено до изпускателния клапан и клапана за вземане на проби са разположени парни клапани. Долната част на биореактора е снабдена със сондови щуцери, както и с охладителна риза, разположена над сондовите щуцери по външната периферна повърхност на резервоара. Биореакторът е снабден и с охладителен кръг, включващ смукателен щуцер и изпускателен щуцер, при което в горната част на резервоара е разположен елемент за подаване на газ, свързан чрез газопровод с обгазяващ пръстен.The problem is solved by creating a cylindrical bioreactor, including a tank with a lid, the bottom of the tank is spherical, to which valves are mounted, in which a stirrer is placed in the tank. According to the utility model, a socket is attached to the spherical bottom, which is connected to a central module with the stirrer. The stirrer is driven by a drive mechanism by means of a rotating magnet located in a sealing cup, which is placed in the socket. A circumferential channel is formed between the housing of the module and the inner wall of the spherical bottom. Diaphragm valves are installed symmetrically to the bottom of the central module - an exhaust valve and a sampling valve, equipped with exhaust nozzles, respectively. Steam valves are located next to the discharge valve and the sampling valve for sterilization. The lower part of the bioreactor is equipped with probe nozzles, as well as a cooling jacket located above the probe nozzles on the outer peripheral surface of the tank. The bioreactor is also equipped with a cooling circuit comprising a suction nozzle and an outlet nozzle, in which a gas supply element is located in the upper part of the tank, connected by a gas pipe with a gas ring.
Възможни са вариантни изпълнения, при които централният модул има формата на полусфера, призма, цилиндър или на пресечен конус с ъгъл между основата и образуващите от 5° до 15°.Various embodiments are possible in which the central module has the shape of a hemisphere, a prism, a cylinder or a truncated cone with an angle between the base and the forming from 5 ° to 15 °.
При едно предпочитано вариантно изпълнение на биореактора, централният модул е конструиран като пресечен конус, като ъгълът между основата и образуващите е 5°.In a preferred embodiment of the bioreactor, the central module is designed as a truncated cone, the angle between the base and the generators being 5 °.
2853 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 10.1/15.10.20192853 Descriptions to certificates for registration of utility models № 10.1 / 15.10.2019
Както биореакторът, така и елементите, от които е изграден са изработени от различни материали. Така например, резервоарът на биореактора може да бъде изработен от стъкло, а капакът, сферичното дъно и централният модул могат да бъдат изработени от метал.Both the bioreactor and the elements from which it is built are made of different materials. For example, the bioreactor tank can be made of glass, and the lid, the spherical bottom and the central module can be made of metal.
Предимство на създадения цилиндричен биореактор е, че конструкцията му позволява разполагането на най-ниската точка на резервоара от центъра да се премести в зона, където могат да бъдат монтирани мембранни клапани. Освен това, при химичната стерилизация обикновено се използват течни стерилизиращи средства, които могат да бъдат отстранени безостатъчно преди пълненето на резервоара на реактора с ферментационно средство, като по този начин не се обременява ферментацията с остатъчното дезинфекционно средство.An advantage of the created cylindrical bioreactor is that its construction allows the location of the lowest point of the tank from the center to move to an area where diaphragm valves can be installed. In addition, chemical sterilization typically uses liquid sterilizing agents that can be completely removed before filling the reactor tank with a fermentation agent, thus not burdening the fermentation with the residual disinfectant.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures
Настоящият полезен модел се илюстрира на приложените фигури, където:This utility model is illustrated in the attached figures, where:
фигура 1 представлява надлъжен разрез на цилиндричния биореактор, съгласно полезния модел;Figure 1 is a longitudinal section of the cylindrical bioreactor according to the utility model;
фигура 2 представлява надлъжен разрез на дънната част без монтирана бъркалка на биореактора от фигура 1; и фигура 3 представлява напречен разрез по А - А на биореактора от фигура 1.Figure 2 is a longitudinal section of the bottom without a stirrer mounted on the bioreactor of Figure 1; and Figure 3 is a cross-sectional view taken along AA of the bioreactor of Figure 1.
Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model
Създаденият цилиндричен биореактор, показан на фигура 1, включва резервоар 1 с капак 2, като дъното 14 на резервоара 1 е със сферична форма. Централно във вътрешността на резервоара 1 е поместен централен модул 13. Различните елементи на биореактора не трябва да бъдат изработвани от еднакъв материал, така например резервоарът 1 може да бъде изработен от стъкло, а капакът 2, сферичното дъно 14 и централният модул 13 могат да бъдат изработени от метал.The created cylindrical bioreactor shown in Figure 1 includes a tank 1 with a lid 2, the bottom 14 of the tank 1 being spherical in shape. A central module 13 is placed centrally inside the tank 1. The different elements of the bioreactor must not be made of the same material, for example the tank 1 can be made of glass and the lid 2, the spherical bottom 14 and the central module 13 can be made of glass. made of metal.
Към сферичното дъно 14 е закрепено гнездо 22, което е свързано с централния модул 13 с бъркалка 3, която е задвижвана от задвижващ механизъм 12, представляващ двигател с ъглова предавка, разположен под биореактора и ротационен магнит 23, разположен в херметизираща чашка 24. Херметизиращата чашка 24 е поместена в гнездото 22. Централният модул 13 може да има формата на полусфера, призма, цилиндър или на пресечен конус с ъгъл между основата и образуващите от 5° до 15°, като в описаното примерно изпълнение той е конструиран като пресечен конус с ъгъл между основата и образуващите 5°.Attached to the spherical bottom 14 is a socket 22, which is connected to the central module 13 with a stirrer 3, which is driven by a drive mechanism 12, representing an angular gear motor located under the bioreactor and a rotating magnet 23 located in a sealing cup 24. The sealing cup 24 is housed in the socket 22. The central module 13 may have the shape of a hemisphere, a prism, a cylinder or a truncated cone with an angle between the base and forming from 5 ° to 15 °, and in the described embodiment it is constructed as a truncated cone with an angle between the base and forming 5 °.
Между корпуса на модула 13 и вътрешната стена на сферичното дъно 14 е образуван обиколен канал 15. Към дъното 14 симетрично на централния модул 13 са установени мембранни клапани изпускателен клапан 17 и клапан за вземане на проби 18, снабдени съответно с изпускателни щуцери 20 - фигури 2 и 3. За стерилизиране на мембранните клапани 17 и 18 непосредствено до тях са разположени парни клапани 19.A circumferential channel 15 is formed between the housing of the module 13 and the inner wall of the spherical bottom 14. Diaphragm valves 17 and a sampling valve 18 are provided symmetrically to the bottom 14 symmetrically to the central module 13, respectively equipped with exhaust nozzles 20 - figures 2. and 3. Steam valves 19 are arranged next to them to sterilize the diaphragm valves 17 and 18.
Долната част на биореактора е снабдена с първи сондов щуцер 10 и втори сондов щуцер 11, както и с охладителна риза 4, разположена над сондовите щуцери 10 и 11 по външната периферна повърхност на резервоара 1. По вътрешната повърхност на резервоара 1 са разположени ламарини 9.The lower part of the bioreactor is provided with a first probe nozzle 10 and a second probe nozzle 11, as well as a cooling jacket 4 located above the probe nozzles 10 and 11 on the outer peripheral surface of the tank 1. On the inner surface of the tank 1 are sheets 9.
Резервоарът 1 е снабден и с охладителен кръг, включващ смукателен щуцер 5 и изпускателен щуцер 6. Например при стерилизация на биореактора, охладителният кръг се използва като отоплителен кръг. За да могат микроорганизмите - бактерии, мая и други да се снабдяват с кислород, в горната част на резервоара 1 е разположен елемент за подаване на газ 7, свързан чрез газопровод с обгазяващ пръстен 8.The tank 1 is also provided with a cooling circuit comprising a suction nozzle 5 and an exhaust nozzle 6. For example, in sterilizing the bioreactor, the cooling circuit is used as a heating circuit. In order for the microorganisms - bacteria, yeast and others to be able to be supplied with oxygen, a gas supply element 7 is located in the upper part of the tank 1, connected by a gas pipeline with a gassing ring 8.
Създаденият биореактор се използва по следния начин.The created bioreactor is used as follows.
Резервоарът 1 на биореактора се пълни с предварително размесено ферментационно средство при свален капак 2. След това капакът 2 се закрепя за резервоара 1 и охладителната риза 4 се пълни с охлаждащо средство през смукателния щуцер 5. За предпочитане, като охлаждащо средство се използва темперирана вода.The bioreactor tank 1 is filled with pre-mixed fermentation agent with the lid 2 removed. The lid 2 is then attached to the tank 1 and the cooling jacket 4 is filled with coolant through the suction nozzle 5. Preferably, tempered water is used as coolant.
След съответната стерилизация, охлаждане и инокулация, биореакторът се пуска в експлоатация, като охлаждащото средство циркулира в охладителния кръг. Бъркалката 3, задвижвана чрез задвижващия механизъм 12, се завърта, като намиращите се във вътрешността на резервоара 1 ламарините 9 за насочване на потока от ферментационния разтвор, възпрепятстват синхронното въртене на ферментационния разтвор с бъркалката 3.After appropriate sterilization, cooling and inoculation, the bioreactor is put into operation with the refrigerant circulating in the cooling circuit. The stirrer 3, driven by the drive mechanism 12, is rotated, as the sheets 9 for directing the flow of the fermentation solution, located inside the tank 1, prevent the synchronous rotation of the fermentation solution with the stirrer 3.
2854 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 10.1/15.10.20192854 Descriptions to utility registration certificates № 10.1 / 15.10.2019
За управлението на ферментацията в резервоара са необходими сонди, които измерват съответните параметри във вътрешността на биореактора. В използваните сондови щуцери 10, 11 могат да се поставят например, термометър със сонда, pH електроди или други подобни. Чрез охладителния кръг се поддържа необходимата температура за ферментация, например 37°С. Ето защо, охладителният кръг служи от една страна като кръг, в който се вкарва охлаждащото вещество, а от друга страна като нагревателен кръг, като същото средство предварително се нагрява до съответната температура, а след това се въвежда в охладителния кръг.Probes that measure the relevant parameters inside the bioreactor are required to control the fermentation in the tank. For example, a probe thermometer, pH electrodes or the like can be placed in the probe nozzles 10, 11 used. The required fermentation temperature, for example 37 ° C, is maintained through the cooling circuit. Therefore, the cooling circuit serves, on the one hand, as a circuit in which the refrigerant is introduced and, on the other hand, as a heating circuit, the same means being preheated to the corresponding temperature and then introduced into the cooling circuit.
По време на ферментацията през клапана за вземане на проби 18 могат да бъдат вземани проби, които след това да бъдат изследвани чрез стандартни аналитични методи. Клапанът за вземане на проби 18 може да бъде стерилизиран чрез поставения в непосредствена близост парен клапан 19 преди и след всяко вземане на проба, за да не се влияе върху ферментацията чрез заразяване е микроорганизми, попаднали във вътрешността на резервоара 1.During fermentation, samples can be taken through the sampling valve 18, which can then be examined by standard analytical methods. The sampling valve 18 can be sterilized by an adjacent steam valve 19 before and after each sampling, so as not to affect the fermentation by contaminating microorganisms inside the tank 1.
Желаният ферментационен продукт при непрекъсната ферментация се източва от горния край на биореактора, а в края на ферментацията той се взема през изпускателния клапан 17, установен на дъното 14, като вливната дюза 16 на изпускателния клапан 17 е разположена при най-ниската точка в обиколния канал 15. Така ферментационната смес може да бъде взета безостатъчно и продуктът от ферментацията да бъде въведен за по-нататъшна обработка без големи загуби. Желаният продукт може да бъде извлечен от остатъка от културата чрез познатите съвременни методи.The desired fermentation product during continuous fermentation is drained from the upper end of the bioreactor, and at the end of the fermentation it is taken through the exhaust valve 17 located at the bottom 14, the inlet nozzle 16 of the exhaust valve 17 is located at the lowest point in the bypass channel. 15. Thus, the fermentation broth can be taken without residue and the fermentation product can be introduced for further processing without great losses. The desired product can be extracted from the rest of the culture by known modern methods.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG4291U BG3240U1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Cylindrical bioreactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG4291U BG3240U1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Cylindrical bioreactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG3240U1 true BG3240U1 (en) | 2019-09-16 |
Family
ID=74126497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG4291U BG3240U1 (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Cylindrical bioreactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG3240U1 (en) |
-
2019
- 2019-04-03 BG BG4291U patent/BG3240U1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11015159B2 (en) | Single-use cell culturing apparatus and culturing bag | |
| RU2415912C2 (en) | Fermenter system for bio-technical processes | |
| US20080095676A1 (en) | Multiple Bio-Reactor Device | |
| US10059914B2 (en) | Disposable bioreactors and methods for construction and use thereof | |
| JP5106527B2 (en) | Cell or microorganism culture equipment | |
| EP2853584B1 (en) | Single-use bioreactor with baffles and a process for manufacturing and operating the same | |
| BG3240U1 (en) | Cylindrical bioreactor | |
| RU86184U1 (en) | FERMENTATION UNIT FOR CULTIVATION OF MICRO-ORGANISMS | |
| US467993A (en) | Alfred jorgensen | |
| US20060141614A1 (en) | Device and method for parallel, automated cultivation of cells in technical conditions | |
| CN216091514U (en) | Be applied to seed transferring and sample steam sterilization system of small-size fermentation cylinder | |
| CN205803481U (en) | A kind of bio-pharmaceutical fermentation tank with efficiently cooling | |
| CN210736778U (en) | Dragon fruit ferment sealed fermentation tank | |
| EP3561046B1 (en) | Dynamic solid-state fermentation apparatus | |
| CN217809428U (en) | Biological fermentation tank convenient to sample | |
| CN206219581U (en) | A kind of fermentation tank | |
| CN205347428U (en) | Fermentation tank | |
| CN215924516U (en) | SBR experimental device capable of being additionally provided with light source | |
| CN203820790U (en) | Inspection tube for counting gas-producingmicroorganisms | |
| AT504648A4 (en) | BIOREACTOR WITH A CYLINDER SHEATH | |
| CN209522852U (en) | A kind of composite biological inoculum activation device convenient for controlling temperature | |
| CN216890171U (en) | Inactivation tank | |
| CN218146658U (en) | A aseptic sampling unit for milk fermentation cylinder | |
| CN210187170U (en) | Low-power consumption conversion tank | |
| CN209113869U (en) | A kind of fermentor for ferment extract equipment |