CN108676714A - 一种新型生物反应和生物分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型生物反应和生物分离装置，包括固定底板，所述固定底板上端面的左侧固定设置有一反应装置，所述反应装置包括柱形密封罐，所述柱形密封罐内部设置有一生物反应腔，所述生物反应腔内部的中间位置处设置有一流动壳体，所述流动壳体内部设置有一上下贯通的搅拌空间，所述流动壳体外侧的柱形面上螺旋缠绕有一冷却管，所述柱形密封罐后侧的固定底板上固定连接有一冷水箱，所述密封孔内可拆卸式连接有一过滤盒，所述分离装置包括固定箱体，所述固定箱体内部的上侧设置有一离心空间。本发明工作中，生物反应腔内部形成循环流动，保证搅拌的均匀，有利于生物反应的高效进行，为微生物的存活提供合适的温度，生物反应腔内的培养液经过滤留下排泄物的等不需要的颗粒物，从而分离得到所需要的有效成份。

Description

一种新型生物反应和生物分离装置

技术领域

本发明涉及生物制药领域,具体为一种新型生物反应和生物分离装置。

背景技术

目前，在人们的日常生活中，生物制药通过其疗效好，无危害的作用被人们普遍接受，而在生物制药的过程中，一般通过生物细胞的培养或者生物酶的促进功能得到所需要的药物成份，现有的培养罐都为机械式搅拌杆搅拌，搅拌效果差，无法搅拌到罐内的所有位置，而且搅拌杆的剪切力会造成细胞的死亡，降低反应速度，生物反应的过程中会产生热量，需要及时散热，而且生物反应后的产物还需要进行分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型生物反应和生物分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型生物反应和生物分离装置，包括固定底板，所述固定底板上端面的左侧固定设置有一反应装置，所述固定底板上端面的右侧固定设置有一分离装置，所述反应装置包括柱形密封罐，所述柱形密封罐内部设置有一生物反应腔，所述柱形密封罐柱形面的下侧设置有一环形固定槽，所述环形固定槽内部固定连接有一环形固定板，所述环形固定板的外侧位于环形固定槽外，且所述环形固定板下端面的外侧圆周方向均匀分布有四个支撑柱，所述支撑柱的下端均与固定底板的上端面固定连接，所述柱形密封罐上端面的中间位置处设置有一向左延伸的进料管，所述进料管内设置有一进料孔，所述进料孔连通生物反应腔，所述进料管的管体处设置有一进料密封阀，所述生物反应腔内部的中间位置处设置有一流动壳体，所述流动壳体内部设置有一上下贯通的搅拌空间，所述搅拌空间下端的中间位置处设置有一电机箱，所述电机箱通过其左右两端对称设置的连接杆与搅拌空间的内壁固定连接，所述搅拌空间上端的中间位置处设置有一连接块，所述连接块通过其左右两端对称设置的固定杆与搅拌空间的内壁固定连接，所述电机箱内部设置有一搅拌电机，所述搅拌电机外部设置有散热组件，所述搅拌电机上端设置有一旋转轴，所述旋转轴的上端穿出电机箱且与连接块下端面的中心位置处转动式固定连接，所述旋转轴的轴体上设置有一螺旋上升的搅拌叶，所述流动壳体柱形面的中间位置处左右对称设置有支撑杆，所述支撑杆的外侧均与生物反应腔的内壁固定连接，所述流动壳体外侧的柱形面上螺旋缠绕有一冷却管，所述柱形密封罐后侧的固定底板上固定连接有一冷水箱，所述冷水箱内部设置有一储水空间，所述冷水箱前端面的下端固定连接有一液压泵，所述储水空间前端壁的下端设置有一连接孔，所述连接孔连通液压泵和储水空间，所述液压泵前端连接有一进水管，所述进水管的前端穿过生物反应腔后端壁的下侧且与冷却管的下端固定连接，所述进水管内部设置有一电磁阀，所述冷却管的上端固定连接有出水管，所述出水管的后端穿过生物反应腔后端壁的上侧且与冷水箱的上端面连接，所述出水管连通储水空间和冷却管，所述生物反应腔后端壁的下侧内嵌式安装有一温度感应器，所述生物反应腔下端壁的中心位置处设置有一密封孔，所述密封孔内可拆卸式连接有一过滤盒，所述过滤盒内设置有一开口向上的过滤槽，所述过滤槽连通生物反应腔，且所述过滤槽内部安装有一过滤网，所述过滤盒下端面的中心位置处固定连接有一向右延伸排液管，所述排液孔连通过滤槽，且所述排液孔内设置有一电控阀门，所述分离装置包括固定箱体，所述固定箱体内部的上侧设置有一离心空间，所述离心空间下端壁的内部设置有一向左延伸的高压进液孔，所述固定箱体左端面的下端固定连接有一液体增压泵，所述高压进液孔连通液体增压泵和离心空间，所述液体增压泵的左端与排液管连通，所述离心空间下端设置有环形旋转盘，所述环形旋转盘上端的环形面上圆周分布有多个拨动板，所述环形旋转盘下端面靠近中心的位置处设置有一环形T字块，所述离心空间下端壁与环形T字块对应的位置处设置有一环形连接槽，所述环形T字块与环形连接槽配合连接，所述环形旋转盘下端面远离中心的位置处设置有一内齿环，离心空间下端壁与内齿环对应的位置处设置有一环形旋转槽，所述内齿环位于环形旋转槽内，所述离心空间下端壁内部的右侧设置有一驱动空间，所述驱动空间内固定设置有一驱动电机，所述驱动空间上端壁的内部设置有一传动槽，所述传动槽的右端连通环形旋转槽的内侧，所述驱动电机上端设置有一传动轴，所述传动轴的上端穿过驱动空间的上端壁且与传动槽内的传动齿轮动力连接，所述传动齿轮的右端穿出传动槽且与内齿环传动配合连接，所述固定箱体上端面的中心位置处设置有一轻质液出料口，所述固定箱体上端面的左端设置有一重质液出料口，所述轻质液出料口和重质液出料口均连通离心空间。

作为优选，所述搅拌叶的直径等于搅拌空间的横截面直径。

作为优选，所述温度感应器通过电路连接液压泵和电磁阀。

作为优选，所述密封孔与过滤盒连接部位分为上下两种连接结构，上部连接处为螺纹连接，下部连接处为密封连接，对应的所述过滤盒的柱形面上套装有气密橡胶圈。

作为优选，所述散热组件包括散热翅片和电子控制装置，所述散热翅片设置有三块，且三块所述散热翅片呈上下均匀设置在所述搅拌电机外壳体上，所述电子控制装置固定在所述搅拌电机外壳体上且与所述搅拌电机电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作中，通过打开过滤盒，在生物反应空间内装入生物酶或者生物细胞，通过进料孔，在生物反应空间内装入所需培养基，使用时，搅拌电机工作，通过旋转轴带动搅拌叶旋转，搅拌空间内的液体从下端运动到上端，再通过生物反应腔向下运动，使液体得到搅拌的同时，在生物反应腔内部形成循环流动，保证搅拌的均匀，有利于生物反应的高效进行，同时，温度感应器接收生物反应腔内部的液体温度，在温度过高时，液压泵工作，抽取储水空间内的冷水通过进水管进入冷却管，冷却管中冷水在螺旋上升的过程中完成热量的交换，从而达到冷却生物反应腔内培养液的目的，为微生物的存活提供合适的温度，避免过热情况下的细胞死亡，高效的完成生物反应，反应完成后，电控阀门打开，生物反应腔内的培养液经过过滤网过滤留下排泄物的等不需要的颗粒物，经过过滤后的培养液进入排液管，再通过液体增压泵后进入离心空间，此时，驱动电机工作，通过传动轴带动传动齿轮旋转，再通过传动齿轮与内齿环的啮合带动环形旋转盘和拨动板旋转，从而带动离心空间内的培养液做圆周运动，在圆周上升的过程中，重质溶液在离心的作用下位于离心空间的外侧，并通过重质液出料口收集，轻质溶液在离心的作用下位于离心空间的内侧，并通过轻质液出料口收集，从而分离得到所需要的有效成份。

附图说明

图1为本发明一种新型生物反应和生物分离装置整体全剖的主视结构示意图；

图2为本发明一种新型生物反应和生物分离装置整体全剖的左视结构示意图；

图3为本发明一种新型生物反应和生物分离装置中过滤盒全剖的主视结构示意图；

图4为本发明一种新型生物反应和生物分离装置中环形旋转板的俯视结构示意图；

图5为本发明一种生物反应和分离装置中流动壳体内全剖的俯视图结构示意图；

图6为本发明一种生物反应和分离装置中搅拌电机的外部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种新型生物反应和生物分离装置，包括固定底板1，所述固定底板1上端面的左侧固定设置有一反应装置2，所述固定底板1上端面的右侧固定设置有一分离装置3，所述反应装置2包括柱形密封罐4，所述柱形密封罐4内部设置有一生物反应腔5，所述柱形密封罐4柱形面的下侧设置有一环形固定槽6，所述环形固定槽6内部固定连接有一环形固定板7，所述环形固定板7的外侧位于环形固定槽6外，且所述环形固定板7下端面的外侧圆周方向均匀分布有四个支撑柱8，所述支撑柱8的下端均与固定底板1的上端面固定连接，所述柱形密封罐4上端面的中间位置处设置有一向左延伸的进料管9，所述进料管9内设置有一进料孔10，所述进料孔10连通生物反应腔5，所述进料管9的管体处设置有一进料密封阀11，所述生物反应腔5内部的中间位置处设置有一流动壳体12，所述流动壳体12内部设置有一上下贯通的搅拌空间13，所述搅拌空间13下端的中间位置处设置有一电机箱14，所述电机箱14通过其左右两端对称设置的连接杆15与搅拌空间13的内壁固定连接，所述搅拌空间13上端的中间位置处设置有一连接块16，所述连接块16通过其左右两端对称设置的固定杆17与搅拌空间13的内壁固定连接，所述电机箱14内部设置有一搅拌电机18，所述搅拌电机18外部设置有散热组件，所述搅拌电机18上端设置有一旋转轴19，所述旋转轴19的上端穿出电机箱14且与连接块16下端面的中心位置处转动式固定连接，所述旋转轴19的轴体上设置有一螺旋上升的搅拌叶20，所述流动壳体12柱形面的中间位置处左右对称设置有支撑杆21，所述支撑杆21的外侧均与生物反应腔5的内壁固定连接，所述流动壳体12外侧的柱形面上螺旋缠绕有一冷却管22，所述柱形密封罐4后侧的固定底板1上固定连接有一冷水箱23，所述冷水箱23内部设置有一储水空间24，所述冷水箱23前端面的下端固定连接有一液压泵25，所述储水空间24前端壁的下端设置有一连接孔26，所述连接孔26连通液压泵25和储水空间24，所述液压泵25前端连接有一进水管27，所述进水管27的前端穿过生物反应腔5后端壁的下侧且与冷却管22的下端固定连接，所述进水管27内部设置有一电磁阀28，所述冷却管22的上端固定连接有出水管29，所述出水管29的后端穿过生物反应腔5后端壁的上侧且与冷水箱23的上端面连接，所述出水管29连通储水空间24和冷却管22，所述生物反应腔5后端壁的下侧内嵌式安装有一温度感应器30，所述生物反应腔5下端壁的中心位置处设置有一密封孔31，所述密封孔31内可拆卸式连接有一过滤盒32，所述过滤盒32内设置有一开口向上的过滤槽33，所述过滤槽33连通生物反应腔5，且所述过滤槽33内部安装有一过滤网34，所述过滤盒32下端面的中心位置处固定连接有一向右延伸排液管35，所述排液孔35连通过滤槽33，且所述排液孔35内设置有一电控阀门36，所述分离装置3包括固定箱体37，所述固定箱体37内部的上侧设置有一离心空间38，所述离心空间38下端壁的内部设置有一向左延伸的高压进液孔39，所述固定箱体37左端面的下端固定连接有一液体增压泵40，所述高压进液孔39连通液体增压泵40和离心空间38，所述液体增压泵40的左端与排液管35连通，所述离心空间38下端设置有环形旋转盘41，所述环形旋转盘41上端的环形面上圆周分布有多个拨动板42，所述环形旋转盘41下端面靠近中心的位置处设置有一环形T字块43，所述离心空间38下端壁与环形T字块43对应的位置处设置有一环形连接槽44，所述环形T字块43与环形连接槽44配合连接，所述环形旋转盘41下端面远离中心的位置处设置有一内齿环45，离心空间38下端壁与内齿环45对应的位置处设置有一环形旋转槽46，所述内齿环45位于环形旋转槽46内，所述离心空间38下端壁内部的右侧设置有一驱动空间47，所述驱动空间47内固定设置有一驱动电机48，所述驱动空间47上端壁的内部设置有一传动槽49，所述传动槽49的右端连通环形旋转槽46的内侧，所述驱动电机48上端设置有一传动轴50，所述传动轴50的上端穿过驱动空间47的上端壁且与传动槽49内的传动齿轮51动力连接，所述传动齿轮51的右端穿出传动槽49且与内齿环45传动配合连接，所述固定箱体37上端面的中心位置处设置有一轻质液出料口52，所述固定箱体37上端面的左端设置有一重质液出料口53，所述轻质液出料口52和重质液出料口53均连通离心空间38。

有益地，所述搅拌叶20的直径等于搅拌空间13的横截面直径。其作用是，搅拌电机18工作，通过旋转轴19带动搅拌叶20旋转，搅拌空间13内的液体从下端运动到上端，再通过生物反应腔5向下运动，使液体得到搅拌的同时，在生物反应腔5内部形成循环流动，保证搅拌的均匀，有利于生物反应的高效进行。

有益地，所述温度感应器30通过电路连接液压泵25和电磁阀28。其作用是，通过温度感应器30接收生物反应腔5内部的液体温度，在温度过高时，液压泵25工作，抽取储水空间24内的冷水通过进水管27进入冷却管22，冷却管22中冷水在螺旋上升的过程中完成热量的交换，从而达到冷却生物反应腔5内培养液的目的，为微生物的存活提供合适的温度，避免过热情况下的细胞死亡，高效的完成生物反应。

有益地，所述密封孔31与过滤盒32连接部位分为上下两种连接结构，上部连接处为螺纹连接，下部连接处为密封连接，对应的所述过滤盒32的柱形面上套装有气密橡胶圈33。其作用是，通过螺纹连接，过滤盒32能够自由拆下，便于清除过滤网34过滤的细胞排泄产物，保证过滤网34的正常使用，同时，也便于更换新的过滤网34，气密橡胶圈33能够保证过滤盒32与密封孔31连接处的气密性，从而确保了生物反应空间5内的密封性，防止液体泄漏或者杂菌污染。

有益地，所述散热组件包括散热翅片183和电子控制装置184，所述散热翅片183设置有三块，且三块所述散热翅片183呈上下均匀设置在所述搅拌电机18外壳体上，所述电子控制装置184固定在所述搅拌电机18外壳体上且与所述搅拌电机18电连接，所述散热翅片183用以散发所述搅拌电机18运行时产生的热量，所述电子控制装置184用以控制所述搅拌电机18转动的速度。

具体使用方式：本发明工作中，通过打开过滤盒32，在生物反应空间5内装入生物酶或者生物细胞，通过进料孔10，在生物反应空间5内装入所需培养基，使用时，搅拌电机18工作，通过旋转轴19带动搅拌叶20旋转，搅拌空间13内的液体从下端运动到上端，再通过生物反应腔5向下运动，使液体得到搅拌的同时，在生物反应腔5内部形成循环流动，保证搅拌的均匀，有利于生物反应的高效进行，同时，温度感应器30接收生物反应腔5内部的液体温度，在温度过高时，液压泵25工作，抽取储水空间24内的冷水通过进水管27进入冷却管22，冷却管22中冷水在螺旋上升的过程中完成热量的交换，从而达到冷却生物反应腔5内培养液的目的，为微生物的存活提供合适的温度，避免过热情况下的细胞死亡，高效的完成生物反应，反应完成后，电控阀门36打开，生物反应腔5内的培养液经过过滤网34过滤留下排泄物的等不需要的颗粒物，经过过滤后的培养液进入排液管35，再通过液体增压泵40后进入离心空间38，此时，驱动电机48工作，通过传动轴50带动传动齿轮51旋转，再通过传动齿轮51与内齿环45的啮合带动环形旋转盘41和拨动板42旋转，从而带动离心空间38内的培养液做圆周运动，在圆周上升的过程中，重质溶液在离心的作用下位于离心空间38的外侧，并通过重质液出料口53收集，轻质溶液在离心的作用下位于离心空间38的内侧，并通过轻质液出料口52收集，从而分离得到所需要的有效成份。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种新型生物反应和生物分离装置，包括固定底板，其特征在于：所述固定底板上端面的左侧固定设置有一反应装置，所述固定底板上端面的右侧固定设置有一分离装置，所述反应装置包括柱形密封罐，所述柱形密封罐内部设置有一生物反应腔，所述柱形密封罐柱形面的下侧设置有一环形固定槽，所述环形固定槽内部固定连接有一环形固定板，所述环形固定板的外侧位于环形固定槽外，且所述环形固定板下端面的外侧圆周方向均匀分布有四个支撑柱，所述支撑柱的下端均与固定底板的上端面固定连接，所述柱形密封罐上端面的中间位置处设置有一向左延伸的进料管，所述进料管内设置有一进料孔，所述进料孔连通生物反应腔，所述进料管的管体处设置有一进料密封阀，所述生物反应腔内部的中间位置处设置有一流动壳体，所述流动壳体内部设置有一上下贯通的搅拌空间，所述搅拌空间下端的中间位置处设置有一电机箱，所述电机箱通过其左右两端对称设置的连接杆与搅拌空间的内壁固定连接，所述搅拌空间上端的中间位置处设置有一连接块，所述连接块通过其左右两端对称设置的固定杆与搅拌空间的内壁固定连接，所述电机箱内部设置有一搅拌电机，所述搅拌电机外部设置有散热组件，所述搅拌电机上端设置有一旋转轴，所述旋转轴的上端穿出电机箱且与连接块下端面的中心位置处转动式固定连接，所述旋转轴的轴体上设置有一螺旋上升的搅拌叶，所述流动壳体柱形面的中间位置处左右对称设置有支撑杆，所述支撑杆的外侧均与生物反应腔的内壁固定连接，所述流动壳体外侧的柱形面上螺旋缠绕有一冷却管，所述柱形密封罐后侧的固定底板上固定连接有一冷水箱，所述冷水箱内部设置有一储水空间，所述冷水箱前端面的下端固定连接有一液压泵，所述储水空间前端壁的下端设置有一连接孔，所述连接孔连通液压泵和储水空间，所述液压泵前端连接有一进水管，所述进水管的前端穿过生物反应腔后端壁的下侧且与冷却管的下端固定连接，所述进水管内部设置有一电磁阀，所述冷却管的上端固定连接有出水管，所述出水管的后端穿过生物反应腔后端壁的上侧且与冷水箱的上端面连接，所述出水管连通储水空间和冷却管，所述生物反应腔后端壁的下侧内嵌式安装有一温度感应器，所述生物反应腔下端壁的中心位置处设置有一密封孔，所述密封孔内可拆卸式连接有一过滤盒，所述过滤盒内设置有一开口向上的过滤槽，所述过滤槽连通生物反应腔，且所述过滤槽内部安装有一过滤网，所述过滤盒下端面的中心位置处固定连接有一向右延伸排液管，所述排液孔连通过滤槽，且所述排液孔内设置有一电控阀门，所述分离装置包括固定箱体，所述固定箱体内部的上侧设置有一离心空间，所述离心空间下端壁的内部设置有一向左延伸的高压进液孔，所述固定箱体左端面的下端固定连接有一液体增压泵，所述高压进液孔连通液体增压泵和离心空间，所述液体增压泵的左端与排液管连通，所述离心空间下端设置有环形旋转盘，所述环形旋转盘上端的环形面上圆周分布有多个拨动板，所述环形旋转盘下端面靠近中心的位置处设置有一环形T字块，所述离心空间下端壁与环形T字块对应的位置处设置有一环形连接槽，所述环形T字块与环形连接槽配合连接，所述环形旋转盘下端面远离中心的位置处设置有一内齿环，离心空间下端壁与内齿环对应的位置处设置有一环形旋转槽，所述内齿环位于环形旋转槽内，所述离心空间下端壁内部的右侧设置有一驱动空间，所述驱动空间内固定设置有一驱动电机，所述驱动空间上端壁的内部设置有一传动槽，所述传动槽的右端连通环形旋转槽的内侧，所述驱动电机上端设置有一传动轴，所述传动轴的上端穿过驱动空间的上端壁且与传动槽内的传动齿轮动力连接，所述传动齿轮的右端穿出传动槽且与内齿环传动配合连接，所述固定箱体上端面的中心位置处设置有一轻质液出料口，所述固定箱体上端面的左端设置有一重质液出料口，所述轻质液出料口和重质液出料口均连通离心空间。

2.根据权利要求1所述的一种新型生物反应和生物分离装置，其特征在于：所述搅拌叶的直径等于搅拌空间的横截面直径。

3.根据权利要求1所述的一种新型生物反应和生物分离装置，其特征在于：所述温度感应器通过电路连接液压泵和电磁阀。

4.根据权利要求1所述的一种新型生物反应和生物分离装置，其特征在于：所述密封孔与过滤盒连接部位分为上下两种连接结构，上部连接处为螺纹连接，下部连接处为密封连接，对应的所述过滤盒的柱形面上套装有气密橡胶圈。

5.根据权利要求1所述的一种新型生物反应和生物分离装置，其特征在于：所述散热组件包括散热翅片和电子控制装置，所述散热翅片设置有三块，且三块所述散热翅片呈上下均匀设置在所述搅拌电机外壳体上，所述电子控制装置固定在所述搅拌电机外壳体上且与所述搅拌电机电连接。