CN112280674A - 一种应用于气升式生物反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于气升式生物反应器，其结构包括底座、控制台、存取门、机体，底座顶面与机体底面固定连接，存取门一侧与机体正面铰接连接，控制台嵌入于底座正面；机体包括保温壳、反应仓、抽气口、排气盖、螺旋均匀结构，本发明通过包围反应仓的螺旋均匀结构来灌入气体，在针对高浓度的植物细胞培养状况下，在气体灌入后，自动分流从两侧的侧喷管喷出，使培养液四周同时有氧气输入，避免供氧不足的现象产生，同时产生旋涡状流动，并通过底部的扩张结构从底部再次灌入气体，在培养液旋涡状态下灌入，可令四周的高浓度培养液循环来到中心位置进行受气搅拌，避免产生搅拌死角，使混合度提高，同时增强培养液含氧量，保证培养效果。

Description

一种应用于气升式生物反应器

技术领域

本发明涉及生物反应器领域，具体的是一种应用于气升式生物反应器。

背景技术

气升式生物反应器是植物细胞培养领域中五大反应器的一种，应用于植物细胞培养或发酵工业，通过灌入气体，来使反应器内的液体内部产生气泡进而搅动液体获得混合效果，在生物反应器中加入培养液后，如果需要进行高浓度的植物细胞培养，会导致培养液粘稠度较高，因此通过气泡来搅动反应液会由于较高的粘稠度而令气泡移动过程中的搅动影响范围大大减小，产生搅拌死角，使培养液和细胞融合混合度差，溶氧量下降，进而影响培养效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种应用于气升式生物反应器。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种应用于气升式生物反应器，其结构包括底座、控制台、存取门、机体，所述底座顶面与机体底面固定连接，所述存取门一侧与机体正面铰接连接，所述控制台嵌入于底座正面；所述机体包括保温壳、反应仓、抽气口、排气盖、螺旋均匀结构，所述保温壳内部与反应仓外层固定连接，所述抽气口左侧嵌入于保温壳右侧，所述排气盖四周与反应仓顶面相叠合在一起，所述螺旋均匀结构外层与反应仓外壁相互接通并嵌固连接，所述抽气口左侧为圆台结构。

更进一步的，所述螺旋均匀结构包括环绕气管、侧喷管、扩张结构，所述环绕气管内环与侧喷管相互接通并通过电焊连接，所述扩张结构背面与环绕气管正面相互接通并通过电焊连接，所述侧喷管倾斜45°并且喷口朝下放置。

更进一步的，所述扩张结构包括动力封闭结构、扩张环、上升扇叶、托台，所述动力封闭结构顶面与扩张环底面固定连接，所述托台内环与扩张环外环为一体化成型，所述上升扇叶一侧固定安装于托台正面，所述上升扇叶设有四个，四个上升扇叶间隙均匀地环装固定于托台上。

更进一步的，所述动力封闭结构包括连接套、内转轴、叶片、密封层、驱动柄，所述连接套内环与叶片顶面相互接触，所述密封层一侧固定安装于叶片一侧，所述驱动柄底部与内转轴外环固定连接，所述叶片底部与内转轴外环活动卡合，所述内转轴内部设有九分之一圆形凹槽。

更进一步的，所述叶片包括片体、升力板、导向坡、限位卡轴，所述片体底面与升力板顶面固定连接，所述导向坡顶面固定安装于片体底面，所述限位卡轴右侧嵌入于片体左侧，所述限位卡轴外环设有凸起结构。

更进一步的，所述升力板包括板体、涡流槽、升力块、导出头，所述板体底面与涡流槽为一体化成型，所述升力板顶面固定安装于板体底面，所述导出头左侧嵌入于板体右侧，所述涡流槽为半水滴状凹槽结构。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过包围反应仓的螺旋均匀结构来灌入气体，在针对高浓度的植物细胞培养状况下，在气体灌入后，自动分流从两侧的侧喷管喷出，使培养液四周同时有氧气输入，避免供氧不足的现象产生，同时产生旋涡状流动，并通过底部的扩张结构从底部再次灌入气体，在培养液旋涡状态下灌入，可令四周的高浓度培养液循环来到中心位置进行受气搅拌，避免产生搅拌死角，使混合度提高，同时增强培养液含氧量，保证培养效果。

附图说明

图1为本发明一种应用于气升式生物反应器立体的结构示意图。

图2为本发明机体正视截面的结构示意图。

图3为本发明螺旋均匀结构俯视截面的结构示意图。

图4为本发明扩张结构正视截面的结构示意图。

图5为本发明动力封闭结构正视截面的结构示意图。

图6为本发明叶片立体的结构示意图。

图7为本发明升力板正视截面的结构示意图。

图中：底座-1、控制台-2、存取门-3、机体-4、保温壳-41、反应仓-42、抽气口-43、排气盖-44、螺旋均匀结构-45、环绕气管-451、侧喷管-452、扩张结构-453、动力封闭结构-A1、扩张环-A2、上升扇叶-A3、托台-A4、连接套-A11、内转轴-A12、叶片-A13、密封层-A14、驱动柄-A15、片体-B1、升力板-B2、导向坡-B3、限位卡轴-B4、板体-B21、涡流槽-B22、升力块-B23、导出头-B24。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

请参阅图1-图4，本发明具体实施例如下：一种应用于气升式生物反应器，其结构包括底座1、控制台2、存取门3、机体4，所述底座1顶面与机体4底面固定连接，所述存取门3一侧与机体4正面铰接连接，所述控制台2嵌入于底座1正面；所述机体4包括保温壳41、反应仓42、抽气口43、排气盖44、螺旋均匀结构45，所述保温壳41内部与反应仓42外层固定连接，所述抽气口43左侧嵌入于保温壳41右侧，所述排气盖44四周与反应仓42顶面相叠合在一起，所述螺旋均匀结构45外层与反应仓42外壁相互接通并嵌固连接，所述抽气口43左侧为圆台结构，有利于加大气流速度。

其中，所述螺旋均匀结构45包括环绕气管451、侧喷管452、扩张结构453，所述环绕气管451内环与侧喷管452相互接通并通过电焊连接，所述扩张结构453背面与环绕气管451正面相互接通并通过电焊连接，所述侧喷管452倾斜45°并且喷口朝下放置，有利于使培养液产生涡流，并防止倒灌。

其中，所述扩张结构453包括动力封闭结构A1、扩张环A2、上升扇叶A3、托台A4，所述动力封闭结构A1顶面与扩张环A2底面固定连接，所述托台A4内环与扩张环A2外环为一体化成型，所述上升扇叶A3一侧固定安装于托台A4正面，所述上升扇叶A3设有四个，四个上升扇叶间隙均匀地环装固定于托台A4上，有利于增强旋转时产生的上升力。

基于上述实施例，具体工作原理如下：将存取门3打开，并且将所需的植物细胞和培养液一同放入机体4的反应仓42内，之后关闭存取门3，通过控制台2开启抽气口43，抽气口43将外界空气抽入，并首先送入到螺旋均匀结构45内，此时气流会以很快的速度来到螺旋均匀结构45的环绕气管451内，并且分流到侧喷管452内，侧喷管452倾斜放置，并且喷口朝下，因此喷出气流从侧喷管452的喷口处喷出，将气流侧向朝下喷出，使其驱动液体旋转，并且下压，另一部分气流来到扩张结构453内，并通过气流的流动力推动动力封闭结构A1张开，并旋转，驱动托台A4旋转，使固定在其上方的上升扇叶A3旋转，使下沉到底部的培养液上升，而侧喷管452会将上层的培养液下压，因此使培养液循环地来到底部被封闭结构A1喷出的气泡搅动，同时充氧。

实施例二：

请参阅图5-图7，本发明具体实施例如下：所述动力封闭结构A1包括连接套A11、内转轴A12、叶片A13、密封层A14、驱动柄A15，所述连接套A11内环与叶片A13顶面相互接触，所述密封层A14一侧固定安装于叶片A13一侧，所述驱动柄A15底部与内转轴A12外环固定连接，所述叶片A13底部与内转轴A12外环活动卡合，所述内转轴A12内部设有九分之一圆形凹槽，有利于令叶片A13可以进行有限制地转动。

其中，所述叶片A13包括片体B1、升力板B2、导向坡B3、限位卡轴B4，所述片体B1底面与升力板B2顶面固定连接，所述导向坡B3顶面固定安装于片体B1底面，所述限位卡轴B4右侧嵌入于片体B1左侧，所述限位卡轴B4外环设有凸起结构，有利于避免转动过度。

其中，所述升力板B2包括板体B21、涡流槽B22、升力块B23、导出头B24，所述板体B21底面与涡流槽B22为一体化成型，所述升力板B23顶面固定安装于板体B21底面，所述导出头B24左侧嵌入于板体B21右侧，所述涡流槽B22为半水滴状凹槽结构，有利于使空气吹入后产生向上的抬升力。

基于上述实施例，具体工作原理如下：无气体的情况下，叶片A13被液体下压，因此导致限位卡轴B4在内转轴A12的槽内旋转，旋转到一定程度后卡住，使叶片A13平铺，并通过两侧的密封层A14密封，使液体不会下漏，在有强烈的气体鼓入后，首先冲击叶片A13，叶片A13的导向坡B3将气流导入到升力板B2上，并顺着升力块B23右侧进入冲击涡流槽B22，产生向上的抬升力，并且在逸出时再次冲击升力块B23的左侧，使其产生再一次的上升力，在气流强度到达一定程度后，会产生足够的上升力推动叶片A13的升力板B2，使片体B1沿着限位卡轴B4在内转轴A12的凹槽处翻转，并且由于凹槽和限位卡轴B4的卡合，导致只能旋转45度，因此依然会收到一定的气体冲击，此时气体冲击产生的冲击力的横向分力即可推动叶片A13旋转，进而令内转轴A12旋转，驱动驱动柄A15输出旋转力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (6)

1.一种应用于气升式生物反应器，其结构包括底座(1)、控制台(2)、存取门(3)、机体(4)，其特征在于：

所述底座(1)顶面与机体(4)底面固定连接，所述存取门(3)一侧与机体(4)正面铰接连接，所述控制台(2)嵌入于底座(1)正面；

所述机体(4)包括保温壳(41)、反应仓(42)、抽气口(43)、排气盖(44)、螺旋均匀结构(45)，所述保温壳(41)内部与反应仓(42)外层固定连接，所述抽气口(43)左侧嵌入于保温壳(41)右侧，所述排气盖(44)四周与反应仓(42)顶面相叠合在一起，所述螺旋均匀结构(45)外层与反应仓(42)外壁相互接通并嵌固连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于气升式生物反应器，其特征在于：所述螺旋均匀结构(45)包括环绕气管(451)、侧喷管(452)、扩张结构(453)，所述环绕气管(451)内环与侧喷管(452)相互接通并通过电焊连接，所述扩张结构(453)背面与环绕气管(451)正面相互接通并通过电焊连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于气升式生物反应器，其特征在于：所述扩张结构(453)包括动力封闭结构(A1)、扩张环(A2)、上升扇叶(A3)、托台(A4)，所述动力封闭结构(A1)顶面与扩张环(A2)底面固定连接，所述托台(A4)内环与扩张环(A2)外环为一体化成型，所述上升扇叶(A3)一侧固定安装于托台(A4)正面。

4.根据权利要求3所述的一种应用于气升式生物反应器，其特征在于：所述动力封闭结构(A1)包括连接套(A11)、内转轴(A12)、叶片(A13)、密封层(A14)、驱动柄(A15)，所述连接套(A11)内环与叶片(A13)顶面相互接触，所述密封层(A14)一侧固定安装于叶片(A13)一侧，所述驱动柄(A15)底部与内转轴(A12)外环固定连接，所述叶片(A13)底部与内转轴(A12)外环活动卡合。

5.根据权利要求4所述的一种应用于气升式生物反应器，其特征在于：所述叶片(A13)包括片体(B1)、升力板(B2)、导向坡(B3)、限位卡轴(B4)，所述片体(B1)底面与升力板(B2)顶面固定连接，所述导向坡(B3)顶面固定安装于片体(B1)底面，所述限位卡轴(B4)右侧嵌入于片体(B1)左侧。

6.根据权利要求5所述的一种应用于气升式生物反应器，其特征在于：所述升力板(B2)包括板体(B21)、涡流槽(B22)、升力块(B23)、导出头(B24)，所述板体(B21)底面与涡流槽(B22)为一体化成型，所述升力板(B23)顶面固定安装于板体(B21)底面，所述导出头(B24)左侧嵌入于板体(B21)右侧。

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