CN113621501A - 一种无菌取样装置及取样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无菌取样装置及取样方法，其中无菌取样装置，包括：空气过滤器、出样管、第一进气管、第二进气管、第三进气管、取样管、第一三通管件、第二三通管件以及反应罐；其中，反应罐上装设有第三进气管和取样管，第三进气管的一端连接有空气分布器，空气分布器位于反应罐内的液面下，所述空气分布器上开设有供气体流出所述空气分布器的气体通道，所述气体通道的通流面积小于所述取样管的通流面积；本发明中通过空气分布器的结构设置，减少了废液排放量、减少培养液体积减少对培养过程研究的干扰，而且省略了更换废液收集容器的步骤，降低了染菌风险。

Description

一种无菌取样装置及取样方法
技术领域
本发明涉及生物反应器技术领域，尤指一种无菌取样装置及取样方法。
背景技术
在微生物培养液培养的过程中，需要分时段对培养罐内部的培养液进行取样检测。
常规取样管路如图3所示。由于培养过程是个时变过程，在取样过程中，除了取出一定量的培养液，为了保证所取样能最大程度地代表反应器中培养液的最新状态，还需要排掉浸没于反应器中取样管路里的残存(余)液，这样会加大培养过程中取样液体的消耗量，对培养试验结果会产生一定程度的干扰，这对小型反应器的培养过程来说影响更大。
发明内容
本发明的目的是提供一种无菌取样装置及取样方法，实现了几个改善的效果：第一是减少了取样过程废液排放量、降低了培养液体积减少对培养过程研究的干扰；第二是省略了更换废液收集容器的步骤，降低了染菌风险；第三采用电动执行器件及程序化控制，简化了取样操作步骤；第四是出样管路可采用满足无菌要求的计量装置，可实现无菌定量取样的功能。
本发明提供的技术方案如下：
一种无菌取样装置，包括：
空气过滤器、出样管、第一进气管、第二进气管、第三进气管、取样管、第一三通管件、第二三通管件以及反应罐；
其中，所述反应罐上装设有所述第三进气管和所述取样管，所述第三进气管的一端连接有空气分布器，所述空气分布器位于所述反应罐内的液面下，所述空气分布器上开设有供气体流出所述空气分布器的气体通道，所述气体通道的通流面积小于所述取样管的通流面积；
所述第三进气管的另一端连接有所述第一三通管件，所述第一三通管件上还连接有所述第一进气管的一端和所述第二进气管的一端，所述第二进气管上设置有第一关断器，
所述取样管的一端连接有所述第二三通管件，另一端延伸至所述反应罐内的液面之下，所述第二三通管件上连接有所述出样管，所述出样管上设置有所述第二关断器，
所述第二进气管的另一端连接有所述第二三通管件。
本技术方案，系统优化设计了取样管路，两个三通管件的巧妙设计不仅在最大程度减少了废液排放量、减少培养液体积减少对培养过程研究的干扰，而且省略了更换废液收集容器的步骤，降低了染菌风险。气体通道可以为一个或一个以上的小孔，当所述取样管的通道面积大于所述空气分布器上的气体通道的通流面积时，这样在打开第一关断器、无菌空气通入后，取样管内的残液才能够冲回反应罐内；当空气分布器为单管时，为保证无菌空气有足够压力压回取样管路中的残余液，可在三通管件107与进气管105之间加设一个阀门(图中不赘述)。
优选的，所述第一关断器和所述第二关断器为自动执行阀门。这样自动执行阀门的设置则可使本装置成为无菌、自动取样装置。为保证在无菌压缩空气将出样管内液体吹入取样瓶中的过程同时，取样管路内的液体不被罐压顶出，可适当采取对出样管限流，或在第二三通管件及取样管路之间增设阀门。实际生产中，第一关断器和第二关断器也可以采用软管夹等其他可以对管道进行限流的结构。
优选的，若所述第二关断器为可满足无菌要求的计量自动装置，则可使本装置成为无菌的自动取样装置。
优选的，所述出样管上具有加热装置，能够降低因出样管路染菌的风险。
具体的，所述空气分布器上具有至少一个气孔。
本技术方案，利用具有多个小气孔的空气分布器，能够满足无菌空气因压强经第三进气管进入取样管，将取样管内的残存液冲回罐内；当空气管为单管时，为保证无菌空气有足够压力压回取样管路中的残余液，可在第一三通管件与第三进气管之间加设一个阀门(图中不赘述)。
本发明还公开一种无菌取样装置，其包括：
空气过滤器、出样管、第一进气管、第二进气管、第三进气管、取样管、第一三通管件、第二三通管件以及反应罐；
其中，所述反应罐上装设有所述第三进气管和所述取样管，所述第三进气管的另一端连接有所述第一三通管件，所述第一三通管件上还连接有所述第一进气管的一端和所述第二进气管的一端，所述第二进气管上设置有第一关断器，
所述取样管的一端连接有所述第二三通管件，另一端延伸至所述反应罐内的液面之下，所述第二三通管件上连接有所述出样管，所述出样管上设置有所述第二关断器，所述第三进气管上设置有第三阀门；
所述第二进气管的另一端连接有所述第二三通管件。
优选的，所述第一关断器和所述第二关断器为自动执行阀门。
优选的，所述第二关断器为无菌可计量自动装置。
一种无菌取样器，包括：至少两个上述所述无菌取样装置，所述无菌取样装置并联。
本技术方案，多个所述无菌取样装置并联组合使用则可成为多通道无菌取样装置，能够满足不同的实验需求。
一种无菌取样装置的取样方法，所述反应罐内装有培养液，包括以下取样步骤：
步骤S100：在所述出样管的另一端安装取样瓶；
步骤S200：所述第二关断器关闭，打开所述第一关断器，所述经空气过滤器通入的无菌空气进入所述取样管，将所述取样管内的残液冲回所述反应罐内；
步骤S300：关闭所述第一关断器，打开所述第二关断器，依靠罐压，所述培养液经所述取样管和所述出样管压入所述取样瓶；
步骤S400：打开所述第一关断器，所述出样管内的残液会被吹入所述取样瓶中；
步骤S500：关闭所述第二关断器，依靠无菌空气将所述取样管中的残余培养液压入所述反应罐内；
步骤S600：关闭所述第一关断器，取样结束。
本技术方案，系统地优化设计了取样操作，采用上述取样步骤进行取样，减少了废液排放量、减少培养液体积减少对培养过程研究的干扰，而且省略了更换废液收集容器的步骤，降低了染菌风险。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种无菌取样装置及取样方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明无菌取样装置的结构图；
图2是本发明无菌取样装置的取样方法的流程图；
图3是背景技术中无菌取样装置的结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例一
如图1所示，本实施例公开了一种无菌取样装置100，其包括：空气过滤器101、出样管102、第一进气管103、第二进气管104、第三进气管105、取样管106、第一三通管件107、第二三通管件108以及反应罐109。
其中，反应罐109上装设有第三进气管105和取样管106，第三进气管105的一端连接有空气分布器110，空气分布器110位于反应罐109内的液面下，空气分布器100供气体由其内部流至其外部的通流面积小于取样管106的通流面积。
第三进气管105的另一端连接有第一三通管件107，第一三通管件107上还连接有第一进气管103的一端和第二进气管104的一端，第二进气管104上设置有第一关断器111。
取样管106的一端连接有第二三通管件108，另一端延伸至反应罐109内的液面之下，第二三通管件108上连接有出样管102，出样管102上设置有第二关断器112，第二进气管104的另一端连接有第二三通管件108。
优选的，出样管102上具有加热装置113，实验时加热，取样时停止加热，能够降低因出样管102导致反应罐染菌的风险。
系统地优化设计了取样管路，两个三通管件的巧妙设计不仅在最大程度减少了废液排放量、减少培养液体积减少对培养过程研究的干扰，而且省略了更换废液收集容器的步骤，降低了染菌风险。在该具体实施方式中，空气分布器内110的下表面开设有若干个小孔作为气体通道，且取样管106的通流面积小于空气分布器110上的气体通道的通流面积，空气分布器110内气体阻力大于取样管106内气体阻力，这样在无菌空气通入后，取样管106内的残液才能够冲回反应罐109内。
优选的，第一关断器111和第二关断器112为自动执行阀门。这样自动执行阀门的设置则可使本装置成为无菌、自动取样装置。为保证在无菌压缩空气将出样管102内液体吹入取样瓶中的过程同时，取样管路内的液体不被罐压顶出，可适当采取对102管路限流，或在第二三通管件108及取样管路106之间增设阀门。为精确控制取样量，第二开112为可满足无菌要求的计量自动装置。则可使本装置成为无菌的自动取样装置。空气分布器上具有多个小气孔，能够使无菌空气有足够压强经第三进气管进入取样管，将取样管内的残存液冲回罐内。实际生产中，第一关断器111和第二关断器112也可以采用软管夹等其他可以对管道进行限流的结构。
需要说明的是，空气分布器为单管时也可以在第三进气管上设置阀门，以为保证无菌空气有足够压力压回取样管路中的残余液。
本实施例还公开一种无菌取样器，包括：至少两个上述无菌取样装置，无菌取样装置并联。多个无菌取样装置的第一进气管103并联组合使用则可成为多通道无菌取样装置，能够满足不同的实验需求。
实施例二
在实施例一的基础上，如图2所示，一种无菌取样装置100的取样方法，反应罐109内装有培养液，包括以下取样步骤：
步骤S100：在出样管102的另一端安装取样瓶；
步骤S200：关闭第二关断器112，打开第一关断器111，经持续通入空气过滤器101后的无菌空气，依靠压强持续通入将取样管106内，将残液冲回反应罐109内；
步骤S300：关闭第一关断器111，打开第二关断器112，依靠罐压，培养液经取样管106和出样管102压入取样瓶；
步骤S400：打开第一关断器111，出样管102内的残液会被吹入取样瓶中；
步骤S500：关闭第二关断器112，依靠无菌空气将取样管106中的残余培养液压入反应罐109内；
步骤S600：关闭第一关断器111，取样结束。
另外，若第三进气管上设置有阀门，在去除取样管106内的残液时可关闭第三进气管上的阀门。
系统地优化设计了取样操作，采用上述取样步骤进行取样减少了废液排放量、减少培养液体积减少对培养过程研究的干扰，而且省略了更换废液收集容器的步骤，降低了染菌风险。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无菌取样装置，其特征在于，包括：
空气过滤器、出样管、第一进气管、第二进气管、第三进气管、取样管、第一三通管件、第二三通管件以及反应罐；
其中，所述反应罐上装设有所述第三进气管和所述取样管，所述第三进气管的一端连接有空气分布器，所述空气分布器位于所述反应罐内的液面下，所述空气分布器上开设有供气体流出所述空气分布器的气体通道，所述气体通道的通流面积小于所述取样管的通流面积；
所述第三进气管的另一端连接有所述第一三通管件，所述第一三通管件上还连接有所述第一进气管的一端和所述第二进气管的一端，所述第二进气管上设置有第一关断器，
所述取样管的一端连接有所述第二三通管件，另一端延伸至所述反应罐内的液面之下，所述第二三通管件上连接有所述出样管，所述出样管上设置有第二关断器，
所述第二进气管的另一端连接有所述第二三通管件。
2.根据权利要求1所述的一种无菌取样装置，其特征在于：
所述第一关断器和所述第二关断器为自动执行阀门。
3.根据权利要求2所述的一种无菌取样装置，其特征在于：
所述第二关断器为可计量自动装置。
4.根据权利要求1所述的一种无菌取样装置，其特征在于：
所述出样管上具有加热装置。
5.根据权利要求1所述的一种无菌取样装置，其特征在于：
所述空气分布器为环形。
6.一种无菌取样装置，其特征在于，包括：
空气过滤器、出样管、第一进气管、第二进气管、第三进气管、取样管、第一三通管件、第二三通管件以及反应罐；
其中，所述反应罐上装设有所述第三进气管和所述取样管，所述第三进气管的一端连接有所述第一三通管件，所述第一三通管件上还连接有所述第一进气管的一端和所述第二进气管的一端，所述第二进气管上设置有第一关断器，
所述取样管的一端连接有所述第二三通管件，另一端延伸至所述反应罐内的液面之下，所述第二三通管件上连接有所述出样管，所述出样管上设置有所述第二关断器，所述第三进气管上设置有第三阀门；
所述第二进气管的另一端连接有所述第二三通管件。
7.根据权利要求6所述的一种无菌取样装置，其特征在于：
所述第一关断器和所述第二关断器为自动执行阀门。
8.根据权利要求7所述的一种无菌取样装置，其特征在于：
所述第二关断器为可计量自动装置。
9.一种多通道无菌取样器，其特征在于：包括至少两个如权利要求1-4中任一所述的无菌取样装置，所述无菌取样装置并联。
10.一种无菌取样方法，基于上述权利要求1-5中任意一项所述的无菌取样装置实施，所述反应罐内装有培养液，其特征在于，包括以下取样步骤：
步骤S100：在所述出样管的另一端安装取样瓶；
步骤S200：关闭所述第二关断器，打开所述第一关断器，所述经空气过滤器通入的无菌空气进入所述取样管，将所述取样管内的残液冲回所述反应罐内；
步骤S300：关闭所述第一关断器，打开所述第二关断器，依靠罐压，所述培养液经所述取样管和所述出样管压入所述取样瓶；
步骤S400：打开所述第一关断器，所述出样管内的残液会被吹入所述取样瓶中；
步骤S500：关闭所述第二关断器，依靠无菌空气将所述取样管中的残余培养液压入所述反应罐内；
步骤S600：关闭所述第一关断器，取样结束。
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