CN114703040B - 一种生物反应培养用液体过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物制药技术领域，具体公开了一种生物反应培养用液体过滤装置，包括箱体和箱盖，箱体内分别设有蓄电区、培养区、循环区和分离区；培养区包括培养桶、培养桶的顶端安装有用于混合液体的搅拌组件，培养桶的底端设有出水口，吹水口内设有过滤网；分离区包括分离桶，分离桶的两端分别设有进液口和出液口；循环区包括动力组件和工作组件，工作组件包括套筒和滑杆，滑杆在套筒内的端部固接有密封环，动力组件用于驱动滑杆在套筒内上下移动，套筒底端两侧分别固接有反向设置的单向阀，朝向套筒内腔的单向阀与出水口连通，另一个单向阀与进液口连通，解决了传统的生物制药过程中对微生物进行提纯时需要定时分分批次提取，工作量大的问题。

Description

一种生物反应培养用液体过滤装置

技术领域

本申请涉及生物制药技术领域，具体公开了一种生物反应培养用液体过滤装置。

背景技术

生物制药是运用微生物学、生物学、医学、生物化学等技术手段，从生物体、生物组织、细胞、器官中提取有用的材料，并按照一定的原理和方法制造的一种药品，而在进行微生物制药时，需要对所提取的微生物进行培养后才能对其进行利用；

在微生物培养的过程中，需要对其培养时配置的培养基体提前提供营养液、培养液，也可在其培养的过程中不断连续的提供适量的培养液，而在微生物培养的过程中，微生物也会自主的进行新陈代谢，在进行新陈代谢的过程中，也会产生废液，而废液与培养液的混合所产生的液体在微生物提取时会造成阻碍，因此需要对液体进行过滤，对微生物进行提纯；

现有技术中，对于微生物的提纯方法所需采用的方法为离心法，需要分批次将微生物以及液体存储进试管或工具内，通过高速旋转来分离微生物以及液体，但是对于此方法，在高速运动中可能会导致微生物的破损，需要等待微生物培养到一定期限内才能分批次分离，且该过程需要先通过人工手动收集微生物及所处环境中的液体，在大量制取时工作量大；

因此，发明人有鉴于此，提供了一种生物反应培养用液体过滤装置，以便解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决传统的生物制药过程中对微生物进行提纯时需要定时分分批次提取，工作量大的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种生物反应培养用液体过滤装置，包括箱体和与箱体顶端滑动连接的箱盖，箱体内分别设有蓄电区、培养区、循环区和分离区；

培养区包括可拆卸连接在箱体内的培养桶、培养桶的顶端可拆卸连接有用于混合液体的搅拌组件，搅拌组件包括可拆卸连接在培养桶顶端的转接板、转动连接在转接板上的从动杆和固接在从动杆位于转接板下方一段并用于搅拌微生物的混合器，从动杆位于转接板上方一段同轴连接有从动链轮，培养桶的底端设有出水口，出水口内设有过滤网，培养桶内还设有导流板和贯穿导流板的导流口，导流板末端设有与导流口连通并正对过滤网的喷头；

分离区包括分离桶，分离桶的两端分别设有进液口和出液口；

循环区包括动力组件和工作组件，工作组件包括套筒和与套筒滑动连接的滑杆，滑杆滑动连接在套筒内的端部固接有密封环，套筒底端两侧分别固接有反向设置的单向阀，朝向套筒内腔的单向阀与培养桶的出水口连通，朝向套筒外的单向阀与进液口连通；

动力组件包括一端与滑杆顶端转动连接的从动连杆和与从动连杆另一端转动连接的主动连杆；

箱体内还设有驱动电机，驱动电机的输出轴同轴连接有主动链轮，主动链轮与从动链轮之间啮合有链条，驱动电机的输出轴还同轴连接有主动锥齿轮，主动锥齿轮啮合有从动锥齿轮，箱体内壁还转动连接有分别与从动锥齿轮和主动连接固接的转杆，转杆上还分别同轴连接有主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间啮合有传动带；

蓄电区包括用于驱动驱动电机的蓄电池。

进一步，所述蓄电区、培养区、循环区以及分离区之间均由隔板分离。

进一步，所述蓄电区包括蓄电室，蓄电室内堆叠有若干蓄电池，蓄电室与箱体上均设有与蓄电池电连接的充电口。

进一步，分离桶的出液口处固接有限流阀，分离桶内周向设有闭合的凸台，凸台朝向进液口一侧可拆卸连接有斜架，斜架的自由端固接有圆盘，圆盘与凸台之间均固接有若干细网。

进一步，所述分离桶包括相互可拆卸连接的滤渣桶和集液桶，进液口设于滤渣桶的端部，出液口设于集液桶的端部，凸台设于滤渣桶内。

进一步，所述圆盘朝向进液口一端还转动连接有分流器。

进一步，所述循环区内包括至少两组套筒和与套筒滑动连接的滑杆，套筒底端两侧均分别固接有反向设置的单向阀；

至少一组套筒和单向阀内朝向套筒内腔的单向阀与培养桶的出水口连通，朝向套筒外的单向阀与进液口连通；

至少一组套筒和单向阀内朝向套筒内腔的单向阀与出液口连通，朝向套筒外的单向阀与培养桶内腔连通。

本基础方案的原理及效果在于：

1.本发明的基本原理为：将微生物置于箱体内培养区的培养桶内进行培养，在培养的过程中可加入微生物所需的元素，通过液体元素的方式，而微生物在培养的过程中也会代谢产生废物，排入液体内，此时，可通过循环区内的套筒连通培养桶底端的出水口，滑杆在运动时，套筒上安装的单向阀会将培养桶内的液体通过过滤网过滤后吸入，并且通过套筒泵入至分离区的分离桶内，由分离桶收集分离出的液体，即无微生物的液体，也可称为培养液，而培养区内则存留着浓缩的微生物，使微生物纯化，蓄电区为动力组件提供动力，且可通过滑杆持续上下往复运动持续过滤，解决了传统的生物制药过程中对微生物进行提纯时需要定时分分批次提取，工作量大的问题。

2.本发明优选的，可通过隔板分隔出蓄电区、培养区、分离区以及循环区，通过隔板可将各个区域隔开，各个区域在相互配合时又能具备单独的空间，防止在液体由泵吸入的过程中泄漏而导致箱体内各个区域积水。

3.本发明优选的，可采用若干蓄电池堆叠而成的蓄电室，且蓄电室能够充电使用，也可不充电使用，且能在充电使用时，若出现断电情况，可通过蓄电池自主供电。

4.本发明优选的，可在培养桶内安装一个混合器，混合器可在进行过滤时混合培养桶内的微生物与剩余的液体，当泵从出水口吸出液体时，微生物会因泵提供的吸力而堆积在过滤网上，此时混合器在混合的同时，能将过滤网上的微生物带起，防止微生物堵塞过滤网。

5.本发明优选的，分离桶内安装有二次过滤组件，且分离桶两端的进液口和出液口可以配合泵的使用，泵从出液口吸入的液体将通过进液口排入至分离桶内，进入分离桶内的液体将经过斜架上的细网进行二次过滤，进行二次过滤的液体将流入至斜架后方存储，出液口上安装有限流阀，可随时控制出液口的开闭，以提取经过二次过滤的液体。

6.本发明优选的，分离桶采用两段式设计，通过相互可拆卸的滤渣桶和集液桶，可以将二次过滤后的液体单独存储在集液桶内，而过滤出的微生物均保留在滤渣桶内，方便液体的收集，也便于微生物的单独收集。

7.本发明优选的，可通过动力组件和工作组件共同组成循环区，此时泵由套筒和滑杆的组合代替，通过动力组件内的主动连杆和从动连杆的配合，并配合滑杆来共同组成一组曲柄滑块机构，通过主动连杆的转动带动从动连杆转动，进而带动滑杆上下移动，在滑杆移动的过程中，即可配合套筒内的密闭空腔达到吸取液体和排出液体的动作，且可采用两组不同连接方式的套筒和滑杆，可以将分离桶内的液体再次抽回培养桶内，反复过滤，提纯。

8.本发明通过驱动电机的驱动实现全自动化，在微生物进行完培养，繁衍的过程后，可通过套筒及滑杆的作用来自主达到吸取培养桶内液体的目的，在使用套筒及滑杆时，因主动连杆带动的关系，滑杆整体的移动速度均匀缓慢，不会对微生物造成过大损伤，且可通过连杆不停的转动而连续提取，解决了传统的生物制药过程中对微生物进行提纯时需要定时分分批次提取，工作量大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的整体的示意图；

图2示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的培养桶的示意图；

图3示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的循环区的示意图；

图4示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的驱动电机的示意图；

图5示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的循环区的示意图；

图6示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的分离区的示意图；

图7示出了本申请实施例提出的一种生物反应培养用液体过滤装置的循环区的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、箱盖2、培养桶3、混合器4、吹液板5、导流板6、从动链轮7、主动链轮8、动力室9、套筒10、滑杆11、分离室12、蓄电池13、驱动电机14、从动杆15、导流口16、搅拌触点17、喷导管18、喷头19、过滤网20、密封环21、单向阀22、隔板23、从动连杆24、主动连杆25、主动轮26、滤渣桶27、集液桶28、斜架29、分流器30。

一种生物反应培养用液体过滤装置，实施例如图1所示，包括一个呈矩形的无菌的箱体1，箱体1内开有用于安装过滤工具及培养工具的空腔，箱体1的顶端安装有一块箱盖2，箱体1的顶端开有一个用于安装箱盖2的开口，箱盖2两侧一体成型有导向块，开口的两侧内壁则开有分别可容导向块在内滑动的导向槽，箱体1的内部主要分为四个区域，分别为：蓄电区、培养区、循环区和分离区，箱体1内还安装有若干紫外线灯，各个区域所行使功能不同，其中，蓄电区主要为箱体1内部的用电器供电，并保证箱体1内的紫外线灯正常工作，培养区用于实行微生物培养过程，循环区包括两个功能，其一是用于将培养区中所产生以及所使用的液体经过培养区底部的工具进行初步分离并抽离并排入至分离区内，液体在分离区内经过二次过滤后再由循环区泵入至培养区内，进行液体的循环并与循环区内残留的微生物进行混合，再次重复过过程，多次过滤；

如图5所示，蓄电区包括一个由三块隔离板拼接而成的蓄电室和安装在蓄电室内的若干块堆叠的蓄电池13，蓄电室的顶端卡接有一块密封板，蓄电室安装在箱体1内的一侧贴近箱壁处，且蓄电室与箱体1上均开有一个与蓄电池13电连接的充电口；

如图2所示，培养区包括一个培养桶3、一个安装在培养桶3内的混合器4和一个安装在培养桶3底端的过滤网20，培养桶3通过安装在箱体1内底端的支撑座安装在箱体1内的，培养桶3的底端开有一个排水口，排水口的内底面安装由一块隔板23，隔板23上则安装由一块呈十字交错形的支撑架，过滤网20安装在支撑架上，培养桶3的顶端内侧还焊接有一块导流板6，导流板6的顶端开有一个导流口16，导流板6的两端则分别连通有一块吹液板5，吹液板5分别焊接在培养桶3内的内壁上，且吹液板5的自由端分别安装在过滤网20的两侧，吹液板5的两端分别连通有一个导流管，导流管的末端分别安装有一个喷头19，液体可由导流口16流入导流板6内，进而通过吹液板5从喷头19流出，排至过滤网20的上方，在同培养桶3内的液体再次混合时也能吹散附着在过滤网20上的微生物；

如图2所示，培养桶3内的混合器4则通过一块安装在培养桶3顶端的转接板安装在培养桶3内，混合器4的顶端焊接有一根从动杆15，转接板内开有一个可容从动杆15在内转动的转孔，从动杆15位于转接板顶端一段安装有一个从动链轮7，混合器4整体呈桶装，但是混合器4的侧壁上开有若干混流孔，且混合器4的内壁和混合起的底端均一体成型有若干搅拌触点17，搅拌触点17不相互接触也不会与培养桶3的内壁接触；

如图6所示，分离区包括一个由两块隔离板拼接而成的分离室12，分离室12安装在箱体1的底端贴近蓄电室的侧面，因此两块隔离板配合蓄电室的隔离板即可完成分离室12的拼接要求，分离室12的顶端也卡接有一块分离板，分离板上分别开有一个进液口和一个出液口，出液口处安装有限流阀，分离室12内一体成型有一组垫块，分离室12通过若干垫块的配合安装有一个分离桶，分离桶采用可拆卸式设计，包括一个滤渣桶27和一个集液桶28，滤渣桶27和集液桶28的开口外壁均一体成型有密封环21，两块密封环21科通过螺栓固定在一起，且滤渣桶27和集液桶28均采用透明材料制成，本实施例中所使用的透明材料为硬质橡胶，且滤渣桶27和集液桶28的端部均开有通孔，滤渣桶27端部的通孔与进液口连通，集液桶28端部的通孔与出液口连通，且滤渣桶27开口处的内壁一体成型有一圈闭合的凸台，凸台朝向滤渣桶27内部一侧安装有一个斜架29，斜架29的端部安装在一块圆盘上，圆盘与滤渣桶27的通孔处相对应，圆盘朝向通孔一侧还安装有一个可转动的分流器30，斜架29上则安装有若干块细网，液体可通过进液口流入至分离桶内，再由出液口从分离桶内排出，而流入分离桶内的液体会首先流经分流器30，经过分流器30的传递流通的液体会与不同的细网接触，并由细网进行过滤，将液体内附着的微生物经过细网进行二次过滤再排入至后方的集液桶28内，再由集液桶28通过出液口进行排出；

如图3所示，循环区内包括两部分组件，分别为动力组件和工作组件，箱体1内通过四块隔板23的拼接形成有一个动力室9，动力组件安装在动力室9内，动力组件包括三根分别安装在动力室9内且在同一水平线上的转杆、安装在最左侧转杆上的主动轮26和分别安装在另外两个转杆上的从动轮，两个从动轮和主动轮26均分别等径，且主动轮26与最末端的从动轮之间啮合有传动带，当然，中间的从动轮也与传动带啮合，当主动轮26转动时，两个从动轮通过传动带的啮合关系也会发生转动，且两个从动轮的转动方向还与从动轮的转动方向相同，且动力室9外侧的个隔板23上还分别相对与三根转杆开有可容转杆支出并转动的转孔，安装从动轮的转杆支出隔板23的一段均安装有一个主动连杆25；

循环区内的工作组件包括两个部分，其一为与分离区的进液口连通的吸入工具，其二为与分离区的出液口连通的出液工具，吸入工具与出液工具均由一个套筒10和一根滑杆11组成，套筒10的顶端开有一个可容滑杆11滑动的滑道，滑杆11滑动在套筒10内的端部则一体成型有一个可与套筒10内壁相贴的密封环21，而密封环21的外壁还粘接有密封垫圈，通过密封垫圈能保证当滑杆11在套筒10内滑动时，滑杆11下方的液体不会通过密封环21排出至滑杆11上方的套筒10内，滑杆11支出套筒10的顶端还安装有一根从动连杆24，从动连杆24与主动连杆25相连，从动连杆24与主动连杆25的连接端均可绕所连接的位置发生转动，且箱体1内还相对于滑杆11的两侧分别安装有一块挡板，且吸入工具和出液工具在安装时，其中一个滑杆11的位置需要至于套筒10的底端，另一个滑杆11的位置需要至于套筒10的顶端；

如图7所示，吸入工具和出液工具的套筒10底端两侧均分别安装有一个单向阀22，两个单向阀22反向安装，分别实现两个不同的功能，其中一个单向阀22可在滑杆11向上运动时将液体吸入至套筒10内部，另一个单向阀22可在滑杆11向下运动时将液体从套筒10内部排出；

如图7所示，吸入工具内，可将液体吸入至套筒10内的单向阀22与培养桶3底端的排水口相连通，可将液体排出至套筒10外的单向阀22与分离室12的进液口连通，当滑杆11向上移动时，可将培养桶3内的液体通过过滤网20进行过滤后由排水口流入至套筒10内，然后在滑杆11向下移动的过程中，液体会从套筒10内排出并通过进液口流入至滤渣桶27内进行二次过滤；

出液工具内，可将液体吸入至套筒10内的单向阀22与分离室12的出液口相连通，可将液体排出至套筒10外的单向阀22与培养桶3顶端的导流板6上的导流口16相连通，当滑杆11向上移动时，可将集液桶28内经过二次过滤的液体吸出至套筒10内，在滑杆11下移的过程中排入至培养桶3内再进行重复过滤，实现液体的循环并且能在循环的过程中得到较为纯净的液体；

本发明还在培养箱的箱盖2底面安装由紫外线灯，同时在分离室12内液安装由紫外线灯，箱盖2的两侧安装由分别与紫外线灯两级电连接的导电片，导向槽内也安装由导电片，两组导电片可相互接触并产生电流的传递，培养箱内还铺设有与蓄电池13电连接并用于给紫外线灯供电的电路网，且密封板上方还安装由一个驱动电机14，驱动电机14的输出轴上同轴连接有一个主动链轮8，主轮链轮与从动链轮7通过链条传动，驱动电机14的输出轴的顶端还安装有一个主动锥齿轮，从动轮上的转杆支出动力室9的一端安装有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。

本发明使用时，驱动电机14的转动能通过主动锥齿轮和主动链轮8分别带动从动锥齿轮和从动链轮7转动，继而分别带动主动连杆25和转杆转动，主动连杆25转动时即可带动滑杆11在套筒10内上下滑动，而转杆转动则能带动混合器4在培养桶3内转动，其中，吸入工具在工作时可将培养桶3内的液体通过过滤网20进行过滤后由排水口流入至套筒10内，然后在滑杆11向下移动的过程中，液体会从套筒10内排出并通过进液口流入至滤渣桶27内进行二次过滤，而出液工具在工作时可将集液桶28内经过二次过滤的液体吸出至套筒10内，在滑杆11下移的过程中排入至培养桶3内再进行重复过滤，实现液体的循环并且能在循环的过程中得到较为纯净的液体，在重复过滤的过程中，液体会由导流板6流入至喷头19内，由喷头19将液体喷至过滤网20上，吹散过滤网20上的微生物，其次混合器4在搅拌过程中也能分散微生物，当不再需要重复过滤后，即可关闭限流阀，分离出液工具，即可只进行单次过滤，此时即可在集液桶28内收集纯粹的液体。

本发明通过驱动电机的驱动实现全自动化，在微生物进行完培养，繁衍的过程后，可通过套筒及滑杆的作用来自主达到吸取培养桶内液体的目的，在使用套筒及滑杆时，因主动连杆带动的关系，滑杆整体的移动速度均匀缓慢，不会对微生物造成过大损伤，且可通过连杆不停的转动而连续提取，解决了传统的生物制药过程中对微生物进行提纯时需要定时分分批次提取，工作量大的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，包括箱体和与箱体顶端滑动连接的箱盖，箱体内分别设有蓄电区、培养区、循环区和分离区；

培养区包括可拆卸连接在箱体内的培养桶、培养桶的顶端可拆卸连接有用于混合液体的搅拌组件，搅拌组件包括可拆卸连接在培养桶顶端的转接板、转动连接在转接板上的从动杆和固接在从动杆位于转接板下方一段并用于搅拌微生物的混合器，从动杆位于转接板上方一段同轴连接有从动链轮，培养桶的底端设有出水口，出水口内设有过滤网，培养桶内还设有导流板和贯穿导流板的导流口，导流板末端设有与导流口连通并正对过滤网的喷头；

分离区包括分离桶，分离桶的两端分别设有进液口和出液口；

循环区包括动力组件和工作组件，工作组件包括套筒和与套筒滑动连接的滑杆，滑杆滑动连接在套筒内的端部固接有密封环，套筒底端两侧分别固接有反向设置的单向阀，朝向套筒内腔的单向阀与培养桶的出水口连通，朝向套筒外的单向阀与进液口连通；

动力组件包括一端与滑杆顶端转动连接的从动连杆和与从动连杆另一端转动连接的主动连杆；

箱体内还设有驱动电机，驱动电机的输出轴同轴连接有主动链轮，主动链轮与从动链轮之间啮合有链条，驱动电机的输出轴还同轴连接有主动锥齿轮，主动锥齿轮啮合有从动锥齿轮，箱体内壁还转动连接有分别与从动锥齿轮和主动连接固接的转杆，转杆上还分别同轴连接有主动轮和从动轮，主动轮和从动轮之间啮合有传动带；

蓄电区包括用于驱动驱动电机的蓄电池。

2.根据权利要求1所述的一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，所述蓄电区、培养区、循环区以及分离区之间均由隔板分离。

3.根据权利要求1所述的一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，所述蓄电区包括蓄电室，蓄电室内堆叠有若干蓄电池，蓄电室与箱体上均设有与蓄电池电连接的充电口。

4.根据权利要求1所述的一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，所述分离桶的出液口处固接有限流阀，分离桶内周向设有闭合的凸台，凸台朝向进液口一侧可拆卸连接有斜架，斜架的自由端固接有圆盘，圆盘与凸台之间均固接有若干细网。

5.根据权利要求4所述的一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，所述分离桶包括相互可拆卸连接的滤渣桶和集液桶，进液口设于滤渣桶的端部，出液口设于集液桶的端部，凸台设于滤渣桶内。

6.根据权利要求4所述的一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，所述圆盘朝向进液口一端还转动连接有分流器。

7.根据权利要求4至6任一所述的一种生物反应培养用液体过滤装置，其特征在于，所述循环区内包括至少两组套筒和与套筒滑动连接的滑杆，套筒底端两侧均分别固接有反向设置的单向阀；

至少一组套筒和单向阀内朝向套筒内腔的单向阀与培养桶的出水口连通，朝向套筒外的单向阀与进液口连通；

至少一组套筒和单向阀内朝向套筒内腔的单向阀与出液口连通，朝向套筒外的单向阀与培养桶内腔连通。

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