CN1560222A - 一种耦合式生物反应器 - Google Patents

一种耦合式生物反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN1560222A
CN1560222A CNA2004100142278A CN200410014227A CN1560222A CN 1560222 A CN1560222 A CN 1560222A CN A2004100142278 A CNA2004100142278 A CN A2004100142278A CN 200410014227 A CN200410014227 A CN 200410014227A CN 1560222 A CN1560222 A CN 1560222A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bio
tank
stirring
reactor according
reaction system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004100142278A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1232631C (zh
Inventor
陶文沂
程龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN 200410014227 priority Critical patent/CN1232631C/zh
Publication of CN1560222A publication Critical patent/CN1560222A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1232631C publication Critical patent/CN1232631C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/08—Stirrer or mobile mixing elements with different stirrer shapes in one shaft or axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/18—Flow directing inserts
    • C12M27/24—Draft tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • C12M29/08—Air lift

Landscapes

  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

一种耦合式生物反应器，属于生物工程所用设备装置。本发明将搅拌式通气生物反应系统－气升式生物反应系统，或将两个搅拌式通气生物反应系统通过膜分隔，组成一个耦合生物反应器。它可以满足生物工程中特殊工艺的要求，为动植物细胞、微生物培养，为培养发酵过程中的物质萃取，为相关科学研究或工业规模生产提供了一种理想的生物工程设备装置。

Description

一种耦合式生物反应器
技术领域
本发明涉及一种耦合式生物反应器，属于生物工程所用设备装置。
背景技术
生物反应器，通常也称之为发酵罐，是生物工程中常用的一种反应装置。在动、植物的离体细胞培养和微生物培养过程中，我们需进行两种物种间相互关系的研究，或某些培养过程中会出现有毒有害代谢物(对于所培养的细胞来说)，或会出现产物抑制的情况，或根据需要进行连续或半连续培养，现有的所有生物反应器不能满足这种特殊工艺的要求。
发明内容
本发明的目的：是提供一种耦合式生物反应器，它能满足生物工程技术领域中某些特殊工艺的要求。
本发明技术方案：将搅拌式通气生物反应系统-气升式生物反应系统，或将两个搅拌式通气生物反应系统通过膜分隔，组成一个耦合式生物反应器。
本发明的有益效果：为研究两种生物(包括寄生、共生、病原生物与宿主)间的相互关系，它们之间的物质传递、信号传递、代谢调控等规律性或特异性关系而提供了合适的生物反应器；或通过双相培养，一种生物为另一种生物提供合适的生长条件，如前体、中间体、信号物质、激素等；或在一种生物的培养过程中，通过膜分隔的液-液分配萃取、介质吸附、层析分离等达到提取产物、消除某些产物抑制、清除有毒有害代谢物，实现特殊产物生产的连续化或半连续化的效果。
本发明在现今世界上尚无类似设计，其在结构和使用上有独特的原理，其使用领域为动、植物细胞和微生物培养，也可用作培养过程中的物质萃取。
附图说明
图1为搅拌式通气-气升式生物反应系统的耦合生物反应器正面剖视示意图。
图2为搅拌式通气-气升式生物反应系统的耦合生物反应器罐顶俯视示意图。
图3为搅拌式通气-搅拌式通气生物反应系统的耦合生物反应器正面剖视示意图。
图4为搅拌式通气-搅拌式通气生物反应系统的耦合生物反应器罐顶俯视示意图。
1、罐底，2、下密封圈，3、吊紧螺栓，4、罐体，5、腰箍，6、大容积部分，7、搅拌桨，8、搅拌轴，9、消泡桨，10、上密封圈，11、罐顶，12、电机，13、搅拌传动座，14、机械密封件，15、机座，16、蒸汽分布管，17、挡板，18、小容积部分，19、膜，20、取样放料口，21、过滤式取样口，22、罐顶开孔，23、搅拌孔，24、内套桶。
具体实施方式
其具体构造为由罐体4、罐顶11、罐底1三部分组成，罐体通过上密封圈10、下密封圈2分别和罐顶、罐底以吊紧螺栓3或焊接连接。
罐体为圆柱体或双圆柱并联体，由膜19垂直分隔成两部分，大容积部分6为搅拌式通气生物反应系统，小容积部分18为气升式生物反应系统或亦为搅拌式通气生物反应系统；搅拌式通气生物反应系统装有搅拌轴8，搅拌轴上装有连轴节、消泡桨9、搅拌桨7；罐体壁上装有4-12片挡板17，罐体内还装有蒸汽分布管16和/或空气或氧气分布管。
气升式生物反应系统，适用于植物或动物细胞(或组织)的培养，也可根据需要加入溶剂进行萃取等操作；搅拌式通气生物反应系统主要适用于微生物培养。
本生物反应器可在位或离位蒸汽灭菌。
罐顶上装有1-2套搅拌装置，供搅拌式通气生物反应系统配置，搅拌装置从上往下顺序装有电机12、搅拌传动座13、机械密封件14、机座15，搅拌传动座连接搅拌轴，也可采用下搅拌形式，罐顶上开有3-24个孔22。
罐底上对应于两个系统各装有1-2个取样放料口20、过滤式取样口21。
双圆柱并联体罐体则在其外壁增加2-6条腰箍5。
膜的安装，膜的四周装有夹条，垂直的两边通过夹条与罐体壁上垂直的两个固定装置连接，水平的两边通过密封条密封，罐体由膜垂直分隔成两个部分。两部分之间通过膜进行部分或全部物质的双向或单向交换。膜可以更换。
总容积为1L-150m3，径高比为1∶1.5-1∶6，小容积部分占总容积的10-50％，大容积部分占总容积的90-50％。
搅拌轴上所装搅拌桨为2-6档。
罐体材质：总容积1L-30L，所用材质为玻璃、无毒耐压高分子材料或不锈钢，总容积30L-150m3，所用材质为不锈钢。
罐顶上开孔，视搅拌装置的套数而定，设1-2个搅拌轴孔，其余视需要而定，在两部分系统的对应位置的罐顶上分别各设置进料口、补料口、消泡剂口、蒸汽分布管口、空气或氧气分布管口、压力表口、排气口、温度计口、pH电极口、溶氧电极口、传感器接口。
内置探头穿过传感器接口连接外设传感器，实现反应过程的自动记录和自动控制。
设计使用罐压为0-0.1MPa，最高安全使用罐压为0.15MPa。
膜的选择使用，控制通透活力，采用半透膜、单向膜或组合膜，以及根据物质选择性通透或吸附要求选择合适的介质材料。
总容积2.5m3-150m3时，罐顶增开1-2个人孔。

Claims (10)

1.一种生物反应器，其特征是将搅拌式通气生物反应系统-气升式生物反应系统，或将两个搅拌式通气生物反应系统通过膜分隔，组成一个耦合生物反应器，其具体构造为由罐体(4)、罐顶(11)、罐底(1)三部分组成，罐体通过上密封圈(10)、下密封圈(2)分别和罐顶、罐底以吊紧螺栓(3)或焊接连接；
罐体为圆柱体或双圆柱并联体，由膜(19)垂直分隔成两部分，大容积部分(6)为搅拌式通气生物反应系统，小容积部分(18)为气升式生物反应系统或亦为搅拌式通气生物反应系统；搅拌式通气生物反应系统装有搅拌轴(8)，搅拌轴上装有连轴节、消泡桨(9)、搅拌桨(7)；罐体壁上装有4-12片挡板(17)，罐体内还装有蒸汽分布管(16)和/或空气或氧气分布管；
罐顶上装有1-2套搅拌装置，供搅拌式通气生物反应系统配置，搅拌装置从上往下顺序装有电机(12)、搅拌传动座(13)、机械密封件(14)、机座(15)，搅拌传动座连接搅拌轴，也可采用下搅拌形式，罐顶上开有3-24个孔(22)；
罐底上对应于两个系统各装有1-2个取样放料口(20)、过滤式取样口(21)；
双圆柱并联体罐体则在其外壁增加2-6条腰箍(5)。
2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是膜的安装，膜的四周装有夹条，垂直的两边通过夹条与罐体壁上垂直的两个固定装置连接，水平的两边通过密封条密封，罐体由膜垂直分隔成两个部分，膜可以更换。
3.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是总容积为1L-150m3，径高比为1∶1.5-1∶6，小容积部分占总容积的10-50％，大容积部分占总容积的90-50％。
4.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是搅拌轴上所装搅拌桨为2-6档。
5.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是罐体材质：总容积1L-30L，所用材质为玻璃、无毒耐压高分子材料或不锈钢，总容积30L-150m3，所用材质为不锈钢。
6.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是罐顶上开孔，视搅拌装置的套数而定，设1-2个搅拌轴孔，其余视需要而定，在两部分系统的对应位置的罐顶上分别各设置进料口、补料口、消泡剂口、蒸汽分布管口、空气或氧气分布管口、压力表口、排气口、温度计口、pH电极口、溶氧电极口、传感器接口。
7.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是通过传感器接口连接传感器。
8.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是设计使用罐压为0-0.1MPa，最高安全使用罐压为0.15MPa。
9.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是膜的选择使用，控制通透活力，采用半透膜、单向膜或组合膜，以及根据物质选择性通透或吸附要求选择合适的介质材料。
10.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征是总容积2.5m3-150m3时，罐顶增开1-2个人孔。
CN 200410014227 2004-03-04 2004-03-04 一种耦合式生物反应器 Expired - Fee Related CN1232631C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410014227 CN1232631C (zh) 2004-03-04 2004-03-04 一种耦合式生物反应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200410014227 CN1232631C (zh) 2004-03-04 2004-03-04 一种耦合式生物反应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1560222A true CN1560222A (zh) 2005-01-05
CN1232631C CN1232631C (zh) 2005-12-21

Family

ID=34440267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200410014227 Expired - Fee Related CN1232631C (zh) 2004-03-04 2004-03-04 一种耦合式生物反应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1232631C (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1303200C (zh) * 2005-01-13 2007-03-07 上海交通大学 植物组织切割器外置型光生物反应器培养系统
CN1320097C (zh) * 2005-01-13 2007-06-06 上海交通大学 植物组织切割器内置型光生物反应器培养系统
CN101890301A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 南京工业大学 一种气升式膜过滤成套装置
CN101875926B (zh) * 2009-12-22 2011-12-28 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 一种液态纤维素酶的制备方法
CN102307984A (zh) * 2009-02-09 2012-01-04 英国龙沙生物医药股份有限公司 用于培养哺乳动物细胞的生物反应器
CN102586080A (zh) * 2012-01-31 2012-07-18 广西巨东种养集团有限公司 多功能发酵设备
CN103243021A (zh) * 2013-04-25 2013-08-14 浙江工商大学 一种反硝化型甲烷厌氧氧化反应器及其使用方法
CN107974399A (zh) * 2017-12-27 2018-05-01 北京科兴生物制品有限公司 一种细胞消化器
CN111635861A (zh) * 2020-06-30 2020-09-08 江南大学 一种用于动物细胞培养的气升式反应器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11299700B1 (en) 2021-02-19 2022-04-12 Acequia Biotechnology, Llc Bioreactor containers and methods of growing hairy roots using the same

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1320097C (zh) * 2005-01-13 2007-06-06 上海交通大学 植物组织切割器内置型光生物反应器培养系统
CN1303200C (zh) * 2005-01-13 2007-03-07 上海交通大学 植物组织切割器外置型光生物反应器培养系统
CN104726334A (zh) * 2009-02-09 2015-06-24 英国龙沙生物医药股份有限公司 用于培养哺乳动物细胞的生物反应器
US10883076B2 (en) 2009-02-09 2021-01-05 Lonza Biologies PLC Bioreactor for the cultivation of mammalian cells
CN102307984A (zh) * 2009-02-09 2012-01-04 英国龙沙生物医药股份有限公司 用于培养哺乳动物细胞的生物反应器
US10179898B2 (en) 2009-02-09 2019-01-15 Lonza Biologics Plc Bioreactor for the cultivation of mammalian cells
US9783771B2 (en) 2009-02-09 2017-10-10 Lonza Biologics Plc Three bioreactor system for the cultivation of mammalian cells
US9670446B2 (en) 2009-02-09 2017-06-06 Lonza Biologics Plc Bioreactor for the cultivation of mammalian cells
CN101875926B (zh) * 2009-12-22 2011-12-28 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 一种液态纤维素酶的制备方法
CN101890301A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 南京工业大学 一种气升式膜过滤成套装置
CN102586080B (zh) * 2012-01-31 2013-12-11 广西巨东种养集团有限公司 多功能发酵设备
CN102586080A (zh) * 2012-01-31 2012-07-18 广西巨东种养集团有限公司 多功能发酵设备
CN103243021A (zh) * 2013-04-25 2013-08-14 浙江工商大学 一种反硝化型甲烷厌氧氧化反应器及其使用方法
CN107974399A (zh) * 2017-12-27 2018-05-01 北京科兴生物制品有限公司 一种细胞消化器
CN111635861A (zh) * 2020-06-30 2020-09-08 江南大学 一种用于动物细胞培养的气升式反应器

Also Published As

Publication number Publication date
CN1232631C (zh) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1232631C (zh) 一种耦合式生物反应器
US6245555B1 (en) Method and apparatus for aseptic growth or processing of biomass
EP0353893B1 (en) Cell culture bioreactor
Nagashima et al. Continuous ethanol fermentation using immobilized yeast cells
US4413058A (en) Continuous production of ethanol by use of flocculent zymomonas mobilis
CN1946835A (zh) 搅拌罐反应器系统
CN101555455A (zh) 一种微藻的培养/收获方法和系统
Arcuri et al. Ethanol production by immobilized cells of Zymomonas mobilis
CN201915101U (zh) 一种动物细胞培养生物反应器
CN101358169B (zh) 一种新型发酵罐
CN201272805Y (zh) 一种新型发酵罐
CN2682083Y (zh) 一种耦合式生物反应器
CN1958779A (zh) 一种固态发酵装置
CN208857315U (zh) 一种植物细胞和器官液体培养袋
CN101182454A (zh) 一种内外双循环的生物反应器
CN102492614A (zh) 一种用于固液分相微生物发酵方法
CN211005335U (zh) 一种用于微生物的发酵装置
CN108424855A (zh) 一种植物细胞、器官液体培养装置
CN213922447U (zh) 一种生物肥料用储存罐
CN212800325U (zh) 基于红外测温的生物发酵反应器
CN208857314U (zh) 一种植物细胞、器官液体培养装置
CN110747104B (zh) 一种连续原位分离装置
Jin et al. The influence of geometry on hydrodynamic and mass transfer characteristics in an external airlift reactor for the cultivation of filamentous fungi
CN201148433Y (zh) 一种沉浸式膜生物反应器
CN207276615U (zh) 一种管式光合生物反应器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20051221