CN201272799Y - 一种生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种生物反应器，包括一个不锈钢材质的筛网过滤器，以及鼓泡器通气管，出料管。采用上述方案，本实用新型解决了生物反应器中的无泡通气技术和细胞截留的堵塞问题，可以长期使用，提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物工程中的生物反应器技术，尤其涉及的是，一种生物反应器的无泡通气及细胞截留一体化装置。
背景技术
生物反应器是生物工程中最重要的生产设备，利用生物反应器进行大规模的细胞培养或者微生物发酵来生产药物、生物制品、食品等产品。而在生物反应器的应用中，通气以及细胞截留是最重要的两个方面。通气是将压缩空气、氧气等气体通入到生物反应器的培养液中，以便于细胞或者微生物进行新陈代谢需要利用的大量的氧分子。细胞截留是在需要进行高密度细胞或者微生物培养时，将代谢废物从生物反应器中抽出，而细胞或者微生物依然保留在生物反应器的培养液中，再添加新的营养成份，这样才能实现细胞或者微生物的高密度培养。
如图1所示，目前大多数的在生物反应器104，采用的是通气技术为有泡通气，即通过鼓泡器通气管101直接将气体通入反应器的培养液103中，从而在生物反应器内产生大量的气泡102。
如图2所示，在生物反应器204的细胞截留方面，目前大多数生物反应器采用不锈钢筛网203进行细胞截留，通过出料管201将代谢废物排出，再补加新鲜培养液202到生物反应器中，从而导致生物反应器内地细胞从筛网外部向内部的单方向流动。
目前采用通气技术存在以下缺点：鼓泡器通气管在生物反应器内产生大量的气泡，气泡将会堵塞生物反应器的排气过滤器，造成生物反应器无法继续正常工作。因此一般在进行通气时添加消泡剂，以去除气泡。但是消泡剂是对细胞和微生物的生长有负面影响的试剂，会影响细胞和微生物的正常生长。
目前采用的细胞截留技术存在以下缺点：由于细胞截留时，液体的流动方向永远是由筛网外部朝内部流动，所以在生物反应器运行时间长了以后，筛网的小孔将被细胞堵住，而无法再继续运行细胞截留的工作。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种生物反应器，能够克服生物反应器使用中产生的气泡的影响，以及实现细胞的有效截留。
实现本实用新型目的的一种生物反应器，包括有罐体、筛网过滤器、鼓泡器通气管、出料管，筛网过滤器设置在罐体中，筛网过滤器形成筛网内空间，鼓泡器通气管的通气口设置在筛网内空间内、出料管的进料口设置在筛网内空间内。工作时，压缩气体通过在筛网内部的鼓泡器通气管产生气泡，但所产生的气泡大于筛网的孔径，只能在筛网内向上升直至最后破裂，压缩气体气泡上升过程中无法穿过筛网孔进入筛网外部的培养液中从而实现无泡通气。需要进行细胞截留工作时，在筛网内部使用出料管进行废液排出，液体由筛网外部朝内部流动，细胞截留在筛网的小孔外。由于通气时筛网内部将会产生有规律的压力高低变换，从而产生在液体由筛网内部向外部运动的反冲洗过程，将堵在小孔上的细胞推出，从而避免了细胞将筛网堵住，使得细胞截留的正常工作时间延长。
作为进一步具体化，生物反应器的筛网过滤器是不锈钢或者塑料，设有上顶面和下底面，保证通气管所通入的压缩空气不会从筛网的上部或下部逸出到生物反应器的其他液体中。
作为进一步具体化，生物反应器，其特征在于，不锈钢筛网横截面为圆形、三角形或多边形任意之一。
作为进一步具体化，生物反应器的不锈钢筛网的孔径为0.1—5000μm。
作为进一步具体化，生物反应器的筛网过滤器的上顶面和下底面为封闭。
本实用新型利用不锈钢筛网的微小孔径对气泡进行隔离实现无泡通气；同时利用不锈钢筛网无泡通气时的反冲洗使得截留在筛网的小孔上的细胞被冲开离开小孔，达到不堵塞的效果，可以很好的解决了生物反应器中遇到的气泡和长时间使用细胞截留造成堵塞的问题。本实用新型产品可以广泛地应用到利用生物反应器进行动物细胞培养或者微生物细胞培养生产的疫苗、蛋白药物等生物制品的生产领域。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1为现有技术的鼓泡器通气管通气示意图；
图2为现有技术的细胞截留造成堵塞示意图；
图3是本实用新型的一种实施方式的结构示意图；
图4是本实用新型筛网的另一种实施方式的结构示意图；
图5是本实用新型筛网的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
如图3所示，一种生物反应器，在生物反应器306内部设有不锈钢筛网过滤器305，不锈钢筛网的横截面为圆形，筛网的孔径为0.8μm。筛网过滤器305形成筛网内部空间，在筛网内部空间中设有鼓泡器通气管301的通气口，使用鼓泡器通气管对生物反应器通气；在筛网内部空间设有出料管302，使用出料管302进行废液排出。
如图4所示，筛网过滤器305横截面为三角形，筛网的小孔孔径为5000μm。如图5所示，筛网的小孔孔径为0.1μm。
细胞截留时，通过筛网内出料管，将筛网内部培养液抽出。由于可以选择筛网的孔径比生物反应器内培养的细胞小，因此，在抽出液体时，细胞将会被截留在筛网外部。从而达到细胞截留的效果。
通气时，压缩气体通过鼓泡器的通气管进入到不锈钢筛网内，气泡304在筛网内部上升到顶部后会自然破碎，由于筛网孔径较小，所以气泡不会穿过筛网进入筛网外部的培养液中303；而气体成份将溶解在不锈钢筛网内部的培养液中；筛网内部的培养液与外部的培养液进行渗透交换；气体中的成份将溶解到反应器中的培养液中。从而达到生物反应器无泡通气的效果。
同时，由于通气时，筛网内部液面上的压力由于筛网孔径较小的缘故，与筛网外部相比形成一定的压力差，推动液体从筛网内部向外部运动形成反冲洗，使得原来堵塞在筛网小孔上的细胞被推离小孔，从而避免了细胞将筛网堵住，使得细胞截留的正常工作时间更长。
如图4和图5所示，为本实用新型筛网的另一实施例，此筛网只是形式上的改变，任意具有本实用新型所述筛网结构均特征的均属于本实用新型保护范围内。
Claims (5)
1、一种生物反应器，包括有罐体、筛网过滤器、鼓泡器通气管、出料管，其特征在于，筛网过滤器设置在罐体中，筛网过滤器形成筛网内空间，鼓泡器通气管的通气口设置在筛网内空间内、出料管的进料口设置在筛网内空间内。
2、根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述筛网过滤器是不锈钢或者塑料，设有上顶面和下底面。
3、根据权利要求2所述的生物反应器，其特征在于，不锈钢筛网横截面为圆形、三角形或多边形任意之一。
4、根据权利要求3所述的生物反应器，其特征在于，不锈钢筛网的孔径为0.1—5000μm。
5、根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述筛网过滤器的上顶面和下底面为封闭。
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