CN201762330U - 一种动物细胞培养生物反应器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种动物细胞培养生物反应器，用以提供一种具有良好的密封性的动物细胞培养生物反应器。该动物细胞培养生物反应器，包括罐体，还包括：罐内搅拌轴，设置于所述罐体的罐底的内表面上；用于利用磁力作用驱动所述罐内搅拌轴转动的磁力驱动装置，设置于所述罐底的外表面上。该动物细胞培养生物反应器与外界完全隔离，不产生泄露，具有良好的密封性，解决了细胞培养的泄露和染菌问题。

Description

一种动物细胞培养生物反应器
技术领域
本实用新型涉及生物技术领域，特别涉及一种动物细胞培养生物反应器。
背景技术
生物反应器，指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，它是生物反应过程中的关键设备。从生物反应过程说，专为动物细胞大量培养用的生物反应器，称为动物细胞培养生物反应器。动物细胞培养生物反应器，由于为细胞生长提供了一个适宜、可控的生长环境，并能够扩大生产规模，符合上述产品生产要求，使动物细胞工业化大规模培养成为可能。因此，动物细胞培养生物反应器的应用，在生物产品生产上具有很大的优越性，能够持续提高生产力，进而降低成本，增强竞争力。动物细胞培养生物反应器是动物细胞体外大规模培养时，整个培养过程的关键设备，动物细胞培养技术能否大规模工业化、商业化，关键在于能否设计出合适的动物细胞培养生物反应器。
罐体是动物细胞培养生物反应器中最重要的组成部分之一。现有罐体的罐底常设置机械搅拌装置，通过机械搅拌装置的作用使罐内的细胞和养分在培养液中均匀分布，使养分充分被细胞利用，并增大气液接触面，有利于氧的传递，可获得良好的混合和传质效果。机械搅拌的作用可使进入罐内的空气很好地获得破碎和分布，以增加罐内气液接触面积而有利于氧的传递和发酵液的混合。但是这种机械搅拌装置与罐体之间采用机械密封，动物细胞培养生物反应器与外界不能完全密封，不能保证动物细胞培养生物反应器长时间无菌运行。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种动物细胞培养生物反应器，用以提供一种具有良好的密封性的动物细胞培养生物反应器。
本实用新型实施例提供一种动物细胞培养生物反应器，包括罐体，还包括：
罐内搅拌轴，设置于所述罐体的罐底的内表面上；
用于利用磁力作用驱动所述罐内搅拌轴转动的磁力驱动装置，设置于所述罐底的外表面上。
所述罐内搅拌轴的接触培养物的表面的粗燥度小于或等于0.4μm。
所述的动物细胞培养生物反应器，还包括：
与所述罐体连接的辅助器件；
所述辅助器件包括机械搅拌装置、挡板、不锈钢隔膜式罐底阀、称重模块、360度旋转清洗球、气体除菌过滤器、隔膜式压力表、压力传感器、温度传感器、无菌取样阀、酸碱度探头、溶氧探头、视镜、视景灯和安全阀中的任一个器件或多个器件。
所述罐体为圆柱形罐体；
所述圆柱形罐体的内高度与内直径的比例大于或等于1∶1且小于或等于2.5∶1。
所述罐体的容积大于或等于100升且小于或等于10000升。
所述罐体的内表面的粗糙度小于0.4μm；和/或
所述罐体的外表面的粗糙度小于0.8μm。
所述罐体的上端开口设置有蝶形封头，所述蝶形封头上设置有法兰罐盖；或
所述罐体的上端开口设置有法兰罐盖；或
所述罐体的罐底设置有蝶形封头。
所述罐体的顶部设置有至少六只工艺管口；和/或
所述罐体的腰部设置有至少五只工艺管口。
所述罐体包括容器筒体、夹套筒体和保温筒体；
其中，所述容器筒体套于所述夹套筒体内，所述夹套筒体套于所述保温筒体内，且所述夹套筒体设置有至少一只用于进水至所述夹套筒体与所述容器筒体之间空隙的工艺管口和至少一只用于排水的工艺管口。
所述工艺管口的高度小于70毫米。
本实用新型实施例提供的动物细胞培养生物反应器，采用磁力搅拌系统，使得动物细胞培养生物反应器与外界完全隔离，不产生泄露，具有良好的密封性，解决了动物细胞培养的泄露和染菌问题。另外，罐体的特定径高比能增加大气液接触面积，提高空气利用率、传质效果和传热效果，同时，内、外表面特定的粗糙度也有利于灭菌彻底，降低动物细胞被污染的可能性，从而为实现良好的动物细胞培养奠定了基础。
附图说明
图1A为本实用新型实施例第一种动物细胞培养生物反应器的正视图；
图1B为图1A所示动物细胞培养生物反应器的俯视图；
图1C为图1A所示动物细胞培养生物反应器的仰视图；
图2为本实用新型实施例第二种动物细胞培养生物反应器的正视图；
图3A为本实用新型实施例第三种动物细胞培养生物反应器的正视图；
图3B为图3A所示动物细胞培养生物反应器的俯视图；
图4A为本实用新型实施例第四种动物细胞培养生物反应器的正视图；
图4B为图4A所示动物细胞培养生物反应器的俯视图；
图5A为本实用新型实施例第五种生物反应器的正视图；
图5B为图5A所示生物反应器的俯视图。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种动物细胞培养生物反应器。
如图1A、1B和1C所示，本实用新型实施例提供的一种动物细胞培养生物反应器，包括罐体11，还包括：
罐内搅拌轴121，设置于罐体11的罐底的内表面上；
用于利用磁力作用驱动罐内搅拌轴121转动的磁力驱动装置122，设置于罐底的外表面上。
可将罐内搅拌轴121和磁力驱动装置122统称为磁力搅拌系统。
比如，罐内搅拌轴121通过连接件固定连接于罐底的内表面上；磁力驱动装置122通过连接件固定连接于罐底的外表面上，其位置与罐内搅拌轴121对应；磁力驱动装置122利用磁力作用驱动罐内搅拌轴121转动，罐内搅拌轴121上可以安装桨叶搅拌器或者叶轮搅拌器等形式的搅拌器，搅拌器在罐内搅拌轴121的带动下搅拌罐内的培养物。
磁力驱动装置122与罐内搅拌轴121采用磁力传动，使得动物细胞培养生物反应器与外界完全隔离，不产生泄露，具有良好的密封性，解决了细胞培养的泄露和染菌问题。
其中，罐内搅拌轴121的接触培养物的表面的粗燥度小于或等于0.4μm。
上述动物细胞培养生物反应器还包括：
与罐体11连接的辅助器件；其中，辅助器件包括机械搅拌装置、挡板、不锈钢隔膜式罐底阀、称重模块、360度旋转清洗球、气体除菌过滤器、隔膜式压力表、压力传感器、温度传感器、无菌取样阀、酸碱度探头、溶氧探头、视镜、视景灯和安全阀中的任一个器件或多个器件。以上各器件的具体设置位置可以根据需要来定。比如，挡板垂直地固定于罐体11的内壁上，机械搅拌装置设置于罐体11的顶端。
另外，罐体11可为圆柱形罐体；此时，圆柱形罐体的内高度与内直径的比例大于或等于1∶1且小于或等于2.5∶1。
培养动物细胞过程对培养环境有较高的要求，对动物细胞培养生物反应器的各结构参数要求都比较精细。实验证明，当罐体11的内高度h与内直径d的比例介于1∶1和2.5∶1之间时，能增加大气液接触面积，提高空气利用率、传质效果和传热效果，为实现良好的动物细胞培养奠定了基础。
罐体11的容积大于或等于100升且小于或等于10000升。
罐体11的内表面的粗糙度小于0.4μm；和/或罐体11的外表面的粗糙度小于0.8μm。罐体11的内、外表面粗糙度符合上述条件时，能使罐体11易于清洁，利于灭菌彻底，降低动物细胞被污染的可能性。
如图2所示，罐体11的上端开口还可以设置有法兰罐盖17。罐体11的上端开口还可设置有蝶形封头，蝶形封头上还可以设置有法兰罐盖。罐体的罐底还可以设置有蝶形封头。
如图3A-3B所示，罐体11的顶端可以设置有至少六只工艺管口171。如图4A-4B所示，罐体11的腰部可设置有至少五只工艺管口111。
罐体11的设计压力大于或等于0.27兆帕，工作压力大于或等于0.25兆帕。
如图5A-5B所示，罐体11可包括容器筒体112、夹套筒体113和保温筒体114；
其中，容器筒体112套于夹套筒体113内，夹套筒体113套于保温筒体114内，且夹套筒体113设置有至少一只用于进水至夹套筒体113与容器筒体112之间空隙的工艺管口1131和至少一只用于排水的工艺管口1132。
上述工艺管口(171、111、1131和1132)的高度小于70毫米。
另外，罐体11接触培养物的内表面(罐体内胆、工艺接口、卡盘、罐底阀、搅拌轴和过滤器)采用316L不锈钢，其余部分采用304不锈钢，这样有利于灭菌彻底，降低动物细胞被污染的可能性。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动物细胞培养生物反应器，包括罐体，其特征在于，还包括：
罐内搅拌轴，设置于所述罐体的罐底的内表面上；
用于利用磁力作用驱动所述罐内搅拌轴转动的磁力驱动装置，设置于所述罐底的外表面上。
2.如权利要求1所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐内搅拌轴的接触培养物的表面的粗燥度小于或等于0.4μm。
3.如权利要求1或2所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，还包括：
与所述罐体连接的辅助器件；
所述辅助器件包括机械搅拌装置、挡板、不锈钢隔膜式罐底阀、称重模块、360度旋转清洗球、气体除菌过滤器、隔膜式压力表、压力传感器、温度传感器、无菌取样阀、酸碱度探头、溶氧探头、视镜、视景灯和安全阀中的任一个器件或多个器件。
4.如权利要求1所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐体为圆柱形罐体；
所述圆柱形罐体的内高度与内直径的比例大于或等于1∶1且小于或等于2.5∶1。
5.如权利要求1或4所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐体的容积大于或等于100升且小于或等于10000升。
6.如权利要求1或4所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐体的内表面的粗糙度小于0.4μm；和/或
所述罐体的外表面的粗糙度小于0.8μm。
7.如权利要求1所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐体的上端开口设置有蝶形封头，所述蝶形封头上设置有法兰罐盖；或
所述罐体的上端开口设置有法兰罐盖；或
所述罐体的罐底设置有蝾形封头。
8.如权利要求1所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐体的顶部设置有至少六只工艺管口；和/或
所述罐体的腰部设置有至少五只工艺管口。
9.如权利要求1所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述罐体包括容器筒体、夹套筒体和保温筒体；
其中，所述容器筒体套于所述夹套筒体内，所述夹套筒体套于所述保温筒体内，且所述夹套筒体设置有至少一只用于进水至所述夹套筒体与所述容器筒体之间空隙的工艺管口和至少一只用于排水的工艺管口。
10.如权利要求7、8或9所述的动物细胞培养生物反应器，其特征在于，
所述工艺管口的高度小于70毫米。
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