CN202139233U - 一种生物反应器蒸汽灭菌系统 - Google Patents

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    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls

Abstract

本实用新型提供一种生物反应器蒸汽灭菌系统，用以解决现有生物反应器在灭菌时需要人工连接管道，人工手动控制生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通，导致操作繁琐、劳动力成本较高的问题。该系统包括：生物反应器罐体；包覆生物反应器罐体的夹套，与外源蒸汽连通；反应器功能系统，与生物反应器罐体连通；蒸汽灭菌管道，蒸汽入口与蒸汽源连通，蒸汽出口与生物反应器罐体和反应器功能系统连通；冷凝水排出管道，与生物反应器罐体、夹套和反应器功能系统连通；用于控制上述部件内蒸汽流通的蒸汽灭菌控制系统。该技术方案能自动控制蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通，操作简单、高效，降低了劳动力成本。

Description

一种生物反应器蒸汽灭菌系统
技术领域
本实用新型涉及生物反应技术领域，特别涉及一种生物反应器蒸汽灭菌系统。
背景技术
动物细胞培养罐(又称生物反应器)是动物细胞大规模培养技术的核心设备和基础。动物细胞大规模培养的前提条件即为保证无菌、无污染的培养环境，因此无菌性是生物反应器用于生物制品生产必须要满足的前提功能，生物反应器的灭菌系统及其功能是实现生物反应器无菌性能的基本条件和指标。生物反应器的灭菌系统应可有效实现对罐体内表面、搅拌部件、与料液接触的管道阀门和其它零部件的灭菌。
生物反应器的灭菌方式通常为处于压力下的高温蒸汽灭菌。现有灭菌方法为通过耐高温高压管道连接蒸汽源与生物反应器罐体、反应器功能系统，向罐体内部、各反应器功能系统中通入纯蒸汽进行高温蒸汽灭菌，这种方法虽可达到动物细胞培养要求的无菌环境，但是没有固定蒸汽灭菌管道，需要人工连接管道，人工手动控制生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通，操作繁琐、劳动力成本较高，不利于生物反应器的大规模应用。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种生物反应器蒸汽灭菌系统，用以解决现有生物反应器在灭菌时需要人工连接管道，人工手动控制生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通，导致操作繁琐、劳动力成本较高的问题。
本实用新型实施例提供了一种生物反应器蒸汽灭菌系统，包括：
生物反应器罐体；
包覆所述生物反应器罐体的夹套，与外源蒸汽连通；
反应器功能系统，与所述生物反应器罐体连通；
蒸汽灭菌管道，蒸汽入口与蒸汽源连通，蒸汽出口与所述生物反应器罐体和反应器功能系统连通；
冷凝水排出管道，与所述生物反应器罐体、夹套和反应器功能系统连通；
用于控制所述蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通的蒸汽灭菌控制系统。
其中，优选地，所述蒸汽灭菌管道与所述冷凝水排出管道连通。
所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，还可包括气动阀和蒸汽疏水阀。
优选地，所述蒸汽灭菌控制系统还可包括：
用于检测所述生物反应器罐体、反应器功能系统和蒸汽灭菌管道的控制参数并获取控制参数检测值的检测组件；
用于根据所述控制参数检测值与预设值的差值控制所述控制参数检测值对应的气动阀打开或关闭的开关控制组件，与所述检测组件连接。
其中，所述检测组件为温度传感器、压力传感器或温度压力传感器。
所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，还可包括：
控制阀，设置于所述夹套与所述外源蒸汽之间。
其中，所述反应器功能系统可包括：
进气过滤器，具有三通结构，其中，第一通道与所述蒸汽出口连通，第二通道与所述生物反应器罐体连通，第三通道与所述冷凝水排出管道连通。
其中，所述第二通道通过所述生物反应器罐体上的表层通气管和深层通气管与所述生物反应器罐体连通。
另外，所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，还可包括：
排气过滤器，进气口与所述生物反应器罐体连通，排气口与大气连通。
所述反应器功能系统还可包括：
定位清洗系统、补液系统、排液系统、取样系统、收获系统、接种系统中的任意一个系统或者任意多个系统。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供的生物反应器蒸汽灭菌系统设置了蒸汽灭菌控制系统及固定的蒸汽灭菌管道，能利用蒸汽灭菌控制系统自动控制蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通，操作简单、高效，降低了劳动力成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例中一种生物反应器蒸汽灭菌系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中另一种生物反应器蒸汽灭菌系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种生物反应器蒸汽灭菌系统，包括：
生物反应器罐体；
包覆生物反应器罐体的夹套，与外源蒸汽连通；
反应器功能系统，与生物反应器罐体连通；
蒸汽灭菌管道，蒸汽入口与蒸汽源连通，蒸汽出口与生物反应器罐体和反应器功能系统连通；
冷凝水排出管道，与生物反应器罐体、夹套和反应器功能系统连通；
用于控制蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通的蒸汽灭菌控制系统。
其中，反应器功能系统包括与生物反应器罐体直接或间接连通的各种反应器功能系统。
上述生物反应器蒸汽灭菌系统的灭菌过程如下所述：
A1、夹套预加热阶段
向生物反应器罐体内充入一定数量的液体，向夹套内通入工业蒸汽加热罐体内至一定温度如100℃。
A2、高压蒸汽灭菌阶段
利用蒸汽灭菌控制系统对蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通进行控制，从而实现对生物反应器罐体和反应器功能系统的蒸汽灭菌。
与现有技术相比，本实用新型实施例提供的生物反应器蒸汽灭菌系统设置了蒸汽灭菌控制系统及固定的蒸汽灭菌管道，能利用蒸汽灭菌控制系统自动控制蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通，操作简单、高效，降低了劳动力成本。
另外，如图2所示，优选地，蒸汽灭菌管道可与冷凝水排出管道连通，具体地，可通过一管道与冷凝水排出管道连通。
优选地，再如图2所示，上述生物反应器蒸汽灭菌系统上还可设置有气动阀和蒸汽疏水阀。具体地，蒸汽灭菌管道的蒸汽入口处和/或蒸汽出口处可设置有气动阀；反应器功能系统与生物反应器罐体之间的管道上可设置有气动阀；蒸汽灭菌管道与冷凝水排出管道之间的管道上可设置有气动阀和蒸汽疏水阀；生物反应器罐体与冷凝水排出管道之间的管道上可设置有蒸汽疏水阀；反应器功能系统与冷凝水排出管道之间的管道上可设置有蒸汽疏水阀。
此时，优选地，上述蒸汽灭菌控制系统还可进一步包括：
用于检测生物反应器罐体、反应器功能系统和蒸汽灭菌管道的控制参数并获取控制参数检测值的检测组件；
用于根据控制参数检测值与预设值的差值控制该控制参数检测值对应的气动阀打开或关闭的开关控制组件，与检测组件连接。
其中，优选地，上述控制参数可以是温度参数，检测组件可以是温度传感器，即蒸汽灭菌控制系统可根据温度来控制生物反应器罐体和反应器功能系统内蒸汽的流通。比如上述罐体内温度预设值为100℃，在夹套预加热阶段时，当温度传感器检测到罐体内温度的温度达到或大于100℃预设值时，开关控制组件可控制对应的气动阀如蒸汽灭菌管道上的气动阀、反应器功能系统与蒸汽出口之间的管道上的气动阀、生物反应器罐体与蒸汽出口之间的管道上的气动阀、反应器功能系统与生物反应器罐体之间的管道上的气动阀依次打开，向反应器功能系统、生物反应器罐体中通入高温纯蒸汽，进入高压蒸汽灭菌阶段。上述控制参数也可以是压力参数，检测组件也可以是压力传感器或温度压力传感器。另外，优选地，再如图2所示，夹套与外源蒸汽之间还可设置有控制阀，通过控制阀可控制外源蒸汽流入夹套或者停止流入夹套。
优选地，再如图2所示，反应器功能系统可具体包括：
进气过滤器，具有三通结构，其中，第一通道与蒸汽出口连通，第二通道与生物反应器罐体连通，第三通道与冷凝水排出管道连通。
其中，当生物反应器罐体上设置有表层通气管和深层通气管时，上述第二通道可通过上述表层通气管和深层通气管与生物反应器罐体连通。
上述进气过滤器的灭菌过程为：蒸汽通过蒸汽灭菌管道的蒸汽出口进入第一通道，进入进气过滤器进行灭菌，然后蒸汽通过第二通道进入生物反应器罐体、或通过第三通道进入冷凝水排出管道排出。
另外，再如图2所示，上述生物反应器蒸汽灭菌系统还可包括：
排气过滤器，进气口与生物反应器罐体连通，排气口与大气连通。
此时，生物反应器罐体内的蒸汽还可进入排气过滤器，从而对排气过滤器进行灭菌，之后蒸汽通过排气过滤器的排气口排出到大气中。
另外，反应器功能系统的数目可为一个或多个，具体可实施为定位清洗系统、补液系统、排液系统、取样系统、收获系统、接种系统中的任意一个系统或者任意多个系统，以上仅是一些具体举例，任何与生物反应器罐体连通的、需要灭菌的反应器功能系统都应在保护范围之内。其中，每个反应器功能系统都与蒸汽灭菌管道的蒸汽出口、冷凝水排出管道和生物反应器罐体连通，这样，蒸汽便可进入反应器功能系统对其进行灭菌，之后蒸汽通过与生物反应器罐体连通的管道进入生物反应器罐体或通过冷凝水排出管道排出。
其中，反应器功能系统可通过一管道与蒸汽灭菌管道的蒸汽出口直接连通，其好处是蒸汽可直接进入反应器功能系统，灭菌效果较好；与其它反应器功能系统连通的反应器功能系统，也可以通过该其它反应器功能系统来与蒸汽灭菌管道的蒸汽出口间接连通，其好处是可以节省管道，进一步节约灭菌成本。具体如何设置可根据实际需要来设定。
另外，反应器功能系统可通过一管道与冷凝水排出管道直接连通，也可以不与冷凝水排出管道直接连通，而是通过生物反应器罐体(因为反应器功能系统会直接或间接地与生物反应器罐体连通)来与冷凝水排出管道间接连通。具体如何设置可根据实际需要来设定。
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)

1.一种生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，包括：
生物反应器罐体；
包覆所述生物反应器罐体的夹套，与外源蒸汽连通；
反应器功能系统，与所述生物反应器罐体连通；
蒸汽灭菌管道，蒸汽入口与蒸汽源连通，蒸汽出口与所述生物反应器罐体和反应器功能系统连通；
冷凝水排出管道，与所述生物反应器罐体、夹套和反应器功能系统连通；
用于控制所述蒸汽灭菌管道、生物反应器罐体和反应器功能系统内的蒸汽流通的蒸汽灭菌控制系统。
2.如权利要求1所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，
所述蒸汽灭菌管道与所述冷凝水排出管道连通。
3.如权利要求1或2所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，还包括气动阀和蒸汽疏水阀。
4.如权利要求3所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，所述蒸汽灭菌控制系统包括：
用于检测所述生物反应器罐体、反应器功能系统和蒸汽灭菌管道的控制参数并获取控制参数检测值的检测组件；
用于根据所述控制参数检测值与预设值的差值控制所述控制参数检测值对应的气动阀打开或关闭的开关控制组件，与所述检测组件连接。
5.如权利要求4所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，
所述检测组件为温度传感器、压力传感器或温度压力传感器。
6.如权利要求1所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，还包括：
控制阀，设置于所述夹套与所述外源蒸汽之间。
7.如权利要求1-6中任一所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，所述反应器功能系统包括：
进气过滤器，具有三通结构，其中，第一通道与所述蒸汽出口连通，第二通道与所述生物反应器罐体连通，第三通道与所述冷凝水排出管道连通。
8.如权利要求7所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，
所述第二通道通过所述生物反应器罐体上的表层通气管和深层通气管与所述生物反应器罐体连通。
9.如权利要求7所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，还包括：
排气过滤器，进气口与所述生物反应器罐体连通，排气口与大气连通。
10.如权利要求1所述的生物反应器蒸汽灭菌系统，其特征在于，所述反应器功能系统还包括：
定位清洗系统、补液系统、排液系统、取样系统、收获系统、接种系统中的任意一个系统或者任意多个系统。
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