CN203360444U

CN203360444U - 生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统

Info

Publication number: CN203360444U
Application number: CN 201320419149
Authority: CN
Inventors: 朱学仁; 朱翔
Original assignee: NANJING BO RUI BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING BO RUI BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-15

Abstract

本实用新型公开了一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，包括气动组合式疏水阀、冷端温度元件和计算机控制系统，气动组合式疏水阀和冷端温度元件设置在生物反应器的进气管路、尾气排气管路、物料加料管路和收获物出料管路的冷凝排放管路上，气动组合式疏水阀与气源装置相连，计算机控制系统信号输入端与冷端温度元件相连，计算机控制系统信号输出端与气源装置相连。通过将生物反应器冷端常规疏水阀改用气动组合式疏水阀，并在生物反应器所有冷端装有温度元件。在SIP过程中，温度元件采集的数据输入至计算机控制系统，结合反应器罐内温度和罐压经控制系统软件运算后，控制气动组合式疏水阀的状态，可实现生物反应器SIP冷端温度全自动控制。

Description

生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统

技术领域

本实用新型涉及生物制药设备领域，具体是一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统。

背景技术

目前国内生物反应器的在位灭菌（SIP）过程中，蒸汽冷凝排放的末端（冷端）常规是安装一个静力式疏水阀。静力式疏水阀是不能自动控制的，当静力式疏水阀出现工作故障时，冷凝水排不出去会倒流到罐内而造成反应器染菌、放罐现象的发生。为了杜绝此类现象，提高国内生物反应器装备的水平，在SIP时对冷端温度就必须实现真正意义上的全自动控制。目前国内尚无此类的技术。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种用于生物反应器的全自动SIP冷端控温系统，解决现有生物反应器SIP过程中冷端温度不能控制的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，该控温系统用于生物反应器在SIP过程中，实现冷端温度的自动控制，所述生物反应器包括反应器罐体，所述反应器罐体分别连接进气管路、尾气排气管路、物料加料管路和收获物出料管路，所述进气管路、尾气排气管路、物料加料管路和收获物出料管路均连接过程蒸汽管路；所述控制系统包括气动组合式疏水阀、冷端温度元件和计算机控制系统，所述气动组合式疏水阀和冷端温度元件设置在进气管路、尾气排气管路、物料加料管路和收获物出料管路的冷凝排放管路上，气动组合式疏水阀与气源装置相连，所述计算机控制系统的信号输入端与冷端温度元件相连，计算机控制系统的信号输出端与气源装置相连。

在本实用新型中，进一步的，所述气动组合式疏水阀包括阀体、阀杆和气动执行机构，所述执行机构的气缸的下端与阀体的上端相连；阀杆的上端伸入气缸内，并与活塞相连，活塞的上方装有弹簧，活塞的下方设有与气源装置相连的气源口；阀杆的下端伸入阀体的排水腔内，在排水腔的底部与阀杆的下端相对应的位置开设有进水口，所述进水口的一侧开设有出水口，所述进水口与出水口之间通过阀体堰墙上的节流孔连通。

在本实用新型中，进一步的，所述节流孔的孔径d满足如下关系式：

其中fs为冷凝水的排放量，Vs为冷凝水的流速。

在本实用新型中，进一步的，所述Vs为0.5～2.0m/min。

在本实用新型中，进一步的，所述阀杆与气缸的接触面上安装有唇形密封圈。

有益效果：本实用新型通过将生物反应器冷端的常规疏水阀改用气动组合式疏水阀，并且在生物反应器的所有冷端装有温度元件。在SIP过程中，温度元件采集的数据输入至计算机控制系统，结合反应器罐内温度和罐内压力经控制系统软件运算后，控制气动组合式疏水阀的状态，可实现生物反应器SIP冷端温度全自动控制。从而实现真正意义上的生物反应器的在位灭菌。该气动组合式疏水阀具有结构紧密、占用空间小的特点，在阀前加装过滤片，使用更加安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中气动组合式疏水阀的结构示意图。

图中：1-气缸，2-螺母，3-弹簧，4-活塞，5-唇形密封圈，6-导向套，7-阀杆，8-排水腔，9-阀体，10-节流孔，11-气源口，12-进水口，13-出水口，14-反应器罐体，15-进气管路，16-尾气排气管路，17-物料加料管路，18-收获物出料管路，19-过程蒸汽管路，20-气动组合式疏水阀，21-冷端温度元件，22-计算机控制系统，23-气源装置，24-罐内压力传感器，25-罐内温度传感器。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1所示，生物反应器包括反应器罐体14，反应器罐体14分别连接进气管路15、尾气排气管路16、物料加料管路17和收获物出料管路18，所述进气管路15、尾气排气管路16、物料加料管路17和收获物出料管路18均连接过程蒸汽管路19。本实用新型的生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统用于生物反应器在SIP过程中，实现冷端温度的自动控制，该控制系统包括气动组合式疏水阀20、冷端温度元件21和计算机控制系统22，冷端温度元件21采用温度传感器。气动组合式疏水阀20和冷端温度元件21设置在进气管路15、尾气排气管路16、物料加料管路17和收获物出料管路18的冷凝排放管路上，气动组合式疏水阀20与气源装置23相连，气源装置23采用高压气泵，计算机控制系统22的信号输入端与冷端温度元件21相连，计算机控制系统22的信号输出端与气源装置23相连。另外，在反应器罐体14内设有罐内压力传感器24和罐内温度传感器25，罐内压力传感器24和罐内温度传感器25也与计算机控制系统22的信号输入端相连。

如图2所示，气动组合式疏水阀20包括阀体9、阀杆7和气动执行机构。气动执行机构的气缸1的下端与阀体9的上端相连。阀杆7的上端伸入执行机构的气缸1内，并通过螺母2与活塞4相连，活塞4的上方装有弹簧3，活塞4的下方设有与气源装置23相连的气源口11。阀杆7与气缸1的接触面上安装有唇形密封圈5。阀杆7的下端穿过气缸1与阀体9连接处的导向套6，并伸入阀体9的排水腔8内，在排水腔8的底部与阀杆7的下端相对应的位置开设有进水口12，在进水口12的右侧开设有出水口13，在进水口12与出水口13之间通过阀体堰墙上的节流孔10连通。节流孔10孔径大小要根据系统冷凝排放量的大小决定。节流孔10的孔径d满足如下关系式：

其中fs为冷凝水的排放量，Vs为冷凝水的流速，其一般控制在0.5～2.0m/min。阀杆7下端与阀体出水口12接触部分的外径尺寸大小根据生物反应器管路系统设计来决定。通过调节节流孔10大小和阀杆7下端与阀体出水口12接触部分的外径尺寸大小，可控制凝结水的排出量，并使热凝结水汽化，从而减少蒸汽的排出。

气动组合式疏水阀20通过气动方式开启和闭合。原始状态下，阀杆7的下端将进水口12堵住，气动组合式疏水阀20处于关闭状态。当气源装置23动作时，其通过气源口11向气缸1内通入气体推动活塞4向上运动压缩弹簧3，并带动阀杆7向上运动，使排水腔8与进水口12连通，气动组合式疏水阀20处于打开状态；当气源装置23关闭时，弹簧3复位带动活塞4向下运动，阀杆7的下端将进水口12堵住，气动组合式疏水阀20处于关闭状态。

SIP开始后，当进气管路15、尾气排气管路16、物料加料管路17以及收获物出料管路18的冷端温度小于设定温度时，计算机控制系统23控制相应管路的气源装置23向气动组合式疏水阀20气体，则该管路的气动组合式疏水阀20打开，大量冷凝水快速排出，当进气管路15、尾气排气管路16、物料加料管路17以及收获物出料管路18的冷端温度大于设定温度时，计算机控制系统23控制相对应管路的气源装置23关闭，该管路对应的气动组合式疏水阀20关闭，该管路中正常产生的冷凝水经气动组合式疏水阀20中的节流孔10排出。

此后，适当的增加反应器罐体14内蒸汽压力，使反应器罐体14内和各个管路中的温度不断上升，当进气管路15、尾气排气管路16、物料加料管路17以及收获物出料管路18的冷端温度均大于工艺要求的121℃时，开始计时并实时记录各个冷端温度及罐内温度，然后，计算机控制系统20经过预设的标准灭菌时间后停止增加罐内蒸汽压力，正常保压冷却，SIP过程结束。

以上所述仅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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，该控温系统用于生物反应器在SIP过程中，实现冷端温度的自动控制，所述生物反应器包括反应器罐体（14），所述反应器罐体（14）分别连接进气管路（15）、尾气排气管路（16）、物料加料管路（17）和收获物出料管路（18），所述进气管路（15）、尾气排气管路（16）、物料加料管路（17）和收获物出料管路（18）均连接过程蒸汽管路（19）；其特征在于：所述控制系统包括气动组合式疏水阀（20）、冷端温度元件（21）和计算机控制系统（22），所述气动组合式疏水阀（20）和冷端温度元件（21）设置在进气管路（15）、尾气排气管路（16）、物料加料管路（17）和收获物出料管路（18）的冷凝排放管路上，气动组合式疏水阀（20）与气源装置（23）相连，所述计算机控制系统（22）的信号输入端与冷端温度元件（21）相连，计算机控制系统（22）的信号输出端与气源装置（23）相连。

2.根据权利要求1所述的一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，其特征在于：所述气动组合式疏水阀包括阀体（9）、阀杆（7）和气动执行机构，所述执行机构的气缸（1）的下端与阀体（9）的上端相连；阀杆（7）的上端伸入气缸（1）内，并与活塞（4）相连，活塞（4）的上方装有弹簧（3），活塞（4）的下方设有与气源装置（23）相连的气源口（11）；阀杆（7）的下端伸入阀体（9）的排水腔（8）内，在排水腔（8）的底部与阀杆（7）的下端相对应的位置开设有进水口（12），所述进水口（12）的一侧开设有出水口（13），所述进水口（12）与出水口（13）之间通过阀体堰墙上的节流孔（10）连通。

3.根据权利要求2所述的一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，其特征在于：所述节流孔（10）的孔径d满足如下关系式：

其中fs为冷凝水的排放量，Vs为冷凝水的流速。

4.根据权利要求3所述的一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，其特征在于：所述Vs为0.5～2.0m/min。

5.根据权利要求2所述的一种生物反应器在位灭菌冷端温度控制系统，其特征在于：阀杆（7）与气缸（1）的接触面上安装有唇形密封圈（5）。