CN206486542U

CN206486542U - 一种小型细胞培养罐组装置

Info

Publication number: CN206486542U
Application number: CN201720108747.8U
Authority: CN
Inventors: 潘丰; 沈蒙; 白仲虎
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2017-02-04
Filing date: 2017-02-04
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2027-02-04

Abstract

本实用新型涉及一种小型细胞培养罐组装置，包括依次通过5路管道串接的四个1L容积的细胞培养罐，四个细胞培养罐的罐体下半部装有铝合金材质的套筒，套筒底部装有用于罐降温的半导体制冷芯片，套筒侧面包裹有用于罐加热的电加热板；每个培养罐顶部装有不锈钢盖板，盖板四周有4个传感器安装孔、加料入口、进氧气入口和尾气出口；盖板中央装有搅拌电机，通过搅拌轴带动罐内搅拌桨；盖板上的加料入口通过软管联接到4个蠕动泵的出口，4个蠕动泵的入口通过软管分别联接到管路的消泡剂入口、补料剂入口、碱料入口和酸料入口；盖板上的进氧气入口通过软管联接电磁阀和转子流量计后接到管路的氧气入口。本实用新型可以实现生物细胞培养过程高效进行。

Description

一种小型细胞培养罐组装置

技术领域

本实用新型涉及生物培养装备，具体涉及一种小型细胞培养罐组装置，属于生产过程设备领域。

背景技术

细胞培养罐是生物实验室中不可或缺的设备。随着现在工艺技术飞速的进步，为了满足实验室多点对比实验的要求，培养罐的多量化和小型化愈发成为当前发展的趋势。近几年，我国生物医药行业得到飞速的发展，生物发酵领域产品品种也迅速增加。但同时带来了一系列问题，包括盲目扩张带来的产品结构不合理，产品品质不高，生产成本不断提高和过度依赖国外技术等一系列问题。

目前生物实验室普遍来用发酵法进行细胞培养，釆用小型培养罐(如采用单一的5L发酵罐作为实验设备)进行实验，生物实验室迫切需要一种更小型化、平行化、自动化程度高的小型生物细胞培养罐组装置。细胞培养罐组装置由多个实验室规模的小型细胞培养罐及其调控系统组成，对前期的细胞培养条件摸索、工艺优化提供良好的平台，大大减少成本和研发时间。

实用新型内容

针对上述问题，为了提高生物细胞培养装备的水平，本实用新型提供一种小型细胞培养罐组装置。

本实用新型所采用的技术方案是：包括依次通过5路管道串接的四个1L容积的细胞培养罐，5路管道设置有氧气入口、消泡剂入口、补料剂入口、碱料入口和酸料入口；四个细胞培养罐的罐体为用耐高温玻璃材料加工成的上部开口的空心圆柱体，其外部的下半部装有铝合金材质的套筒，套筒底部装有用于罐降温的半导体制冷芯片，套筒侧面包裹有用于罐加热的电加热板；每个细胞培养罐顶部装有不锈钢盖板，盖板四周有4个传感器安装孔、加料入口、进氧气入口和尾气出口；盖板中央装有搅拌电机，通过搅拌轴带动罐内搅拌桨；4个传感器安装孔分别安装温度传感器、pH传感器、溶氧传感器、泡沫传感器，传感器连接至控制装置；盖板上的加料入口通过软管联接到上方4个蠕动泵的出口，4个蠕动泵的入口通过软管分别联接到管路的消泡剂入口、补料剂入口、碱料入口和酸料入口；盖板上的进氧气入口通过软管联接电磁阀和转子流量计后接到管路的氧气入口；盖板上的尾气出口通过软管联接到用于冷凝的半导体制冷芯片。

控制装置包括电气连接的PLC控制器、触摸屏、传感器、蠕动泵和电磁阀，传感器安装在发酵罐罐体顶部，电磁阀安装在氧气管路上，4个蠕动泵分别安装在消泡剂、补料剂、碱料和酸料管路上。

本实用新型的有益技术效果是：提供了一种小型化、平行化的小型生物细胞培养罐组装置，控制装置对细胞培养的全过程进行自动控制，控制细胞培养过程以批次方式进行。控制装置采集和监控四个细胞培养罐的搅拌转速、氧气流量、罐体温度、pH、溶氧、泡沫。

附图说明

图1是小型细胞培养罐组装置的结构示意图。

图2是小型细胞培养罐组装置的装配示意图。

附图2中编号1、7、13、19是温度传感器，2、8、14、20是pH传感器，3、9、15、21是溶氧传感器，4、10、16、22是泡沫电极，5、11、17、23是套筒电加热板，6、12、18、24是搅拌电机，54、55、56、57是搅拌轴，58、59、60、61是搅拌桨，25、27、29、31是尾气冷凝用半导体制冷芯片，26、28、30、32是罐制冷用半导体制冷芯片，33、34、35、36是培养罐罐体，37、38、39、40是顶部氧气入口，41、42、43、44是顶部尾气出口，50、51、52、53是顶部加料入口，45是氧气管道入口，46是消泡剂管道入口，47是补料剂管道入口，48是碱料管道入口，49是酸料管道入口，P1-1、P2-1、P3-1、P4-1是加酸蠕动泵，P1-2、P2-2、P3-2、P4-2是加碱蠕动泵，P1-3、P2-3、P3-3、P4-3是补料蠕动泵，P1-4、P2-4、P3-4、P4-4是消泡剂蠕动泵，V1、V2、V3、V4是氧气电磁阀，V5是氧气管路总阀，R1、R2、R3、R4是转子流量计。

具体实施方式

下面结合附图2对本实用新型的具体实施方式做进一步描述：

实施例1：

如图2所示，通过5路管道连接培养罐33、34、35、36。在实验前需要将氧气电磁阀V1、V2、V3、V4关闭，尾气出口41、42、43、44夹死，对培养罐33、34、35、36进行蒸汽消毒处理。

工作原理：(培养罐33、34、35、36操作方式一致，特此仅以培养罐33操作方式为例，描述整个操作过程。)

1)通过温度传感器1测量培养罐33内的温度，当温度测量值低于设定值时，启动套筒电加热5进行升温；当温度测量值高于设定值时，启动半导体制冷芯片26进行降温；

2)通过pH传感器2测量培养罐33内的pH，当pH测量值高于加酸设定值时，启动加酸蠕动泵P1-1，向培养液加入酸性物料；当pH测量值低于加碱设定值时，启动加碱蠕动泵P1-2，向培养液加入碱性物料；

3)搅拌与溶氧偶联控制，当溶氧低于设定值，搅拌电机6转速增加；当溶氧高于设定值，搅拌电机6转速降低。

4)通过泡沫电极4测量培养罐33内的泡沫，当泡沫增多触及泡沫电极4输出泡沫报警信号，随后启动消泡剂蠕动泵P1-4，向发酵液加入消泡剂；当泡沫报警信号消失，关闭消泡剂蠕动泵P1-4停止消泡。

5)氧气控制，通过氧气电磁阀V1控制氧气导通和关断。

以上是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何修改、等同变化与修饰，均属于实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种小型细胞培养罐组装置，其特征在于，包括依次通过5路管道串接的四个1L容积的细胞培养罐，5路管道设置有氧气入口、消泡剂入口、补料剂入口、碱料入口和酸料入口；四个细胞培养罐的罐体为用耐高温玻璃材料加工成的上部开口的空心圆柱体，其外部的下半部装有铝合金材质的套筒，套筒底部装有用于罐降温的半导体制冷芯片，套筒侧面包裹有用于罐加热的电加热板；每个细胞培养罐顶部装有不锈钢盖板，盖板四周有4个传感器安装孔、加料入口、进氧气入口和尾气出口；盖板中央装有搅拌电机，通过搅拌轴带动罐内搅拌桨；4个传感器安装孔分别安装温度传感器、pH传感器、溶氧传感器、泡沫传感器，传感器连接至控制装置；盖板上的加料入口通过软管联接到上方4个蠕动泵的出口，4个蠕动泵的入口通过软管分别联接到管路的消泡剂入口、补料剂入口、碱料入口和酸料入口；盖板上的进氧气入口通过软管联接电磁阀和转子流量计后接到管路的氧气入口；盖板上的尾气出口通过软管联接到用于冷凝的半导体制冷芯片。