CN208308881U - 一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，包含罐体，在所述罐体顶部设有罐盖，在所述罐盖中部贯穿有一根搅拌轴，所述搅拌轴一端伸设在所述罐盖上部并与一个电动马达连接，所述搅拌轴另一端伸设在所述罐体内部并连接着一个搅拌桨，在所述搅拌轴一侧还设有一根贯穿所述罐盖的导气管，所述导气管一端伸设在所述罐盖上部，所述导气管另一端伸设在所述罐体内底部并连接着一根圆弧通气环管，所述圆弧通气环管环设在所述搅拌桨的外围，所述圆弧通气环管上还开设有若干通气孔。本实用新型的优点是：传质、传氧均匀、速度快，氧供应充足，工作时，细胞受到的剪切力小，细胞成活率高。

Description

一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，具体的说是涉及一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置。

背景技术

目前国内细胞反应器悬浮搅拌装置主要有如下几种类型：(1)仅有搅拌，液位底下没有通入混合气体，生物反应器在培养细胞时，传质可以，但传氧没有办法保证，导致细胞生长不行；(2)有搅拌和在液位底下大泡通气，培养细胞时，细胞易被大气泡破裂爆炸损伤，或者是通气量分布不均匀，导致细胞生长状态不好；(3)有搅拌和液位底下小泡通气，但小泡通气量小，亦无法满足细胞消耗，还有通气的位置有差异，会导致液体里面溶氧偏低，致使细胞生产不佳。

基于此，我们提出了一种通过在一个工作体积为10L生物反应器中设计包括桨叶及弧形通气环管的新型悬浮搅拌装置，其可以实现最优细胞的传质传氧。经试验表明，与现有装置设备在同条件培养昆虫细胞对比，采用本新型细胞培养反应器悬浮搅拌装置可促使细胞生长提高约25％。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，用以解决背景技术中现有细胞反应器悬浮搅拌装置所存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，包含罐体，在所述罐体顶部设有罐盖，在所述罐盖中部贯穿有一根搅拌轴，所述搅拌轴一端伸设在所述罐盖上部并与一个电动马达连接，所述搅拌轴另一端伸设在所述罐体内部并连接着一个搅拌桨，在所述搅拌轴一侧还设有一根贯穿所述罐盖的导气管，所述导气管一端伸设在所述罐盖上部，所述导气管另一端伸设在所述罐体内底部并连接着一根圆弧通气环管，所述圆弧通气环管环设在所述搅拌桨的外围，所述圆弧通气环管上还开设有若干通气孔。

上述技术方案中，所述搅拌桨包含三片桨叶及一个轴套，所述轴套套设在所述搅拌轴下端并通过顶丝与所述搅拌轴连接固定，所述的三片桨叶等间隔环设在所述轴套外围并与所述轴套外壁连接固定，且每片所述桨叶均与所述轴套轴心线呈45°倾斜角设置。

上述技术方案中，所述圆弧通气环管一端与所述导气管连接，另一端连接着一个堵头。

上述技术方案中，每个所述通气孔的直径均为0.2mm～0.5mm。

本实用新型提供的细胞培养反应器悬浮搅拌装置工作原理是：通过电机马达驱动搅拌轴带动搅拌桨顺时针旋转的同时，通过导气管将外部混合气体导入到位于罐体内底部的圆弧通气环管中，通过在圆弧通气环管上开设的若干通气孔使通入到圆弧通气环管中的混合气体与罐体内的细胞培养液进行接触，从而实现在使用时，在即能够有效的增加气液接触面积和液液接触面积，又能最大程度的降低液体对细胞剪切力，还能够大幅度提高生物反应器混合时的传质和传氧。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过三叶桨的搅拌，可实现生物反应器里面传质均匀；结合带微孔的圆弧形通气环管，可实现生物反应器里面传氧快、氧供应充足；当三叶桨和通气环管同时工作时，可以让生物反应器里面细胞受到的剪切力大幅度降低，使得细胞成活率更高。

附图说明

图1为本实用新型的局部剖视图；

图2为本实用新型中搅拌桨的结构图；

图3为本实用新型中导气管与圆弧通气环管连接结构图；

图4为本实用新型的工作原理示意图；

图中：1、罐体；2、罐盖；3、搅拌轴；4、电动马达；5、搅拌桨； 51、桨叶；52、轴套；6、导气管；7、圆弧通气环管；8、通气孔；9、顶丝；10、堵头。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

如图1所示，本实用新型提供的一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，包含罐体1，在罐体1顶部设有罐盖2，在罐盖2中部贯穿有一根搅拌轴3，搅拌轴3一端伸设在罐盖2上部并与一个电动马达4连接，搅拌轴 3另一端伸设在罐体1内部并连接着一个搅拌桨5，在搅拌轴3一侧还设有一根贯穿罐盖2的导气管6，该导气管6一端伸设在罐盖2上部，另一端伸设在罐体1内底部并连接着一根圆弧通气环管7，圆弧通气环管7环设在搅拌桨5的外围，圆弧通气环管7上还开设有若干通气孔8。

如图2所示，搅拌桨5包含三片桨叶51及一个轴套52，轴套52套设在搅拌轴3下端并通过顶丝9与搅拌轴3连接固定，三片桨叶51等间隔环设在轴套52外围并与轴套52外壁连接固定，且每片桨叶51均与轴套52 轴心线呈45°倾斜角设置。

如图3所示，圆弧通气环管7一端与导气管6连接，另一端连接着一个堵头10。

在本实用新型中，每个通气孔8的直径均为0.2mm～0.5mm。

图4为本实用新型提供的细胞培养反应器悬浮搅拌装置的工作原理示意图，其具体工作过程为：先向罐体1中，充入适量的细胞培养液，然后启动电机马达4工作，通过电机马达4驱动搅拌轴3顺时针方向旋转(图4 中R所示为搅拌轴3的旋转方向)，进而带动与搅拌轴3连接的搅拌桨5沿着顺时针方向旋转，与此同时从导气管6上端通入外部混合气体T到位于罐体1内底部的圆弧通气环管7中，此时，通入到圆弧通气环管7中的混合气体会从设置在圆弧通气环管7上的通气孔8中进入到罐体1中并与罐体1内的细胞培养液进行接触，这样在搅拌桨的搅拌和圆弧通气环管7的从液面底下通入混合气体的作用下，一方面即大大增加了罐体内的气液接触面积和液液接触面积，又使得细胞剪切力得到大幅度降低，大大提高了细胞成活率，还能大幅度提高生物反应器混合时的传质和传氧。

综上所述，本实用新型提供的细胞培养反应器悬浮搅拌装置具有传质、传氧均匀、速度快，氧供应充足，细胞剪切力小，细胞成活率高等优点。

最后说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，包含罐体(1)，其特征在于：在所述罐体(1)顶部设有罐盖(2)，在所述罐盖(2)中部贯穿有一根搅拌轴(3)，所述搅拌轴(3)一端伸设在所述罐盖(2)上部并与一个电动马达(4)连接，所述搅拌轴(3)另一端伸设在所述罐体(1)内部并连接着一个搅拌桨(5)，在所述搅拌轴(3)一侧还设有一根贯穿所述罐盖(2)的导气管(6)，所述导气管(6)一端伸设在所述罐盖(2)上部，所述导气管(6)另一端伸设在所述罐体(1)内底部并连接着一根圆弧通气环管(7)，所述圆弧通气环管(7)环设在所述搅拌桨(5)的外围，所述圆弧通气环管(7)上还开设有若干通气孔(8)。

2.根据权利要求1所述的新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，其特征在于：所述搅拌桨(5)包含三片桨叶(51)及一个轴套(52)，所述轴套(52)套设在所述搅拌轴(3)下端并通过顶丝(9)与所述搅拌轴(3)连接固定，所述的三片桨叶(51)等间隔环设在所述轴套(52)外围并与所述轴套(52)外壁连接固定，且每片所述桨叶(51)均与所述轴套(52)轴心线呈45°倾斜角设置。

3.根据权利要求1所述的新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，其特征在于：所述圆弧通气环管(7)一端与所述导气管(6)连接，另一端连接着一个堵头(10)。

4.根据权利要求1所述的新型的细胞培养反应器悬浮搅拌装置，其特征在于：每个所述通气孔(8)的直径均为0.2mm～0.5mm。