CN209338504U - 一种生物反应器和平行生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物反应器和平行生物反应器，涉及生物技术领域。包括：底座，所述底座上设有罐体，所述罐体用于承装培养液；罐盖，用于盖合在所述罐体上；搅拌组件，用于搅拌所述罐体中的培养液；冷却组件，设置在所述罐体上，用于降低所述培养液的温度；加热组件，抵接于所述罐体，用于加热所述培养液。由于加热组件与冷却组件分离设置，降低了冷却加热转换过程中的惯性滞后，提高控温灵敏度，从而提高了培养液的控温精度，为降低平行反应器的相互温度偏差提供了保证。

Description

一种生物反应器和平行生物反应器

技术领域

本实用新型涉及生物技术领域，尤指一种生物反应器和平行生物反应器。

背景技术

近年来，生物制药产业在国民经济中发挥的作用越来越大，但与此同时，微生物制药产业现也面临着降低研发、生产成本和加速新药开发的压力。在生物发酵制药方面，其技术源头是微生物的菌种，及与之配套的能充分发挥出菌种性来的培养工艺，在一定程度上可以提高微生物发酵产生药物的质与量。

在进行培养工艺优化或菌种筛选的过程中，经常会对同一菌种采用不同培养工艺进行优化研究，或采用相同工艺对不同菌种进行筛选。由于微生物的培养过程及代谢产物过程，受到微生物遗传基因、自身代谢及培养环境的相互影响，会对培养结果产生不确定的干扰，使得微生物培养研究过程难以像化学过程那样很好地重复，因此很多采用平行培养的方法来消除不同实验方案间的系统偏差，以期提高试验结果的可信度。

然而，目前市场上常见的微生物平行研究的平行生物反应器，在实现温度控制时，通常通过热源首先对水等热媒加热，再通过加热后的热媒对反应器内的培养液进行加热，但在培养液达到设定温度时，热媒中仍然存在大量的热量，继续对培养液升温，继续造成温度变化，培养液的温度控制精度较低，不利于培养液的温度的控制。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种生物反应器和平行生物反应器，加热组件与冷却组件能够提高控温灵敏度，提高培养液的温度控制精度。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种生物反应器，包括：底座，所述底座上设有罐体，所述罐体用于承装培养液；罐盖，用于盖合在所述罐体上；搅拌组件，用于搅拌所述罐体中的培养液；冷却组件，设置在所述罐体上，用于降低所述培养液的温度；加热组件，抵接于所述罐体，用于加热所述培养液。

本技术方案中，由于加热组件能够直接抵接于罐体上，加热组件能够将热量直接传递给罐体，继而通过罐体对罐体内的培养液进行加热，用户通过控制加热组件的加热状态即可实现对罐体内培养液的加热控制，加热及控制方式较为简便；由于加热组件与冷却组件分离设置，降低了冷却加热转换过程中的惯性滞后，提高控温灵敏度，从而提高培养液的温度控制精度。

进一步，还包括：辅助挡板，设置在所述罐体内的冷却组件上，所述辅助挡板垂直于所述罐体的底面。

本技术方案中，通过辅助挡板的添加，搅拌组件在搅拌培养液的过程中，培养液能够冲击在辅助挡板上，增加了培养液的气泡粉碎与培养所需的气液传质效率、全罐混合效率。

进一步，所述冷却组件还包括：进水接口、出水接口和冷却管；所述进水接口的进水端和所述出水接口的出水端设置在所述罐体的外侧；所述冷却管的两端分别与所述进水接口、出水接口连接，且所述冷却管设置于所述罐体内，用于降低所述培养液的温度，所述冷却管的轴线所在的平面平行于所述罐体的底面。

本技术方案中，用户能够从罐体的外端向冷却组件内连续通入冷却水，对培养液进行降温，并在冷水对培养液降温后，再从出水接口离开，用户通过通入冷却水的控制状态，即可实现对罐体内培养液的冷却控制，冷却及控制方式较为简便。

进一步，还包括：连接杆，所述连接杆的一端设置于所述进水接口，所述连接杆的另一端设于所述出水接口，所述连接杆平行于所述冷却管的轴线所在的平面；所述辅助挡板的一端设置于所述连接杆，所述辅助挡板的另一端设置于所述冷却管。

本技术方案中，通过连接杆的设置，同时实现了辅助挡板的设置，也增加了辅助挡板与冷却组件之间的约束，减小了辅助挡板与冷却组件晃动的可能，也减小了培养液冲击在辅助挡板和冷却组件上，造成辅助挡板和冷却组件损坏的可能，增加了辅助挡板与冷却组件的可靠性。

进一步，所述底座上设有立柱，所述罐盖远离所述罐体的一侧设有压板，所述压板通过连接组件连接于所述立柱；当所述压板通过所述连接组件连接于所述立柱时，所述压板将所述罐体压紧于所述底座。

本技术方案中，通过压板与立柱的设置，增加了罐体与底座之间的约束，减小了罐体在底座上晃动的可能，增加了罐体的稳定性，保证了反应器的正常运行。

进一步，所述底座上还设有定位圈，所述定位圈上设有安装槽，所述罐体靠近底座的一端安装于所述安装槽内。

本技术方案中，通过定位圈的添加，便于用户将罐体安装在底座上时，加热元件与罐体的准确定位，同时也减小了罐体在底座上晃动的可能，增加了罐体的稳定性；由于罐体较为稳定，保证了反应器的正常运行。

进一步，所述加热组件设置于所述罐体与所述底座之间，且所述加热组件设置于所述安装槽内。

本技术方案中，用户将罐体的下端直接安装在安装槽内时，罐体的底部能够直接抵接于加热组件，实现培养液的升温，加热组件与罐体的抵接过程较为方便。

进一步，所述底座上设有保温棉，所述保温棉设置于所述加热组件与所述底座之间。

本技术方案中，通过保温棉的设置，隔离了加热组件和底座，减小了加热组件向其背面四周散热的可能，减少了底座内的热量，加热组件能够更有效地将热量直接传递给罐体，增加了加热组件与罐体之间热量传输的效率。

进一步，所述加热组件为带限温开关的加热薄膜。

本技术方案中，通过加热薄膜的设置，便于将加热组件设置在罐体上，方便了加热组件的装卸；同时通过限位开关的设置，减小了加热薄膜过热的可能，继而减小了加热薄膜损坏的可能，增加了加热组件的可靠性。

本实用新型的目的之一还在于提供一种平行生物反应器，包括多个生物反应器。

本技术方案中，减小了对培养液继续升温的可能，增加了培养液的温度控制精度，便于用户控制培养液的温度。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种生物反应器和平行生物反应器具有以下有益效果：

1、加热组件能够将热量直接传递给罐体，继而通过罐体对罐体内的培养液进行加热，用户通过控制加热组件的加热状态即可实现对罐体内培养液的加热控制，加热及控制方式较为简便。

2、由于加热组件与冷却组件分离设置，降低了冷却加热转换过程中的惯性滞后，提高了控温灵敏度，从而提高培养液的温度控制精度。

3、通过辅助挡板的添加，搅拌组件在搅拌培养液的过程中，培养液能够冲击在辅助挡板上，增加了培养液的气泡粉碎与培养所需的气液传质效率、全罐混合效率。

4、通过连接杆的设置，同时实现了辅助挡板的设置，也增加了辅助挡板与冷却组件之间的约束，减小了辅助挡板与冷却组件晃动的可能，也减小了培养液冲击在辅助挡板和冷却组件上，造成辅助挡板和冷却组件损坏的可能，增加了辅助挡板与冷却组件的可靠性。

5、通过压板与立柱的设置，增加了罐体与底座之间的约束，减小了罐体在底座上晃动的可能，增加了罐体的稳定性，保证了反应器的正常运行。

6、通过定位圈的添加，便于用户将罐体安装在底座上时，加热元件与罐体的准确定位，同时也减小了罐体在底座上晃动的可能，增加了罐体的稳定性，保证了反应器的正常运行。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种生物反应器和平行生物反应器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一种生物反应器中罐体及设置在罐体上的组件的结构示意图；

图2是本实用新型一种生物反应器中冷却组件和辅助挡板的结构示意图；

图3是本实用新型一种生物反应器中罐体和底座的连接结构示意图；

图4是本实用新型一种平行生物反应器的结构示意图。

附图标号说明：10.底座，11.立柱，12.定位圈，13，安装槽，14.保温棉，20.罐体，21.罐盖，22.压板，23.连接组件，30.搅拌组件，31.搅拌电机，40.冷却组件，41.辅助挡板，42.进水接口，43.出水接口，44.冷却管，45.连接杆，50.加热组件，60.控制箱。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

根据本实用新型提供的一种实施例，如图1和图4所示，一种生物反应器，包括：

底座10，底座10用于设置在地面上或支撑面上，用于支撑以及放置内部的走线；底座10的上方设有罐体20，罐体20内能够承装培养液；罐体20的上方设有罐盖21，罐盖21能够盖合在罐体20上，实现罐体20内部空间的密封。

罐体20上还设有搅拌组件30，搅拌组件30用于搅拌罐体20中的培养液；搅拌组件30包括设置在罐体20外的搅拌电机31，以及设置在罐体20内的搅拌桨(图中未示出)，搅拌电机31能够转动继而带动搅拌桨沿其轴线转动，继而实现罐体20内培养液的搅拌。

罐体20上还设有冷却组件40，冷却组件40设置在罐体20上，能够降低罐体20内培养液的温度；罐体20上还设有加热组件50，加热组件50能够抵接于罐体20上，具体地，加热组件50能够抵接在罐体20的内壁或外壁上，继而实现培养液的加热。

本实施例中，由于加热组件50能直接抵接于罐体20上，加热组件50能够将热量直接传递给罐体20，继而通过罐体20对罐体20内的培养液进行加热，用户通过控制加热组件50的加热状态即可实现对罐体20内培养液的加热控制，加热及控制方式较为简便。

由于加热组件50与冷却组件40分离设置，降低了冷却加热转换过程中的惯性滞后，提高控温灵敏度，从而提高培养液的温度控制精度。

具体地，由于加热组件50能够直接抵接在罐体20上，加热组件50升温后，加热组件50能够加热罐体20，罐体20与培养液之间形成温度差，罐体20能够加热培养液，即用户通过控制加热组件50的加热状态，即可控制罐体20的温度，最终实现了培养液的加热；而无需加热培养液时，用户也仅仅需要停止对罐体20进行加热，培养液的加热过程停止，培养液的加热过程控制较为方便。

而当培养液的温度过高时，在停止加热组件50对罐体20加热的同时，用户能够直接启动冷却组件40，通过冷却组件40对培养液进行降温，实现培养液的温度控制。

在本实施例中，由于加热组件50与冷却组件40分离设置，加热组件50与冷却组件40能够同时启动，并控制加热组件50与冷却组件40的状态，即可得到不同的培养液的升温或降温效果；或加热组件50与冷却组件40单独控制，得到培养液快速的升温或降温的效果。

具体地，加热组件50为带限温开关的加热薄膜，通过加热薄膜的设置，便于将加热组件50设置在罐体20上，方便了加热组件50的装卸；同时通过限位开关的设置，减小了加热薄膜过热的可能，继而减小了加热薄膜损坏的可能，增加了加热组件50的可靠性。

具体地，连接组件23主要指螺栓或卡扣等任意连接方式，用于将压板22连接在立柱11上，优选地，连接组件23选取为螺栓。

底座10上还设有控制箱60，控制箱60内还设有用于控制罐体20运作的控制组件(图中未示出)，控制箱60的体积大于底座10的体积，具体地，控制箱60能够抵接于底座10，控制箱60与底座10之间通过紧固件组合成一个整体，保证控制箱60与底座10的稳定，便于生物反应器的加工与安装。

优选地，控制箱60与底座10能够一体成型，或控制箱60与底座10之间设置一块连接板(图中未示出)，连接板的一端向控制箱60的延伸方向延伸并贴合在控制箱60上，连接板的另一端向底座10的延伸方向延伸并贴合在底座10上，控制箱60与底座10相交的一侧能够连成一体，减小了散落的培养液洒落到控制箱60与底座10之间的可能，便于底座10上培养液的清洁。

根据上述实施例的改进，本实施例中，底座10上还设有立柱11，立柱11沿竖直方向设置在底座10上，罐盖21远离罐体20的一侧设有压板22，即压板22设置在罐盖21的上侧，压板22与立柱11之间还设有连接组件23，压板22能够通过连接组件23连接在立柱11上，当压板22通过连接组件23连接在立柱11上时，压板22能够将罐体20压紧于底座10。

通过压板22与立柱11的设置，增加了罐体20与底座10之间的约束，减小了罐体20在底座10上晃动的可能，增加了罐体20的稳定性，保证了反应器的正常运行。

根据本实用新型提供的另一种实施例，如图1、图2和图4所示，一种生物反应器，本实施例与第一种实施例的区别在于辅助挡板41的添加。

在第一种实施例的基础上，本实施例中，还包括辅助挡板41，辅助挡板41能够设置在罐体20内的冷却组件40上，辅助挡板41能够垂直于罐体20的底面，即辅助挡板41能够竖直地设置在罐体20内。

通过辅助挡板41的添加，搅拌组件30在搅拌培养液的过程中，培养液能够冲击在辅助挡板41上，增加了培养液的气泡粉碎与培养所需的气液传质效率、全罐混合效率。

冷却组件40包括进水接口42、出水接口43和冷却管44；进水接口42的进水端和出水端设置在罐体20的外侧，冷却管44的两端分别与进水接口42、出水接口43连接，冷却管44的轴线所在的平面平行于罐体20的底面。

用户能够从罐体20的外端向冷却组件40内连续通入冷却水，对培养液进行降温，并在冷水对培养液降温后，再从出水接口43离开，用户通过通入冷却水的控制状态，即可实现对罐体内培养液的冷却控制，冷却及控制方式较为简便。同时，通过冷却管44位置的更改，当前的冷却管44与培养液的接触面积较大，进一步增加了冷却组件40的冷却效率。

优选地，还包括连接杆45，连接杆45的两端分别设置在进水接口42和出水接口43上，连接杆45能够平行于冷却管44的轴线所在的平面，由于冷却管44的轴线平行于罐体20的底面，因此，连接杆45的轴线也能够平行于罐体20的底面，优选地，连接杆45的形状与冷却管44的形状相同，因此，连接杆45的轴线与冷却管44的轴线在底面上的投影重合。

辅助挡板41的一端能够设置在连接杆45上，辅助挡板41的另一端能够连接在冷却管44上，当前状态下的辅助挡板41能够竖直设置在罐体20内。通过连接杆45的设置，同时实现了辅助挡板41的设置，也增加了辅助挡板41与冷却组件40之间的约束，减小了辅助挡板41与冷却组件40晃动的可能，也减小了培养液冲击在辅助挡板41和冷却组件40上，造成辅助挡板41和冷却组件40损坏的可能，增加了辅助挡板41与冷却组件40的可靠性。

根据本实用新型提供的又一种实施例，如图1、图3和图4所示，一种生物反应器，本实施例与第一种实施例的区别在于定位圈12的添加。

在第一种实施例的基础上，本实施例中，底座10上还设有定位圈12，定位圈12内设有安装槽13，安装槽13与罐体20的下端适配，罐体20的下端能够安装在安装槽13内；通过定位圈12的添加，便于用户将罐体20安装在底座10上时，加热元件与罐体的准确定位，同时也减小了罐体20在底座10上晃动的可能，增加了罐体20的稳定性；由于罐体20较为稳定，保证了反应器的正常运行。

加热组件50能够设置在罐体20和底座10之间，加热组件50能够设置于安装槽13内，用户将罐体20的下端直接安装在安装槽13内时，罐体20的底部能够直接抵接于加热组件50，实现培养液的升温，加热组件50与罐体20的抵接过程较为方便。

优选地底座10上还设有保温棉14，保温棉14能够设置于加热组件50和底座10之间，即加热组件50能够设置在保温棉14的上侧，通过保温棉14的设置，隔离了加热组件50和底座10，减小了加热组件50向其背面四周散热的可能，减少了底座10内的热量，加热组件50能够更有效地将热量直接传递给罐体20，增加了加热组件50与罐体20之间热量传输的效率。

根据本实用新型提供的一种实施例，如图1和图4所示，一种平行生物反应器，包括多个上述任意一种实施例所描述的生物反应器，多个生物反应器的底座10能够一体成型。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。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 (10)

1.一种生物反应器，其特征在于，包括：

底座，所述底座上设有罐体，所述罐体用于承装培养液；

罐盖，用于盖合在所述罐体上；

搅拌组件，用于搅拌所述罐体中的培养液；

冷却组件，设置在所述罐体上，用于降低所述培养液的温度；

加热组件，抵接于所述罐体，用于加热所述培养液。

2.根据权利要求1所述的一种生物反应器，其特征在于，还包括：

辅助挡板，设置在所述罐体内的冷却组件上，所述辅助挡板垂直于所述罐体的底面。

3.根据权利要求2所述的一种生物反应器，其特征在于，所述冷却组件还包括：

进水接口、出水接口和冷却管；

所述进水接口的进水端和所述出水接口的出水端设置在所述罐体的外侧；

所述冷却管的两端分别与所述进水接口、出水接口连接，且所述冷却管设置于所述罐体内，用于降低所述培养液的温度，所述冷却管的轴线所在的平面平行于所述罐体的底面。

4.根据权利要求3所述的一种生物反应器，其特征在于，还包括：

连接杆，所述连接杆的一端设置于所述进水接口，所述连接杆的另一端设于所述出水接口，所述连接杆平行于所述冷却管的轴线所在的平面；

所述辅助挡板的一端设置于所述连接杆，所述辅助挡板的另一端设置于所述冷却管。

5.根据权利要求1所述的一种生物反应器，其特征在于：

所述底座上设有立柱，所述罐盖远离所述罐体的一侧设有压板，所述压板通过连接组件连接于所述立柱；

当所述压板通过所述连接组件连接于所述立柱时，所述压板将所述罐体压紧于所述底座。

6.根据权利要求1所述的一种生物反应器，其特征在于：

所述底座上还设有定位圈，所述定位圈上设有安装槽，所述罐体靠近底座的一端安装于所述安装槽内。

7.根据权利要求6所述的一种生物反应器，其特征在于：

所述加热组件设置于所述罐体与所述底座之间，且所述加热组件设置于所述安装槽内。

8.根据权利要求7所述的一种生物反应器，其特征在于：

所述底座上设有保温棉，所述保温棉设置于所述加热组件与所述底座之间。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的一种生物反应器，其特征在于：

所述加热组件为带限温开关的加热薄膜。

10.一种平行生物反应器，其特征在于：包括多个权利要求1～9中任意一项所述的一种生物反应器。