CN216091514U - 一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，包括种子罐移种补料系统、发酵罐取样系统和放料系统；种子罐移种补料系统由发酵罐侧方的移种补料口、罐底隔膜阀A、蒸汽进汽阀A、L型隔膜阀A、L型隔膜阀B及相应的移种管道组成，发酵罐取样系统由无菌取样阀及取样管道组成，发酵罐放料系统由罐底隔膜阀B和放料管道组成；本实用新型应用于小型二级发酵罐的移种、取样在线蒸汽灭菌系统，可以同时满足取样、放料、移种和补料的要求，而且在用之前和用完后均可以进行单独蒸汽灭菌，有效避免了操作过程中罐体内部直接与外界接触，极大降低了染菌风险。

Description

一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统

技术领域

本实用新型涉及发酵罐技术领域，具体涉及一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统。

背景技术

发酵罐是微生物发酵和细胞培养过程中的的关键设备，是生物技术转化为产品和生产力的一个及其重要的媒介。实验室小型发酵罐是大规模发酵罐的基础和原型，实验室发酵工艺的开发与关键工艺参数的确认是发酵中试放大与增量生产的必经环节。发酵过程一般均需要经过种子扩大培养和发酵培养两个阶段，在小试发酵中，一般采用摇瓶种子直接接种发酵罐或摇瓶种子经种子罐扩大培养后再转接发酵罐两种方式。大规模生产与小试发酵过程中都需要对有关发酵参数进行定期取样测定，在某些微生物发酵或细胞培养过程中还需要补加某些特殊物料。因此，移种、取样、补料是发酵过程中的三个重要操作步骤，均要求在严格无菌操作条件下进行，任一过程操作不当均可能导致染菌，给发酵试验带来严重危害。尤其是在小试发酵试验中，发酵罐的移种、补料一般采用传统火焰保护法，即在发酵罐罐盖或侧位开有接种口、补料口，在火焰保护下通过无菌软管插针或直接倾倒进行移种和补料。这种移种或补料方式不仅操作复杂，而且在操作过程中罐体内部直接与外界连通，存在很大的杂菌污染风险。此外，在取样过程中，种子罐和发酵罐取出的样品含有大量菌丝体和丰富的营养物质，易在流通管道中产生残留，若不对整个流通管道进行灭菌，极易造成染菌。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统包括种子罐、发酵罐、种子罐移种补料系统、发酵罐取样系统和放料系统；所述的种子罐移种补料系统由发酵罐侧方的移种补料口、罐底隔膜阀A、蒸汽进汽阀A、L型隔膜阀A、L型隔膜阀B及相应的移种管道组成；所述罐底隔膜阀A设置于种子罐底部，所述罐底隔膜阀A的两端分别连接有蒸汽进汽阀A和L型隔膜阀A，所述L型隔膜阀A端口连接有蒸汽排汽阀A；所述移种补料口设于发酵罐侧壁，所述的移种管道一端与发酵罐内部连通，另一端与L型隔膜阀A相连接，移种管道的近发酵罐端安装有L型隔膜阀B，L 型隔膜阀B的端口连接有蒸汽排汽阀B。

进一步的，发酵罐取样系统由无菌取样阀及取样管道组成，无菌取样阀设置于发酵罐侧面下端，无菌取样阀的两端分别连接有蒸汽进汽阀B和蒸汽排汽阀C，蒸汽排汽阀C的下端与取样管道连接。

进一步的，发酵罐放料系统由罐底隔膜阀B和放料管道组成，罐底隔膜阀B设置于发酵罐底部，所述罐底隔膜阀B的两端分别连接有蒸汽进汽阀C 和蒸汽排汽阀D，所述蒸汽排汽阀D的末端与放料管道连接。

进一步的，所述罐底隔膜阀A和罐底隔膜阀B均为卫生级无堰径向隔膜阀，通过焊接盘面焊接到罐底。

进一步的，所述无菌取样阀为卫生级T型无菌取样阀。

进一步的，所述蒸汽排汽阀A、蒸汽排汽阀B、蒸汽排汽阀C和蒸汽排汽阀D为均直通手动隔膜阀。

本实用新型有益效果如下：可同时满足种子罐和发酵罐移种、取样和补料多种用途，而且在使用之前和实用之后均可以单独灭菌，有效避免了操作过程中罐体内部直接与外界接触，极大降低了染菌风险，确保无菌；且该系统装卸简单、易操作、易清洁、易检修，具有很高的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

附图标记说明如下：1、罐底隔膜阀A；2、蒸汽进汽阀A；3、L型隔膜阀A；4、蒸汽排汽阀A；5、L型隔膜阀B；6、蒸汽排汽阀B；7、无菌取样阀；8、蒸汽进汽阀B；9、蒸汽排汽阀C；10、罐底隔膜阀B；11、蒸汽进汽阀C；12、蒸汽排汽阀D；13、种子罐；14、发酵罐。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统：种子罐 13的底部设置有罐底隔膜阀A1，罐底隔膜阀A1的两个端口分别链接有蒸汽进汽阀A2和L型隔膜阀A3，L型隔膜阀A3的端口连接有蒸汽排汽阀A4。发酵罐14侧面上端设置有移种补料口和移种管道，移种管道一端与发酵罐14 内部连通，另一端与L型隔膜阀A3相连接，移种管道的近发酵罐14端安装有L型隔膜阀B5，L型隔膜阀B5的端口连接有蒸汽排汽阀B6。发酵罐14侧面下端设置有无菌取样阀7，无菌取样阀7的两个端口分别连接有蒸汽进汽阀 B8和蒸汽排汽阀C9，蒸汽排汽阀C9的下端连接有取样管道。发酵罐14底部设置有罐底隔膜阀B10，罐底隔膜阀B10的两端分别连接有蒸汽进汽阀C11 和蒸汽排汽阀D12，蒸汽排汽阀D12的末端连接有放料管道。

罐底隔膜阀A1和罐底隔膜阀B10均为卫生级无堰径向隔膜阀，通过焊接盘面焊接到罐底，罐底隔膜阀A1和罐底隔膜阀B10具有径向隔膜、易清洗、无残留，当阀门打开时，种子罐13和发酵罐14里面的培养基可随时向下流出，没有停留和淤积；阀门关闭时，蒸汽以及清洗流体接口完全无死角；能集成进行CIP/SIP，完全排空，从而达到最佳的排空、清洗和灭菌的效果。无菌取样阀7为卫生级T型无菌取样阀，由阀体、手柄和隔膜三部分组成，可通过旋转手柄来开启手动操作的阀门，然后柄和隔膜缩回，允许液体通过；通过相反的步骤，内置弹簧关闭阀门，保持软管间的通道开启，用于灭菌；在发酵过程中，无菌取样阀7能够在不中断培养过程的条件下实现连续随机无菌取样；在取样前后均可以进行蒸汽消毒，有效阻止了被污染的可能性。L型隔膜阀A3和L 型隔膜阀B5为移种补料系统中在管道上进行管道转化连接使用，采用无死角流道设计、自排净安装角度，易于拆卸、维护和清洁，符合GMP要求。蒸汽排汽阀A4、蒸汽排汽阀B6、蒸汽排汽阀C9和蒸汽排汽阀D12均为直通手动隔膜阀，在操作过程中，仅有阀体和隔膜与物流接触，其它部分全部隔离，可用蒸汽对阀门进行彻底灭菌。

本实用新型工作原理如下：

种子罐13向发酵罐14移种或补料前，关闭罐底隔膜阀A1和罐底隔膜阀 B10，开启并调节蒸汽进汽阀A2、L型隔膜阀A3和蒸汽排汽阀A4和蒸汽排汽阀B6，利用饱和蒸汽对各个管道和阀门进行快速灭菌；蒸汽灭菌后，关闭蒸汽进汽阀A2、L型隔膜阀A3和蒸汽排汽气阀A和蒸汽排汽阀B6，开启罐底隔膜阀A1、L型隔膜阀A3和L型隔膜阀B5，调节种子罐13和发酵罐14 之间的压差，使种子罐13的压力高于发酵罐14压力0.05-0.1.MPa，即可完成移种和补料操作；移种或补料完成后，按照管道阀门灭菌的方法，完成管道蒸汽排污和灭菌；种子罐13取样时，只需开启和关闭罐底隔膜阀A1，蒸汽进汽阀A2和蒸汽排汽阀A4，即可完成取样前和取样后的管道蒸汽灭菌操作和取样操作。

发酵罐14取样前，关闭无菌取样阀7，开启蒸汽进汽阀B8和蒸汽排汽阀 C9，即可对取样系统进行蒸汽灭菌处理SIP；灭菌结束后，关闭蒸汽进汽阀 B8和蒸汽排汽阀C9，打开无菌取样阀7，轴芯及隔膜片开启，这样就能使流体得以通过，完成发酵液取样；取样结束后，对无菌取样阀7进行反向操作即可将阀门关闭，并保持两段软管之间的通道相通，再次进行蒸汽灭菌操作。

发酵罐14排料前，关闭罐底隔膜阀B10，开启蒸汽进汽阀C11和蒸汽排汽阀D12，即可对排料系统进行蒸汽灭菌处理；灭菌结束后，关闭蒸汽进汽阀C11和蒸汽排汽阀D12，开启罐底隔膜阀B10，即可完成发酵液排料；排料结束后，对罐底隔膜阀B10进行反向操作即可将阀门关闭，即可再次进行蒸汽灭菌操作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，包括种子罐(13)、发酵罐(14)、种子罐移种补料系统、发酵罐取样系统和放料系统；其特征在于：所述的种子罐移种补料系统由发酵罐侧方的移种补料口、罐底隔膜阀A(1)、蒸汽进汽阀A(2)、L型隔膜阀A(3)、L型隔膜阀B(5)及相应的移种管道组成；所述罐底隔膜阀A(1)设置于种子罐(13)底部，所述罐底隔膜阀A(1)的两端分别连接有蒸汽进汽阀A(2)和L型隔膜阀A(3)；所述L型隔膜阀A(3)端口连接有蒸汽排汽阀A(4)；所述移种补料口设于发酵罐(14)侧壁，所述的移种管道一端与发酵罐(14)内部连通，另一端与L型隔膜阀A(3)相连接，移种管道的近发酵罐端安装有L型隔膜阀B(5)，L型隔膜阀B(5)的端口连接有蒸汽排汽阀B(6)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，其特征在于：所述的发酵罐取样系统由无菌取样阀(7)及取样管道组成，无菌取样阀(7)设置于发酵罐(14)侧面下端，无菌取样阀(7)的两端分别连接有蒸汽进汽阀B(8)和蒸汽排汽阀C(9)，蒸汽排汽阀C(9)的下端与取样管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，其特征在于：所述的发酵罐放料系统由罐底隔膜阀B(10)和放料管道组成，罐底隔膜阀B(10)设置于发酵罐(14)底部，所述罐底隔膜阀B(10)的两端分别连接有蒸汽进汽阀C(11)和蒸汽排汽阀D(12)，所述蒸汽排汽阀D(12)的末端与放料管道连接。

4.根据权利要求1所述的一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，其特征在于：所述罐底隔膜阀A(1)和罐底隔膜阀B(10)均为卫生级无堰径向隔膜阀，通过焊接盘面焊接到罐底。

5.根据权利要求2所述的一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，其特征在于：所述无菌取样阀(7)为卫生级T型无菌取样阀。

6.根据权利要求3所述的一种应用于小型发酵罐的移种与取样蒸汽灭菌系统，其特征在于：所述蒸汽排汽阀A(4)、蒸汽排汽阀B(6)、蒸汽排汽阀C(9)和蒸汽排汽阀D(12)为均直通手动隔膜阀。

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