CN219174485U - 一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于是医药生产设备技术领域，提供了一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，所述搅拌机构包括：驱动装置、喷淋球、驱动轴、罐壳、搅拌桨二、搅拌桨一、罐支腿、搅拌桨三等元件组成通过搅拌桨的设计改良后，大肠杆菌的高密度发酵获得了较好的搅拌效果，在工艺转速不变的情况下，大肠杆菌发酵产重组特立帕肽的蛋白表达量。

Description

一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构

技术领域

本实用新型属于是医药生产设备技术领域，提供了一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构。

背景技术

生物制药企业中，通常采用微生物(如大肠杆菌)发酵生产目标产物，为了获得较高产的目的产物，提高大肠杆菌的发酵密度是一种有效的途径，大肠杆菌高密度发酵条件下，对传质、传热、氧气传递等提出较高要求，为达到满足此要求，发酵罐搅拌桨的设计尤为关键，若在搅拌桨设计时忽略发酵体积及发酵工艺特性，往往难以取得理想的效果。

大肠杆菌高密度(OD₆₀₀＝30～40)发酵产重组特立帕肽用的搅拌机构是由两个直叶式搅拌桨、搅拌轴、驱动电机减速机组件组成，由驱动电机减速机组件提供旋转动力，搅拌轴带动两个直叶式搅拌桨进行工作。

如图1所示：大肠杆菌发酵重组特立帕肽的搅拌机构由：驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7等元件组成。驱动装置由变频电机、减速装置构成，带动安装在罐中心的驱动轴，和安装在驱动轴上的搅拌桨一、搅拌桨二进行旋转工作，大肠杆菌发酵其培养体积通常占罐体总容积的2/3，整个发酵过程中，在搅拌桨的驱动下，发酵液中产生混合流场，营养物质快速混匀，有效为处于发酵阶段的大肠杆菌提供均匀营养物质，均衡的氧气供应，以及确保罐体内温度的均匀分布。

大肠杆菌在高密度发酵条件下，对营养物质、温度以及氧气供应均提出了较高的要求，而搅拌桨作为发酵罐的主要部件之一，它主要是通过机械搅拌，搅拌效果直接影响发酵罐传质、传热以及溶氧效果，虽然可以通过转速可以提高搅拌效果，但高转速对设备稳定性及寿命提出了更好要求。

所以，对于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽存在以下问题：

1)发酵罐的搅拌机构能够具有较好的搅拌效果，能短时间内将发酵液混匀。

2)在不改变转速的情况下，提高搅拌效果。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型提供了用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构。通过搅拌桨的设计改良后，大肠杆菌的高密度发酵获得了较好的搅拌效果，在工艺转速不变的情况下，大肠杆菌发酵产重组特立帕肽的蛋白表达量提到了30％左右。

具体地，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，所述搅拌机构包括：驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7；搅拌桨三11；

其中，搅拌桨一距离轴底9为100mm±20mm，轴底9距离罐底8为100mm±20mm；搅拌桨二与搅拌桨一横截面平行，中心的距离为260mm±20mm；搅拌桨三与搅拌桨二横截面平行，中心的距离为340mm±20mm。

作为本实用新型的一种优选技术方案，搅拌桨一、搅拌桨二、搅拌桨三均为直叶式搅拌桨。

作为本实用新型的一种优选技术方案，搅拌桨一、搅拌桨二、搅拌桨三均为半圆管式搅拌桨。

作为本实用新型的一种优选技术方案，搅拌桨一为半圆管式搅拌桨，搅拌桨二、搅拌桨三均为斜面桨。

作为本实用新型的一种优选技术方案，斜面桨相对于水平方向角度为45°-75°，优选60°。

作为本实用新型的一种优选技术方案，桨叶近端边缘距中心6cm±2cm。

作为本实用新型的一种优选技术方案，直叶式搅拌桨：搅拌桨直径15-35cm，均匀分布有4-8个桨叶，桨叶大小为3-5cm×4-6cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1-2cm。

作为本实用新型的一种优选技术方案，半圆管式搅拌桨：搅拌桨直径15-35cm，均匀分布有4-8个桨叶，桨叶长度4-6cm，直径为3-5cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1-2cm。

作为本实用新型的一种优选技术方案，斜叶式搅拌桨：搅拌桨直径15-35cm，均匀分布有4-8个桨叶，桨叶大小为3-5cm×3-5cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1-2cm。

本实用新型通过改进大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽用的搅拌机构设计，在不改变搅拌转速的情况，满足大肠杆菌在高密度下产重组特立帕肽的所要求的营养物质均匀、高效率的传氧及传热等多方面的要求，找到了一种适合的措施。

本实用新型根据发酵体积以及不同菌种发酵工艺的特性，采取科学合理的设计的搅拌机构，即：通过增加一级搅拌桨三，此时三级搅拌桨几乎均匀的分布于发酵液的上中下三层，同时改变搅拌桨桨叶的形式，将原2级均采用直叶式搅拌，改造搅拌桨一为直叶式搅拌，搅拌桨二和搅拌桨为斜叶式搅拌桨，氧气从发酵罐底部进入，而直叶式搅拌位于底部刚好能够有效打散氧气使其能够较快溶于发酵液，二级斜叶式搅拌桨能有效提高发酵液在罐体内形成上下循环速度，从而达到提高营养物质混匀效果、热量的传递效率和氧气传递效率。

本实用新型解决了大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽过程中搅拌装置存的问题，在维持转速不变的情况下，提升大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽过程中营养物质的混匀效果、氧气传递效率以及热量的传递效率。

本实用新型相对于现有技术产生的有益效果：

(1)本实用新型解决了大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽过程中的搅拌效果差，而导致表达量低的问题，通过改良搅拌桨，从而获得较好的混匀效果，重组特立帕肽的产量提到了30％左右。

(2)本实用新型解决了上述问题后，重组特立帕肽发酵产量得到有效提升，综合考虑发酵工艺的特性进行发酵罐搅拌桨的设计，为后续工艺优化提供一种有效思路，对同类生物药品的发酵生产具有较高的参考价值。

附图说明

图1，现有技术大肠杆菌发酵重组特立帕肽的搅拌机构结构图。

图2，本实用新型用于重组特立帕肽发酵的一种搅拌机构结构图。

图1和2中，驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7；罐底8；轴底9；发酵液面10；搅拌桨三11。

图3为直叶式搅拌桨示意图。

图4为半圆管式搅拌桨示意图。

图5为斜面桨示意图。

具体实施方式

下面通过实施例和附图，对本实用新型进行解释说明，但本实用新型不局限于此。

实施例1

如图2和3所示，一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，所述搅拌机构包括：驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7；搅拌桨三11；

其中，搅拌桨一距离轴底9为100mm，轴底9距离罐底8为100mm；搅拌桨二与搅拌桨一横截面平行，中心的距离为260mm；搅拌桨三与搅拌桨二横截面平行，中心的距离为340mm。

搅拌桨一、搅拌桨二、搅拌桨三均为直叶式搅拌桨，桨叶近端边缘距中心6cm。

直叶式搅拌桨：搅拌桨直径20cm，均匀分布有6个桨叶，桨叶大小为4cm×5cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1cm。

实施例2

如图2和4所示，一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，所述搅拌机构包括：驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7；搅拌桨三11；

其中，搅拌桨一距离轴底9为100mm，轴底9距离罐底8为100mm；搅拌桨二与搅拌桨一横截面平行，中心的距离为260mm；搅拌桨三与搅拌桨二横截面平行，中心的距离为340mm。

搅拌桨一、搅拌桨二、搅拌桨三均为半圆管式搅拌桨，桨叶近端边缘距中心6cm。

半圆管式搅拌桨：搅拌桨直径为20cm，均匀分布有6个桨叶，桨叶长度5cm，直径为4cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1cm。

实施例3

如图2和5所示，一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，所述搅拌机构包括：驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7；搅拌桨三11；

其中，搅拌桨一距离轴底9为100mm，轴底9距离罐底8为100mm；搅拌桨二与搅拌桨一横截面平行，中心的距离为260mm；搅拌桨三与搅拌桨二横截面平行，中心的距离为340mm。

搅拌桨一为半圆管式搅拌桨、搅拌桨二、搅拌桨三均为斜面桨。

半圆管式搅拌桨：搅拌桨直径为20cm，均匀分布有6个桨叶，桨叶长度5cm，直径为4cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1cm；斜面桨相对于水平方向角度为60°。

桨叶近端边缘距中心6cm。

斜叶式搅拌桨：搅拌桨直径20cm，均匀分布有6个桨叶，桨叶大小为4cm×4cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1cm。

对比实施例1

一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，所述搅拌机构包括：驱动装置1；喷淋球2；驱动轴3；罐壳4；搅拌桨二5；搅拌桨一6；罐支腿7；

其中，搅拌桨一距离轴底9为100mm，轴底9距离罐底8为100mm；搅拌桨二与搅拌桨一横截面平行，中心的距离为260mm。

搅拌桨一、搅拌桨二均为直叶式搅拌桨，桨叶近端边缘距中心6cm。

直叶式搅拌桨：搅拌桨直径20cm，均匀分布有6个桨叶，桨叶大小为4cm×5cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1cm。

实施例4

采用实施例1-3的机构，与对比例1的机构进行对比，在相同生产工艺和搅拌速度下(350rpm～400rpm)重组特立帕肽的产量分别提高了20％、25％、32.7％。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于大肠杆菌高密度发酵产重组特立帕肽的搅拌机构，其特征在于，所述搅拌机构包括：驱动装置（1）；喷淋球（2）；驱动轴（3）；罐壳（4）；搅拌桨二（5）；搅拌桨一（6）；罐支腿（7）；搅拌桨三（11）；

其中，搅拌桨一距离轴底（9）为100mm±20mm，轴底（9）距离罐底（8）为100mm±20mm；

搅拌桨二与搅拌桨一横截面平行，中心的距离为260mm±20mm；

搅拌桨三与搅拌桨二横截面平行，中心的距离为340mm±20mm。

2.根据权利要求1所述的搅拌机构，其特征在于，搅拌桨一、搅拌桨二、搅拌桨三均为直叶式搅拌桨。

3.根据权利要求1所述的搅拌机构，其特征在于，搅拌桨一、搅拌桨二、搅拌桨三均为半圆管式搅拌桨。

4.根据权利要求1所述的搅拌机构，其特征在于，搅拌桨一为半圆管式搅拌桨，搅拌桨二、搅拌桨三均为斜面桨。

5.根据权利要求1所述的搅拌机构，其特征在于，斜面桨相对于水平方向角度为45°-75°。

6.根据权利要求5所述的搅拌机构，其特征在于，斜面桨相对于水平方向角度为60°。

7.根据权利要求1所述的搅拌机构，其特征在于，桨叶近端边缘距中心6cm±2cm。

8.根据权利要求2所述的搅拌机构，其特征在于，所述直叶式搅拌桨：搅拌桨直径15-35cm，均匀分布有4-8个桨叶，桨叶大小为3-5cm×4-6cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1-2cm。

9.根据权利要求3或4所述的搅拌机构，其特征在于，所述半圆管式搅拌桨：搅拌桨直径15-35cm，均匀分布有4-8个桨叶，桨叶长度4-6cm，直径为3-5cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1-2cm。

10.根据权利要求4所述的搅拌机构，其特征在于，所述斜面桨：搅拌桨直径15-35cm，均匀分布有4-8个桨叶，桨叶大小为3-5cm×3-5cm，桨叶嵌入搅拌桨的长度1-2cm。

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