CN220724127U - 一种制药厂分批发酵补料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种制药厂分批发酵补料装置，涉及生物医药的技术领域，该制药厂分批发酵补料装置包括补料主管线和发酵主管线；补料主管线用于通入补料介质，补料主管线上设有补料一级支管；各补料一级支管沿其延伸方向间隔设有多条补料二级支管；发酵主管线的数量与补料一级支管对应的补料二级支管的数量相等，补料一级支管对应的多条补料二级支管与多条发酵主管线一一对应且流体连通。通过制药厂分批发酵补料装置，可以实现多种补料罐对多个发酵罐的多对多同时、切换补料。

Description

一种制药厂分批发酵补料装置

技术领域

本实用新型涉及生物医药的技术领域，尤其是涉及一种制药厂分批发酵补料装置。

背景技术

生物技术是利用生物系统、活生物体及其衍生物，为特定用途而生产或改良产品或过程的技术。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。发酵工程是生物技术产业化的重要环节，绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的。

发酵工程又称为微生物工程，是利用微生物生长速度快、生长条件简单以及代谢过程特殊等特点，在特定条件下通过现代化工程技术手段，由微生物的某种特定功能生产出人类需要的产品。发酵工程的应用领域非常广泛，包括医药工业、食品工业、化学工业、农业、环境保护和冶金工业等。在发酵动力学相关领域的研究，又将发酵类型分为简单分批发酵、连续发酵和补料分批发酵等等，其中补料分批发酵作为较为先进的发酵方式，越来越被广泛应用于各个行业领域。

补料分批发酵是指先将一定量的培养液装入发酵罐，在适宜的条件下接种细胞进行培养，细胞不断生长，产物也不断形成。随着细胞对营养物质的不断消耗，向发酵罐中间歇式或连续式地补加新鲜的培养基以不断补充新的营养成分，使细胞进一步生长代谢，克服由于养分不足而导致发酵过早结束，到发酵终止时取出整个发酵液。补料分批发酵通常分为单一补料分批发酵和重复补料分批发酵两类，在重复补料分批发酵方式中，当补料介质1正在对发酵罐1补料的时候，无法同时用补料介质2对发酵罐2进行补料，操作流程不连续，对小型生产线需要频繁切换补料介质来说，使用起来不太方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制药厂分批发酵补料装置，可以实现多种补料罐对多个发酵罐的多对多同时、切换补料。

本实用新型提供一种制药厂分批发酵补料装置，包括：补料主管线和发酵主管线；

所述补料主管线用于通入补料介质，所述补料主管线上设有补料一级支管；

各所述补料一级支管沿其延伸方向间隔设有多条补料二级支管；

所述发酵主管线的数量与所述补料一级支管对应的所述补料二级支管的数量相等，所述补料一级支管对应的多条所述补料二级支管与多条所述发酵主管线一一对应且流体连通。

进一步的，还包括第一蒸汽主管线和第二蒸汽主管线；

所述第一蒸汽主管线用于通入蒸汽，所述第一蒸汽主管线上设有多条第一消毒一级支管，多条所述第一消毒一级支管与多条所述补料一级支管一一对应且流体连通，用于向所述补料一级支管通入消毒蒸汽；

所述第二蒸汽主管线设有多条第二消毒一级支管，各所述第二消毒一级支管上设有第二消毒二级支管，所述第二消毒二级支管与所述发酵主管线对应的所述补料二级支管一一对应且流体连通，用于向所述补料二级支管通入消毒蒸汽。

进一步的，所述第一消毒一级支管上设有气动隔膜阀；

所述补料一级支管上设有带排气口的气动隔膜阀，所述第一消毒一级支管内的消毒蒸汽能够通过所述排气口流入所述补料一级支管。

进一步的，所述第二消毒二级支管上设有带排气口的气动隔膜阀，发酵主管线所述第二消毒二级支管内的消毒蒸汽能够通过所述排气口流入所述补料二级支管。

进一步的，所述补料二级支管上设有两组气动隔膜阀，所述第二消毒二级支管上的带排气口的气动隔膜阀的排气口连接在两组气动隔膜阀之间。

进一步的，与所述补料主管线或所述发酵主管线直接连接的气动隔膜阀，其对应主管线的根部距离满足小于等于三倍所在管径距离发酵主管线。

进一步的，所述补料主管线、所述补料一级支管、所述发酵主管线和所述第一蒸汽主管线的末端均设有蒸汽调控组件；

所述蒸汽调控组件包括温度变送器、气动开关阀和控制系统，所述温度变送器用于检测对应管线内流通蒸汽的温度，所述控制系统用于接收流通蒸汽的温度，并控制所述气动开关阀的打开或闭合。

进一步的，所述补料主管线、所述补料一级支管、所述发酵主管线和所述第一蒸汽主管线的末端还设有排污组件。

进一步的，所述排污组件包括与所述气动开关阀串联设置的疏水阀。

进一步的，所述排污组件还包括与所述疏水阀串联设置的过滤器，所述过滤器设置于所述疏水阀的进水端。

有益效果：

本实用新型提供的制药厂分批发酵补料装置，补料主管线设置为多条且可分别通入补料介质，各补料主管线上均设有补料一级支管，对应的补料介质可流入补料一级支管，由于各补料一级支管沿其延伸方向间隔设有多条补料二级支管，因此，补料介质可进一步流入不同的补料二级支管；由于发酵主管线的数量与补料一级支管对应的补料二级支管的数量相等，补料一级支管对应的多条补料二级支管与多条发酵主管线一一对应且流体连通，因此，流入不同补料二级支管的补料介质可再次流入对应的发酵主管线，该装置中，多条补料主管线互不干涉，可实现任意补料介质对应任意发酵罐同时或切换补料的需求，从而实现连续操作，无需频繁切换补料介质，使用起来更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例一提供的制药厂分批发酵补料装置的示意图；

图2为图1所示的制药厂分批发酵补料装置设有蒸汽主管线的示意图；

图3为图2所示A处的局部放大示意图；

图4为图2所示B处的局部放大示意图；

图5为图2所示C处的局部放大示意图；

图6为本实用新型实施例二提供的制药厂分批发酵补料装置示意图。

图标：

11-补料罐一；12-补料罐二；13-补料罐三；21-发酵罐一；22-发酵罐二；23-发酵罐三；

100-补料主管线；110-补料一级支管；120-补料二级支管；

200-发酵主管线；

300-第一蒸汽主管线；310-第一消毒一级支管；

400-第二蒸汽主管线；410-第二消毒一级支管；420-第二消毒二级支管；

510-气动隔膜阀；520-带排气口的气动隔膜阀；

610-温度变送器；620-气动开关阀；630-疏水阀；640-过滤器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，本实施例提供一种制药厂分批发酵补料装置，包括补料主管线100和发酵主管线200；补料主管线100用于通入补料介质，本实施例中的补料介质可以为糖、无机盐、酸碱或氨水甲醇。

补料主管线100上设有补料一级支管110，补料一级支管110沿其延伸方向间隔设有多条补料二级支管120；发酵主管线200的数量与补料一级支管110对应的补料二级支管120的数量相等，补料一级支管110对应的多条补料二级支管120与多条发酵主管线200一一对应且流体连通。

本实施例提供的制药厂分批发酵补料装置，由于补料一级支管110沿其延伸方向间隔设有多条补料二级支管120，因此，补料介质可进一步流入不同的补料二级支管120；由于发酵主管线200的数量与补料一级支管110对应的补料二级支管120的数量相等，补料一级支管110对应的多条补料二级支管120与多条发酵主管线200一一对应且流体连通，因此，流入不同补料二级支管120的补料介质可再次流入对应的发酵主管线200，该装置中，多条补料主管线100互不干涉，可实现任意补料介质对应任意发酵罐同时或切换补料的需求，从而实现连续操作，无需频繁切换补料介质，使用起来更加方便。

参照图2，除补料管线外，该制药厂分批发酵补料装置还包括灭菌管线，一般的，可在补料完成或者是整个发酵生产工序结束后，根据生产排班管理在进行分段蒸汽灭菌或整个补料发酵系统的灭菌。

参照图2，灭菌管线包括第一蒸汽主管线300和第二蒸汽主管线400，其中，第一蒸汽主管线300用于通入蒸汽，第一蒸汽主管线300上设有多条第一消毒一级支管310，多条第一消毒一级支管310与多条补料一级支管110一一对应且流体连通，用于向补料一级支管110通入消毒蒸汽并对其进行灭菌。

结合图2和图4，第二蒸汽主管线400设有第二消毒一级支管410，第二消毒一级支管410上设有第二消毒二级支管420，第二消毒二级支管420与发酵主管线200对应的补料二级支管120一一对应且流体连通，用于向补料二级支管120通入消毒蒸汽。

结合图2和图3，第一消毒一级支管310上设有气动隔膜阀510；补料一级支管110上设有带排气口的气动隔膜阀520，第一消毒一级支管310内的消毒蒸汽能够通过排气口流入补料一级支管110。

结合图2和图4，第二消毒二级支管420上设有带排气口的气动隔膜阀520，第二消毒二级支管420内的消毒蒸汽能够通过排气口流入补料二级支管120。

请继续参照图4，补料二级支管120上设有两组气动隔膜阀510，第二消毒二级支管420上的带排气口的气动隔膜阀520的排气口连接在两组气动隔膜阀510之间，以使蒸汽通入补料二级支管120后，可以通过两组气动隔膜阀510对管线内流体流向进行控制，分别实现向左或向右管线的灭菌工作。

前述采用带排气口的气动隔膜阀520，可从排气口(图中标记)通入流通蒸汽，对隔膜阀进行贯通式灭菌，同时可以对分段管线进行灭菌操作，即可在某一发酵罐补料的同时，对另一发酵罐进行灭菌；另外，带排气口的气动隔膜阀520在补料时处于关闭状态，在需要通入蒸汽灭菌时打开。

本实施例中，与补料主管线100或发酵主管线200直接连接的气动隔膜阀510，其对应主管线的根部距离满足小于等于三倍所在管径距离，如此设置，可减少蒸汽灭菌时的灭菌死角，减少染菌风险。

结合图2和图5，补料主管线100、补料一级支管110、发酵主管线200和第一蒸汽主管线300的末端均设有蒸汽调控组件；蒸汽调控组件包括温度变送器610、气动开关阀620和控制系统，温度变送器610用于检测对应管线内流通蒸汽的温度，控制系统用于接收流通蒸汽的温度，并控制气动开关阀620的打开或闭合。

具体的，温度变送器610可检测流通蒸汽的温度，当温度达到工艺灭菌温度时开始计时，当累计达到工艺灭菌时间时自动切断相应的灭菌用阀门，最大程度的提高了灭菌操作的效率，降低了蒸汽使用量，提高了灭菌的效果。

其中，相应的灭菌用阀门包括第一消毒一级支管310上的气动隔膜阀510和所有的气动开关阀620。

本实施例中，补料主管线100、补料一级支管110、发酵主管线200和第一蒸汽主管线300的末端还设有排污组件。

参照图5，排污组件包括与气动开关阀620串联设置的疏水阀630。

本装置将流通蒸汽从带排气口的气动隔膜阀520的排气口通入，流通蒸汽分别从管线对应的疏水阀630排出，可以更好地针对易染菌的阀门进行充分灭菌，亦可减少补料过程带来的染菌风险，提高产品质量，提高生效效率，降低生产风险。简单来说，排污组件配合蒸汽灭菌使用，在通入蒸汽灭菌时，气动开关阀620打开，对应的管线末端的疏水阀630将蒸汽冷凝水疏水排出。

其中，疏水阀630均采用自控阀控制。

请继续参照图5，排污组件还包括与疏水阀630串联设置的过滤器640，过滤器640设置于疏水阀630的进水端，用于对疏水阀630起到一定的保护作用。

实施例一

参照图1，本实施例一提供一种制药厂分批发酵补料装置，补料主管线100设置为一条、发酵主管线200设置为三条；补料主管线100用于通入一种补料介质，补料主管线100上设有补料一级支管110；补料一级支管110沿其延伸方向间隔设有三条补料二级支管120，补料一级支管110对应的三条补料二级支管120与三条发酵主管线200一一对应且流体连通。

本实施例提供的制药厂分批发酵补料装置，一条补料主管线100对应三条发酵主管线200，即对应三台发酵罐，因此，可实现一种补料介质向对应的三台发酵罐同时或切换补料。

参照图1，补料罐一11对应三台发酵罐，分别为发酵罐一21、发酵罐二22和发酵罐三23。

其中，补料罐一11向发酵罐一21(发酵罐二22或发酵罐三23)补料的过程为：补料介质一由补料罐一11依次流入补料主管线100、补料一级支管110、对应的补料二级支管120、对应的发酵主管线200和发酵罐一21(发酵罐二22或发酵罐三23)，流经管线上的阀门处于打开状态。

实施例二

本实施例二提供一种制药厂分批发酵补料装置，补料主管线100设置为三条、发酵主管线200设置为三条；补料主管线100用于分别通入补料介质，补料主管线100上设有补料一级支管110；补料一级支管110沿其延伸方向间隔设有三条补料二级支管120，补料一级支管110对应的三条补料二级支管120与三条发酵主管线200一一对应且流体连通。

本实施例提供的制药厂分批发酵补料装置，三条补料主管线100对应三条发酵主管线200，即对应三台发酵罐，因此，可实现三种不同补料介质向对应的三台发酵罐同时或切换补料。

需要说明的是，补料主管线100的条数不限于为三条，发酵罐的台数也不限于为三台，采用本实施例的补料装置可实现N种不同补料介质向对应的N台发酵罐同时或切换补料，其中，N的取值可以为2、4、5及以上。

请继续参照图6，第一蒸汽主管线300上设有三条第一消毒一级支管310，三条第一消毒一级支管310与三条补料一级支管110一一对应且流体连通。第二蒸汽主管线400沿其延伸方向设有三条第二消毒一级支管410，各第二消毒一级支管410上沿其延伸方向设有三条第二消毒二级支管420，三条第二消毒二级支管420与同一发酵主管线200对应的三条补料二级支管120一一对应且流体连通。

在切换补料或分段灭菌时，通过控制相应管线上气动隔膜阀510或带排气口的气动隔膜阀520的打开或闭合，可实现任意补料介质对应任意发酵罐同时补料的需求或消毒灭菌操处理。

参照图6，补料罐分别为补料罐一11、补料罐二12和补料罐三13，对应三台发酵罐，分别为发酵罐一21、发酵罐二22和发酵罐三23。

其中，补料罐一11向发酵罐一21(发酵罐二22或发酵罐三23)补料的过程为：补料介质一由补料罐一11依次流入对应的补料主管线100、对应的补料一级支管110、对应的补料二级支管120、对应的发酵主管线200和发酵罐一21(发酵罐二22或发酵罐三23)，流经管线上的阀门处于打开状态，其他补料过程可参照该过程，在此不再一一赘述。

由前述可知，多条补料主管线100互不干涉，彼此可实现独立补料，从而实现任意补料介质对应任意发酵罐同时补料或切换补料的需求。在进行蒸汽灭菌时，相应的灭菌用阀门部分打开，可实现分段灭菌；或者，相应的灭菌用阀门全部打开，可对所有管线进行灭菌操作。

综上，本实施例的分批发酵补料装置，至少具有以下优势：

1、可实现小试、中试及小批量商业化生产多种补料进行，增加了补料的多元性，节约了管道投资，提高补料流程的集成化，也提高了补料自动化程度。

2、可有效减少补料介质存留于主管线中，并且可以降低管路灭菌的难度，做到分段无死角蒸汽流通灭菌。

3、集中收集灭菌流通蒸汽及凝结水，避免车间内的蒸汽弥散。

4、可以通过生产流程管理，实现随时切换不同种类补料介质进行发酵罐补料操作，并且可以通过阀门自动化设置，实现补料的自动化控制，提高生产效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，包括：补料主管线(100)和发酵主管线(200)；

所述补料主管线(100)用于通入补料介质，所述补料主管线(100)上设有补料一级支管(110)；

各所述补料一级支管(110)沿其延伸方向间隔设有多条补料二级支管(120)；

所述发酵主管线(200)的数量与所述补料一级支管(110)对应的所述补料二级支管(120)的数量相等，所述补料一级支管(110)对应的多条所述补料二级支管(120)与多条所述发酵主管线(200)一一对应且流体连通。

2.根据权利要求1所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，还包括第一蒸汽主管线(300)和第二蒸汽主管线(400)；

所述第一蒸汽主管线(300)用于通入蒸汽，所述第一蒸汽主管线(300)上设有多条第一消毒一级支管(310)，多条所述第一消毒一级支管(310)与多条所述补料一级支管(110)一一对应且流体连通，用于向所述补料一级支管(110)通入消毒蒸汽；

所述第二蒸汽主管线(400)设有多条第二消毒一级支管(410)，各所述第二消毒一级支管(410)上设有第二消毒二级支管(420)，所述第二消毒二级支管(420)与所述发酵主管线(200)对应的所述补料二级支管(120)一一对应且流体连通，用于向所述补料二级支管(120)通入消毒蒸汽。

3.根据权利要求2所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述第一消毒一级支管(310)上设有气动隔膜阀(510)；

所述补料一级支管(110)上设有带排气口的气动隔膜阀(520)，所述第一消毒一级支管(310)内的消毒蒸汽能够通过所述排气口流入所述补料一级支管(110)。

4.根据权利要求2所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述第二消毒二级支管(420)上设有带排气口的气动隔膜阀(520)，所述第二消毒二级支管(420)内的消毒蒸汽能够通过所述排气口流入所述补料二级支管(120)。

5.根据权利要求4所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述补料二级支管(120)上设有两组气动隔膜阀(510)，所述第二消毒二级支管(420)上的带排气口的气动隔膜阀(520)的排气口连接在两组气动隔膜阀(510)之间。

6.根据权利要求3-5任一项所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，与所述补料主管线(100)或所述发酵主管线(200)直接连接的气动隔膜阀(510)，其对应主管线的根部距离满足小于等于三倍所在管径距离。

7.根据权利要求2所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述补料主管线(100)、所述补料一级支管(110)、所述发酵主管线(200)和所述第一蒸汽主管线(300)的末端均设有蒸汽调控组件；

所述蒸汽调控组件包括温度变送器(610)、气动开关阀(620)和控制系统，所述温度变送器(610)用于检测对应管线内流通蒸汽的温度，所述控制系统用于接收流通蒸汽的温度，并控制所述气动开关阀(620)的打开或闭合。

8.根据权利要求7所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述补料主管线(100)、所述补料一级支管(110)、所述发酵主管线(200)和所述第一蒸汽主管线(300)的末端还设有排污组件。

9.根据权利要求8所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述排污组件包括与所述气动开关阀(620)串联设置的疏水阀(630)。

10.根据权利要求9所述的制药厂分批发酵补料装置，其特征在于，所述排污组件还包括与所述疏水阀(630)串联设置的过滤器(640)，所述过滤器(640)设置于所述疏水阀(630)的进水端。