CN222556930U - 一种生物安全防护补料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种生物安全防护补料装置，包括补料罐、设置在补料罐上的空气入口及出料口，所述补料罐内设有与出料口连通、用于储存物料的储料室，所述补料罐内还设有空气净化结构及净化空气储存室、及设置在所述空气净化结构和净化空气储存室之间的止液结构，其中，所述空气净化结构的一端与所述空气入口连通，另一端与净化空气储存室的一端连通，所述净化空气储存室的另一端通过呼吸开关与储料室上方的空气流通口连通，外部空气通过空气入口进入补料罐内，通过所述空气净化结构净化后，进入所述净化空气储存室储存，供所述储料室内通气。本实用新型能有效防止生物发酵实验和发酵生产过程中噬菌体及其它微生物污染。

Description

一种生物安全防护补料装置

技术领域

本实用新型涉及微生物培养和发酵工程技术领域，具体涉及一种在培养和发酵过程中，防护微生物、噬菌体等病毒感染物料的生物安全防护补料装置。

背景技术

发酵工程，作为合成生物学技术的重要应用领域，是指通过微生物的代谢活动，将有机物质转化为具有经济价值产品的过程。在合成生物学的推动下，发酵技术得以快速发展，涉及领域广泛，包括食品、医药、能源、环保等多个方面。目前，发酵产业已经形成了完整的产业链，涵盖了原料供应、发酵过程控制、产品提取与纯化等多个环节。全球范围内，发酵产业在食品、饮料、饲料、生物农药、生物能源等领域均表现出强劲的发展势头。然而，在发酵过程中，细菌和病毒的污染可能导致严重的后果。首先，细菌污染可能导致发酵过程的失控，使发酵过程无法正常进行。其次，病毒污染同样不容忽视。病毒作为一种寄生于活细胞内的微生物，它们可以通过感染发酵过程中的目标微生物，破坏细胞的完整性，导致细胞死亡或代谢异常。这不仅会减少发酵产物的产量，使工业生产无法进行，还可能使产物中携带病毒，对人类健康构成威胁。因此，在发酵过程中，防止细菌和病毒的污染至关重要。这需要通过严格的操作规程、优质的原材料、良好的设备维护、定期的检测和监控等措施来实现。更为重要的是，具有防护能力的实验或生产设备非常必要，其中，补料设备在发酵生产过程中发挥着重要作用，因此，有必要研发一种能够实现生物安全防护的防护补料装置。

实用新型内容

为解决现有技术中的补料瓶或补料罐在实验或发酵生产过程中，容易出现杂菌污染和噬菌体或其它病原菌感染，致使生产过程中存在巨大安全隐患有难以处理的问题，本实用新型提供一种生物安全防护补料装置，解决目前实验室与发酵生产过程中补料瓶感染引起的严重影响生产效率的问题。

本实用新型生物安全防护补料装置，包括补料罐、设置在补料罐上的空气入口及出料口，所述补料罐内设有与出料口连通、用于储存物料的储料室，所述补料罐内还设有空气净化结构及净化空气储存室、及设置在所述空气净化结构和净化空气储存室之间的止液结构，其中，所述空气净化结构的一端与所述空气入口连通，另一端与净化空气储存室的一端连通，所述净化空气储存室的另一端通过呼吸开关与储料室上方的空气流通口连通，外部空气通过空气入口进入补料罐内，通过所述空气净化结构净化后，进入所述净化空气储存室储存，供所述储料室内通气。

进一步地，所述补料罐顶部设有顶盖，所述出料口设置在所述顶盖上。

进一步地，所述顶盖上还设有与出料口连通的出料管，所述出料管或顶盖的出料口上设有出料开关。

进一步地，所述补料罐包括柱形第一罐身及设置在所述柱形第一罐身上方、与所述柱形第一罐身一体设置的锥形第二罐身，所述顶盖设置在所述锥形第二罐身顶面。

进一步地，所述储料室内设有搅拌桨，所述补料罐上还设有驱动所述搅拌桨的驱动装置。

进一步地，所述补料罐上还设有对所述储料室内物料加热的加热装置。

进一步地，所述空气入口设置在所述储料室的外部一侧上方，所述净化空气储存室和空气流通口设置在所述储料室的另一侧，其中，所述空气流通口设置在所述储料室上方侧壁上。

进一步地，所述净化空气储存室的另一端设有第一空气通道，所述空气流通口通过所述第一空气通道与所述净化空气储存室连通，所述空气开关设置在所述第一空气通道靠近所述空气流通口的末端。

进一步地，所述空气净化结构为设置在所述补料罐底部、储料室下方的罐底空间，所述空气入口通过第二空气通道与所述罐底空间相连，所述罐底空间用于填充除菌杀毒液，所述净化空气储存室的体积为第二空气通道体积的3-10倍。

进一步地，所述补料罐底部设有若干根用于支撑所述储料室的承重支架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：结构简单，设计合理。进入该装置(补料瓶或补料罐)的空气，经过空气净化结构处理，安全可靠，能有效防止生物发酵实验和发酵生产过程中噬菌体及其它微生物污染。

在使用时，在储料室内加入培养基，然后先关闭呼吸开关，关闭对外空气通道，将储料室密封，将整个补料罐进行高温高压灭菌，这一个步骤同现有的灭菌步骤相同，本实用新型的优势在于，在灭菌后，将空气净化结构及净化空气储存室之间隔离，在空气净化结构中加入除菌杀毒液，在发酵过程中，打开空气开关和止液结构开关，使通入储料室内的空气实现自动杀菌，避免物料培养基的污染。

此装置操作简单、省时省力、安全高效、保质保量，既能满足大型微生物发酵生产厂家的需求，又能能满足小规模生产商的要求，还可以广泛应用于发酵工程实验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，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它附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例内部结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实用新型包括包括补料罐100，设置在补料罐100上的空气入口2及出料口110，所述补料罐100内设有与出料口110连通、用于储存物料的储料室，在所述补料罐100内还设有能够对进入储料室的生物安全防护系统。本例生物安全防护系统位于储料室外侧，本例生物安全防护系统融入补料罐内部，与补料罐自成一体。在所述补料罐上还设有呼吸开关9和止液结构6，其中，呼吸开关用于储料室与外部安全防护系统的开关，止液结构6用于安全防护系统中空气净化除菌杀毒液与净化后空气的隔离。

作为本实用新型的一个优选实施例，本例的补料罐100包括柱形第一罐身101及设置在所述柱形第一罐身101上方、与所述柱形第一罐身101一体设置的锥形第二罐身102，在所述锥形第二罐身102的顶面设有顶盖11，所述顶盖11可以打开，实现向储料室加料。将补料罐100顶部设置为锥形，有效减小储料罐100顶面面积，减小储料室内的物料与外部空气接触面积，降低感染风险。本例的出料口110设置在顶盖11上，可以通过连接的管道及抽料泵等实现出料。当然，本例也可以采用其他补料瓶结构，比如椎体、圆柱体、试管状等等。

如图1和图2所示，本例的出料口110上还可以设置一出料管10，然后在出料管上设置出料阀，实现在发酵过程中与外部的隔离，当然，也可以将出料阀设置在出料口上，或者将出料管10外接至水泵等控制机构上。

作为本实用新型的一个优选实施例，本例的补料罐100内还设有空气净化结构4及净化空气储存室8、及设置在所述空气净化结构4和净化空气储存室8之间的止液结构6，其中，所述空气净化结构4的一端与所述空气入口2连通，另一端与净化空气储存室7的一端连通，所述净化空气储存室7的另一端通过呼吸开关9与储料室1上方的空气流通口连通，外部空气通过空气入口2进入补料罐100内，通过所述空气净化结构4净化后，进入所述净化空气储存室7储存，供所述储料室1内通气。

本例的空气入口2设置在所述储料室1的外部一侧上方，所述净化空气储存室7和空气流通口设置在所述储料室1的另一侧，其中，所述空气流通口设置在所述储料室1上方侧壁上。

优选地，为了便于控制储料室1进气，本例的净化空气储存室7的靠近空气流通口的上端设有第一空气通道8，所述空气流通口通过所述第一空气通道8与所述净化空气储存室7连通，所述空气开关9设置在所述第一空气通道8靠近所述空气流通口的末端。

本例空气净化结构4为设置在所述补料罐100底部、储料室1下方的罐底空间，所述空气入口2通过第二空气通道3与所述罐底空间相连，所述罐底空间用于填充除菌杀毒液，对通过所述第二空气通道3进入净化空气储存室7的空气消杀灭菌，从而避免空气内的细菌和病毒对储料室1内物料或者培养基的污染。将空气净化结构4为设置在所述补料罐100底部，便于所述除菌杀毒液的加注和储存，在移动本实用新型补料罐100时，也不容易造成除菌杀毒液的溢出。当然，本例的空气净化结构4可以设置在所述补料罐100与储料室1之间夹层的其它地方，只要保证空气入口2和空气流通口高于所述空气净化结构4，不会造成除菌杀毒液的倒灌即可。

本例的止液结构6可以为止液开关、或者能够通过空气但隔绝液体的生物防护膜等。

本例优选所述净化空气储存室7体积是第二进气通道3体积的3-10倍，使进入第二进气通道的空气更容易储存至净化空气储存室7内。

本例的补料罐100、储料室1的材质可以是金属、陶瓷、玻璃等，补料罐100和空气净化结构4的尺寸大小可根据生产需要进行调节。当所述补料罐100较大，或者储料室1内的物料较重，为了提高补料罐100的强度，本例在所述补料罐100底部还可以加装若干根用于支撑所述储料室1的承重支架5。

本例中大型补料罐还可以在储料室1内设置搅拌桨，并在所述补料罐100上设置驱动所述搅拌桨的电机等驱动装置。还可以在补料罐100上还设有对所述储料室1内物料加热的加热装置，以满足各种培养或发酵需求。

本实用新型的工作原理为：

空气净化结构4位于补料罐100的罐体底部，空气入口2自第二空气通道3自储料室1外侧壁延伸至储料室1底部，与空气净化结构的罐底空间连通，净化空气储存室7位于空气入口2管道对面储料室1外侧壁，通过止液开关与罐底空间连通，净化空气储存室7与净化空气的第一空气通道8自成一体，第一空气通道8末端经呼吸开关9与补料罐内侧储料室1顶部相通。

对于小型装置，补料培养基灭菌前关闭呼吸开关9，打开止液开关，将整个补料罐100进行高温高压灭菌，补料培养基灭菌后立即关闭止液开关，然后将除菌杀毒液(比如84杀菌液等)加入罐底空间，至液面上升至第二空气通道3中，停止加注。

然后连接补料管(额外设置，在图中未标注)后，在补料前打开呼吸开关9。补料后，正常开启呼吸开关9和止液开关，进行正常的生物培养或发酵流程。

本实用新型生物防护补料装置结构简单，设计合理，进入该装置(补料瓶或补料罐)的空气，经过滤防护系统处理，安全可靠，能有效防止生物发酵实验和发酵生产过程中噬菌体及其它微生物污染。此装置操作简单、省时省力、安全高效、保质保量，能够解决目前实验室与发酵生产过程中严重影响生产效率的问题。本实用新型既能满足大型微生物发酵生产厂家的需求，又能能满足小规模生产商的要求，还可以广泛应用于发酵工程实验。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种生物安全防护补料装置，其特征在于：包括补料罐、设置在补料罐上的空气入口及出料口，所述补料罐内设有与出料口连通、用于储存物料的储料室，所述补料罐内还设有空气净化结构及净化空气储存室、及设置在所述空气净化结构和净化空气储存室之间的止液结构，其中，

所述空气净化结构的一端与所述空气入口连通，另一端与净化空气储存室的一端连通，所述净化空气储存室的另一端通过呼吸开关与储料室上方的空气流通口连通，

外部空气通过空气入口进入补料罐内，通过所述空气净化结构净化后，进入所述净化空气储存室储存，供所述储料室内通气。

2.根据权利要求1所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述补料罐顶部设有顶盖，所述出料口设置在所述顶盖上。

3.根据权利要求2所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述顶盖上还设有与出料口连通的出料管，所述出料管或顶盖的出料口上设有出料开关。

4.根据权利要求2所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述补料罐包括柱形第一罐身及设置在所述柱形第一罐身上方、与所述柱形第一罐身一体设置的锥形第二罐身，所述顶盖设置在所述锥形第二罐身顶面。

5.根据权利要求1所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述储料室内设有搅拌桨，所述补料罐上还设有驱动所述搅拌桨的驱动装置。

6.根据权利要求1所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述补料罐上还设有对所述储料室内物料加热的加热装置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述空气入口设置在所述储料室的外部一侧上方，所述净化空气储存室和空气流通口设置在所述储料室的另一侧，其中，所述空气流通口设置在所述储料室上方侧壁上。

8.根据权利要求7所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述净化空气储存室的另一端设有第一空气通道，所述空气流通口通过所述第一空气通道与所述净化空气储存室连通，所述空气开关设置在所述第一空气通道靠近所述空气流通口的末端。

9.根据权利要求7所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述空气净化结构为设置在所述补料罐底部、储料室下方的罐底空间，所述空气入口通过第二空气通道与所述罐底空间相连，所述罐底空间用于填充除菌杀毒液，所述净化空气储存室的体积为第二空气通道体积的3-10倍。

10.根据权利要求9所述的生物安全防护补料装置，其特征在于：所述补料罐底部设有若干根用于支撑所述储料室的承重支架。