[實用新型]一種提升式攪拌器

有效

• 申請號: 201520916738.2
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN205115461U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 周慎杰;楊鋒苓;楊成明;陳光
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12M1/02
• 分類號: C12M1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本實用新型涉及一種應用于動物細胞培養技術領域的攪拌設備，具體地說是一種提升式攪拌器。

背景技術

隨著雜交瘤細胞培養生產單克隆抗體技術的發展，以及基因工程表達載體范圍的不斷擴大，對動物細胞進行大規模培養顯得十分必要。動物細胞生物反應器可以模擬動物體內的生長環境，在無菌、適溫和豐富的營養條件下，使細胞在體外繼續生存、生長和繁殖，以此來生產具有重要醫用價值的酶、疫苗、干擾素和單克隆體等生物制品。

與微生物和植物細胞相比，動物細胞沒有細胞壁，對剪切力極其敏感，因此，對攪拌器的性能提出了更高的要求。攪拌器是動物細胞生物反應器的核心部件，攪拌器的設計應保證反應器在工作時能產生較低的剪切力，不至于破壞細胞，還應使營養物質混合均勻，并最大限度地提高培養液中的氧傳遞速率，使其滿足高密度細胞培養的耗氧要求，提高生物制品的產量，以此實現動物細胞的大規模培養。

美國NBS公司于20世紀80年代推出的細胞提升式攪拌器(德國專利：DE3445952)是一種超低剪切力的攪拌器。該攪拌器包括攪拌軸，連接于攪拌軸下方的提升管，以及設于提升管外圍的三個溢流管。攪拌器在轉動時，溢流管中的液體在離心力的作用下由溢流管內甩出，形成低壓區，使提升管下方的液體吸收至提升管內部并向上流動，從而實現培養液的均勻攪拌。然而該攪拌器在配合絲網進行供氣時，其氧傳遞速率較低，溶氧性能較差，無法滿足高密度細胞培養的耗氧要求。

上海日泰醫藥設備工程有限公司《一種細胞反應器及其提升式攪拌器》(中國專利：CN202543192U)設置了多個排放管層，滿足了“批式流加”的細胞培養方法，且能將培養罐中的培養液攪拌均勻，但仍無法滿足高密度細胞培養的耗氧要求。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種提升式攪拌器，該攪拌器可以提升氧傳遞速率，增大流體中的溶氧量，滿足高密度細胞培養的耗氧要求。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：一種提升式攪拌器，包括攪拌軸和提升管，所述提升管為一端開口、另一端封閉的管狀體，提升管的封閉端固定連接在攪拌軸的下方，提升管和攪拌軸同軸連接，提升管的側壁上設有與其相通的溢流管；所述提升管的內部設置有軸流葉片，軸流葉片固定在提升管的內壁上且位于溢流管的下方，軸流葉片隨提升管轉動并對提升管內的流體做功，從而提高提升管內流體的流量。

進一步的技術方案為：所述的攪拌軸為空心軸，攪拌軸側壁的底端設置有進氣孔并通過進氣孔與進氣管相連通，進氣管遠離攪拌軸的一端與氣體分布器相連通，氣體分布器呈環狀且環繞在提升管的周圍。空氣通過攪拌軸進入進氣管，并通過氣體分布器在提升管的周圍均勻排出，與液體進行氣液交換。

進一步的技術方案為：還包括通氣籠體，通氣籠體呈柱狀，通氣籠體套置在提升管的外部從而使氣體分布器位于提升管和通氣籠體之間；通氣籠體兩端封閉，通氣籠體的側壁由絲網構成；通氣籠體的頂端位于溢流管的下方，通氣籠體的底端位于提升管底端的上方，通氣籠體的頂端設有與其內部相通的出氣管，通氣籠體的軸線與提升管的軸線重合。

設置通氣籠體，使氣體分布器排出的氣體在通氣籠體內與液體進行氣液交換，通氣籠體側壁的絲網能夠阻擋液體中的細胞進入通氣籠體，同時氣體通過絲網的網孔進入液體后不會形成氣泡。

進一步的技術方案為：還包括消泡器，消泡器位于攪拌軸上且消泡器的軸線與攪拌軸的軸線重合，所述出氣管遠離通氣籠體的一端連接到消泡器上，消泡器用于消除出氣管排出氣體中的泡沫。

進一步的技術方案為：所述溢流管圍繞提升管呈發散狀分布有多個，溢流管的軸線與提升管的軸線相垂直。溢流管呈發散狀分布并且軸線與提升管的軸線相垂直，便于溢流管中的液體在離心力的作用下由溢流管內甩出，從而使提升管下方的液體順利的向上流動。

進一步的技術方案為：所述的溢流管在提升管的軸向上位于同一高度，在提升管的周向上均勻布置。同一高度、均勻布置的溢流管便于在提升管內部的中心處形成低壓區，便于提升管下方的液體順利的被吸收至提升管內部并向上流動。

進一步的技術方案為：所述溢流管與提升管相連通的一端為入口端，溢流管遠離提升管的一端為出口端，溢流管出口端的端面與該溢流管的軸線之間存在夾角α，從而使溢流管的長度沿提升管的轉動方向由短變長。使溢流管的長度沿提升管的轉動方向由短變長，利于轉動時在溢流管出口端附近形成低壓區，進一步改善提升管的吸入性能。

進一步的技術方案為：所述的軸流葉片呈螺旋狀并沿提升管內壁的軸向布置，軸流葉片的外邊緣連接在提升管的內壁上，軸流葉片的中心處形成中心孔。