[發(fā)明專利]生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710197796.8
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106834099A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王泳勝;馮軍;王守江;黃明;石磊;沈萍;姜潮
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇豐澤生物工程設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: C12M1/21
• 分類號: C12M1/21;C12M1/06;C12M1/02
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 任立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種罐體攪拌裝置，具體的說是一種生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，屬于發(fā)酵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在生物工程技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)酵是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，生物反應(yīng)宏觀動力學(xué)是發(fā)酵過程優(yōu)化的基礎(chǔ)，而生物反應(yīng)器是發(fā)酵過程的外部環(huán)境，它直接影響發(fā)酵過程的效率和優(yōu)化。在發(fā)酵設(shè)備中通氣攪拌發(fā)酵設(shè)備被廣泛應(yīng)用，但通氣方式無論怎樣，空氣均有外部經(jīng)單獨(dú)管道進(jìn)入設(shè)備內(nèi)通過分布器進(jìn)行通氣。目前，對于一些特殊種類的發(fā)酵，由于細(xì)胞的機(jī)械敏感性，不宜采用槳葉式攪拌，由于槳葉式攪拌容易對細(xì)胞造成損傷，不利于發(fā)酵的順利進(jìn)行，同時(shí)在攪拌過程中產(chǎn)生的泡沫需要另外增加設(shè)備進(jìn)行消泡，增加設(shè)備投入，使設(shè)備運(yùn)行復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，設(shè)備自身結(jié)構(gòu)在發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生壓差，使培養(yǎng)液在罐體內(nèi)翻動，保證發(fā)酵罐中的培養(yǎng)液能夠充分?jǐn)嚢琛?/p>

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：提供一種生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，包括消泡室、負(fù)壓攪拌器、通氣室以及下攪拌器，所述消泡室、負(fù)壓攪拌器、通氣室以及下攪拌器在同一軸線上由上至下依次設(shè)置，所述消泡段通過溢泡導(dǎo)管穿過負(fù)壓攪拌段與所述通氣分散段相通，在所述消泡室外側(cè)設(shè)有一圈消泡網(wǎng)罩；所述負(fù)壓攪拌器外側(cè)均勻設(shè)有至少兩根攪拌管，所述攪拌管的外側(cè)端部的開口為斜面結(jié)構(gòu)，所述攪拌管的另一端通過所述負(fù)壓攪拌器與通向罐底的中空軸相通；所述通氣室內(nèi)設(shè)有空氣均布器，所述空氣均布器通過通氣導(dǎo)管由消泡室的頂端引出，在所述通氣室的外部設(shè)有支撐框架，所述支撐框架上敷設(shè)絲網(wǎng)；所述下攪拌器安裝在中空軸底端的出口處，所述下攪拌器上對稱安裝槳葉。

本發(fā)明的進(jìn)一步限定技術(shù)方案，前述的生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，所述空氣均布器由環(huán)形管構(gòu)成，所述環(huán)形管布設(shè)在所述中空軸的外側(cè)，所述環(huán)形管的下部均勻開設(shè)多個(gè)透氣小孔，通過空氣均布器對發(fā)酵罐內(nèi)均勻通氣，同時(shí)避免大流量空氣進(jìn)入造成大量氣泡的產(chǎn)生，影響反應(yīng)進(jìn)程。

前述的生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，所述溢泡導(dǎo)管頂端出口處于消泡室的中上部，避免出口被封堵，造成泡沫無法溢出，影響消泡室的正常工作。

前述的生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，所述攪拌管的斜面方向設(shè)置一致，且攪拌管的斜面方向與攪拌裝置轉(zhuǎn)動方向相反，通過攪拌管的攪動，在管口的斜面處形成負(fù)壓區(qū)，造成攪拌管管口處與中空軸底端入口處的壓力差，從而使培養(yǎng)液在反應(yīng)罐內(nèi)產(chǎn)生流動，實(shí)現(xiàn)對培養(yǎng)液內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行攪拌。

進(jìn)一步的，前述的生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，所述下攪拌器的槳葉通過槳桿連接環(huán)形座，所述環(huán)形座通過螺栓固定在中空軸底端。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用低剪切結(jié)構(gòu)對反應(yīng)罐中的培養(yǎng)液進(jìn)行攪拌，通過旋轉(zhuǎn)中空軸帶動攪拌管，從而在攪拌管管口與中空軸的底端形成壓差，使的培養(yǎng)液在罐體內(nèi)循環(huán)攪拌，這樣就避免了因剪切攪拌造成對細(xì)胞的損傷；同時(shí)在該攪拌裝置的底端設(shè)置小型的攪拌槳葉，目的是為了讓細(xì)胞能更好的利用氧氣進(jìn)行呼吸作用，同時(shí)避免了培養(yǎng)液中的細(xì)胞沉積的罐底；在本套裝置中不僅能夠給培養(yǎng)液提供攪拌動力，同時(shí)還能給培養(yǎng)提供通氣功能，在通氣過程中，能夠有效減少泡沫的生成，即便產(chǎn)生少量的泡沫也能通過自身的消泡室將泡沫消除，克服了傳統(tǒng)通氣設(shè)備帶來的弊端。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例是一種生物反應(yīng)器低剪切提升式通氣攪拌裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括消泡室1、負(fù)壓攪拌器2、通氣室3以及下攪拌器4，消泡室、負(fù)壓攪拌器、通氣室以及下攪拌器在同一軸線上由上至下依次設(shè)置，消泡段通過溢泡導(dǎo)管12穿過負(fù)壓攪拌段與通氣分散段相通，溢泡導(dǎo)管頂端出口處于消泡室的中上部，在消泡室外側(cè)設(shè)有一圈消泡網(wǎng)罩5；負(fù)壓攪拌器外側(cè)均勻設(shè)有三根攪拌管6，攪拌管設(shè)置方向與中空軸7方向垂直，攪拌管的外側(cè)端部的開口為斜面結(jié)構(gòu)，攪拌管的斜面結(jié)構(gòu)的方向設(shè)置一致，且攪拌管的斜面方向與攪拌裝置轉(zhuǎn)動方向相反，攪拌管的另一端通過負(fù)壓攪拌器與通向罐底的中空軸相通；通氣室內(nèi)設(shè)有空氣均布器8，空氣均布器由環(huán)形管構(gòu)成，環(huán)形管布設(shè)在中空軸的外側(cè)，環(huán)形管的下部均勻開設(shè)多個(gè)透氣小孔，空氣均布器通過通氣導(dǎo)管10由消泡室的頂端引出，在通氣室的外部設(shè)有支撐框架，支撐框架上敷設(shè)絲網(wǎng)11；下攪拌器安裝在中空軸底端的出口處，下攪拌器上對稱安裝槳葉9，下攪拌器的槳葉通過槳桿連接環(huán)形座，環(huán)形座通過螺栓固定在中空軸底端。