[實用新型]一種生物反應器

有效

• 申請號: 201921054819.0
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN210656962U
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 韓進;莫英;鄭會明
• 申請（專利權）人: 天士力生物醫藥股份有限公司
• 主分類號: C12M3/02
• 分類號: C12M3/02;C12M1/21;C12M1/04;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 余長江

本實用新型提出一種生物反應器，包括罐體、攪拌軸、攪拌電機、氣泡分布器、攪拌槳及消泡槳；該攪拌軸設置于罐體內部中軸線上，下端穿過罐體底部與攪拌電機同軸連接；氣泡分布器設置于罐體底部并環繞該攪拌軸；攪拌槳設置于攪拌軸上，包括一層或多層，每層含有至少兩個繞軸均布的槳葉；消泡槳設置于攪拌軸上，位于攪拌槳的上方，包括至少兩個繞軸均布的槳葉，該槳葉上均布有豎直向下的多個柵桿。

技術領域

本實用新型屬于生物機械領域，具體涉及一種生物反應器。

背景技術

利用反應器進行動物細胞的大規模微載體懸浮培養時，培養過程中需要消耗大量氧氣，所以采用氣泡分布器的通氣方式進行通氣。一方面，滿足細胞生長及代謝過程的氧氣需求，另一方面，通氣可以帶走代謝過程產生的廢氣，并提供部分攪拌動力使反應體系攪拌更充分。同時，通氣裝置一方面給系統帶來較好的溶氧傳質效應，但也容易產生大量泡沫，如果泡沫在培養基表面積聚過多，對表層傳質有一定的阻礙作用，限制了氧的供應速率，不利于細胞的生長。

目前細胞培養反應器培養階段的常用的通氣方式為膜供氧，即使用無氣泡硅膠管，氣體在膜管內透過膜擴散至外側的液相中，并不產生肉眼可見的氣泡，對細胞損傷較小，但其對氧氣的利用率較低，細胞培養后期溶氧可能降至10％左右，不能滿足細胞生長需求。

在生物反應器培養動植物細胞，采用何種通氣和消泡方式，在成本和能耗一定的情況下，最大程度地提高氣體傳質效果，同時將細胞損傷程度降至最低，成為重要的課題。

發明內容

本實用新型目的為提供一種生物反應器，應用于動物細胞培養，其結構簡單，通氣效果好，細胞損傷低。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種生物反應器，包括罐體、攪拌軸、攪拌電機、氣泡分布器、攪拌槳及消泡槳；該攪拌軸設置于罐體內部中軸線上，下端穿過罐體底部與攪拌電機同軸連接；氣泡分布器設置于罐體底部并環繞該攪拌軸；攪拌槳設置于攪拌軸上，包括一層或多層，每層含有至少兩個繞軸均布的槳葉；消泡槳設置于攪拌軸上，位于攪拌槳的上方，包括至少兩個繞軸均布的槳葉，該槳葉上均布有豎直向下的多個柵桿。

進一步地，氣泡分布器為圓環狀。

進一步地，氣泡分布器的中心與攪拌軸軸心重合。

進一步地，氣泡分布器上均布有多個圓孔，圓孔的孔口向下。

進一步地，氣泡分布器的圓孔個數為20～40個，直徑為2.5-4.5mm。

進一步地，氣泡分布器的中空管路的外徑為17～23mm，壁厚為1～2mm。

進一步地，氣泡分布器距離罐底為6-10cm。

進一步地，氣泡分布器選用不銹鋼材質，優選SS316L。

進一步地，消泡槳下方設置有至少一個固定架，固定架上均布有豎直向上的柵桿；消泡槳的柵桿與固定架的柵桿當處于同一列時相離交錯分布，且消泡槳的柵桿的下端低于固定架的柵桿的上端。

進一步地，固定架固定于罐體內壁上。

本實用新型取得的效果如下：

1、消泡效果好。消泡槳能夠提供更高的剪切力，對泡沫的沖擊力更強，能夠很好地消除泡沫，并防止發酵液外溢，同時避免了產生大量泡沫而阻礙傳質，提高氧的供應速率。

2、溶氧效果好。在反應器中進行大規模細胞培養時，將壓縮空氣過濾除菌除水后，通過氣泡分布器進入反應器內，氣泡通過向下的圓孔在反應器內先往下走，增加了氣泡在反應器中溶解的路徑和時間，使氣體更加充分溶解，從而進入細胞滿足供氧需求；以直徑毫米級小氣泡從小孔中噴射而出，再通過高速旋轉的攪拌槳將小氣泡擊碎成微米級小氣泡，使氣泡上升過程中充分溶解氧氣于溶液。