一种用于生物反应器的通气搅拌装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物反应器领域，具体涉及一种用于生物反应器的通气搅拌装置。


背景技术：

2.生物反应器通气管是动物细胞或其他细胞进行有氧发酵的装置，通过该装置向生物反应器中通入空气、氧气、氮气、二氧化碳等气体，以满足细胞生长代谢需求。然而，现有生物反应器的通气孔大都设计在反应袋底部，且与搅拌组件相互分开，使得气体进入发酵液中的含量有限。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新型的搅拌装置，实现将搅拌和通气结合，进一步提升发酵液中气体含量，保障细胞生长代谢需求。
4.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
5.一种用于生物反应器的通气搅拌装置，包括基座、搅拌组件以及通气组件；所述搅拌组件和通气组件安装在基座上，并通过基座一同安装于生物反应器的顶盖底部；所述的搅拌组件纵向贯穿基座，并通过底部的搅拌桨实现对发酵液体的搅拌；所述通气组件包括一组插接在基座上的通气管，所述通气管通过基座上预留的气体通道与外部气源连接，向发酵液体内通入发酵所需气体。
6.具体地，所述基座整体为圆柱形，顶部设有向水平方向凸出的安装平台，通过安装平台将整个基座安装在生物反应器的顶盖上；基座的中心留有纵向贯穿的搅拌轴安装孔，内部设有用于通气的纵向气体通道和与通气管连通的环向气体通道，纵向气体通道和环向气体通道相互连通。
7.具体地，所述的通气组件包括引气管和弧形通气管；所述引气管端部通过螺纹旋接在纵向气体通道位于基座顶面的引气口处；所述弧形通气管为一组，环向插接在基座的底部，并环绕搅拌桨分布；弧形通气管的顶端通过螺纹旋接于基座底部，并与基座内的底部环向气体通道连通；所述弧形通气管的管身对应搅拌桨一侧开设有第一布气孔。
8.优选地，所述弧形通气管为1/2圆弧管，以搅拌桨为圆中心；第一布气孔出来的气体一同朝向搅拌桨位置。
9.进一步地，所述弧形通气管的上半部1/4圆弧管上开设的布气孔孔径小于下半部1/4圆弧管上开设的布气孔孔径。
10.更进一步地，还包括环向通气管，所述环向通气管为一组，均匀分布在基座的外侧，环向通气管的端部通过螺纹旋接于基座的外壁上，并与基座内的中部环向气体通道连通；所述环向通气管的管身下方开设有第二布气孔。
11.具体地，所述环向通气管和弧形通气管均为不锈钢管，管身均布有布气孔，管头部
闭合。
12.具体地，所述搅拌组件包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨；所述搅拌电机通过电机供电线与外部电源连接；所述搅拌轴的顶端通过联轴器与搅拌电机的输出轴连接固定，搅拌轴的底端安装所述的搅拌桨，通过搅拌电机的输出轴带动搅拌轴和搅拌桨一同转动，实现对发酵液体的搅拌。
13.进一步地，所述搅拌轴安装孔内，设有一组滚珠轴承和密封胶圈；所述密封胶圈分别设置在拌轴安装孔的两端部和滚珠轴承的下方。
14.有益效果：
15.(1)本实用新型通气搅拌装置通过将搅拌组件和通气组件结合，实现搅拌和通气的同时进行，避免了传统搅拌杆和底部通气盘独立存在的设计，使得通气路径更新颖，也满足了细胞在不同阶段生长对溶氧的需求，为获得更高的蛋白产量提供了保障。
16.(2)本实用新型通气搅拌装置在搅拌桨叶周围布设通气管路，并将气泡直接集中在搅拌桨叶位置，能够进一步加强气体的传质效果，使气体充分混合进入发酵液中，从而进一步提升发酵液中气体含量，保障细胞生长代谢需求。
附图说明
17.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
18.图1是该通气搅拌装置的立体图。
19.图2是该通气搅拌装置的仰视图。
20.图3是该通气搅拌装置的纵向剖面图。
21.图4是该通气搅拌装置剖面局部放大图。
22.其中，各附图标记分别代表：
23.10基座；11安装平台；12搅拌轴安装孔；13纵向气体通道；14环向气体通道；20搅拌电机；21电机供电线；22输出轴；30搅拌轴；31联轴器；40搅拌桨；50引气管；60环向通气管；61第二布气孔；70弧形通气管；71第一布气孔；80滚珠轴承；90密封胶圈。
具体实施方式
24.根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。
25.说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
26.如图1所示，本实用新型用于生物反应器的通气搅拌装置，包括基座10、搅拌组件以及通气组件；所述搅拌组件和通气组件安装在基座10上，并通过基座10一同安装于生物反应器的顶盖底部；所述的搅拌组件纵向贯穿基座10，并通过底部的搅拌桨40实现对发酵
液体的搅拌；所述通气组件包括一组插接在基座10上的通气管，所述通气管通过基座10上预留的气体通道与外部气源连接，向发酵液体内通入发酵所需气体。
27.其中，基座10整体为圆柱形，顶部设有向水平方向凸出的安装平台11，通过安装平台11将整个基座10安装在生物反应器的顶盖上；基座10的中心留有纵向贯穿的搅拌轴安装孔12，内部设有用于通气的纵向气体通道13和与通气管连通的环向气体通道14，纵向气体通道13和环向气体通道14相互连通。
28.结合图1和图2，通气组件包括引气管50和弧形通气管70；所述引气管50端部通过螺纹旋接在纵向气体通道13位于基座10顶面的引气口处；所述弧形通气管70为一组，环向插接在基座10的底部，并环绕搅拌桨40分布；弧形通气管70的顶端通过螺纹旋接于基座10底部，并与基座10内的底部环向气体通道14连通；所述弧形通气管70的管身对应搅拌桨40一侧开设有第一布气孔71。
29.本实用新型中，弧形通气管70为1/2圆弧管，以搅拌桨40为圆中心；第一布气孔71出来的气体一同朝向搅拌桨40位置。通过在发酵液被搅拌桨扰动打散时向其中注入培养气体，加强气体传质效果，使气体充分混合进入发酵液中，从而进一步提升发酵液中气体含量，保障细胞生长代谢需求。
30.作为进一步改进的是，将弧形通气管70的上半部1/4圆弧管上开设的布气孔孔径小于下半部1/4圆弧管上开设的布气孔孔径。作为选择地，上半部1/4圆弧管上的布气孔孔径为10～50μm，用来通微泡。而下半部1/4圆弧管上的布气孔孔径为0.5-1.5mm，用来通大泡。
31.同时，该通气搅拌装置还包括环向通气管60，所述环向通气管60为一组，均匀分布在基座10的外侧，环向通气管60的端部通过螺纹旋接于基座10的外壁上，并与基座10内的中部环向气体通道14连通；所述环向通气管60的管身下方开设有第二布气孔61，朝下方通气。
32.本实用新型中，环向通气管60和弧形通气管70均为不锈钢管，管身均布有布气孔，管头部闭合。
33.结合图3与图4，搅拌组件包括搅拌电机20、搅拌轴30和搅拌桨40；所述搅拌电机20通过电机供电线21与外部电源连接；所述搅拌轴30的顶端通过联轴器31与搅拌电机20的输出轴22连接固定，搅拌轴30的底端安装所述的搅拌桨40，通过搅拌电机20的输出轴22带动搅拌轴30和搅拌桨40一同转动，实现对发酵液体的搅拌。
34.在搅拌轴安装孔12内，设有一组滚珠轴承80和密封胶圈90；所述密封胶圈90分别设置在拌轴安装孔12的两端部和滚珠轴承80的下方，将搅拌轴安装孔12进行密封隔离。
35.使用时，先将搅拌轴30、搅拌桨40、环向通气管60、弧形通气管70、引气管50安装好，随基座10安装于生物反应器的顶盖底部。整体灭菌后，生物反应器内装入发酵液体，然后将搅拌电机20通过联轴器31与搅拌轴30顶端连接，将搅拌电机20安装在基座10上。启动搅拌电机20进行搅拌工作，搅拌转速控制在150～400rpm范围之间，同时持续向内部通入发酵所需的气体，进行生物反应器的发酵工作。当然，生物反应器还包括其他配套部件，由于不属于本实用新型的改进点，在此不进行描述。
36.本实用新型提供了一种用于生物反应器的通气搅拌装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于
本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，包括基座(10)、搅拌组件以及通气组件；所述搅拌组件和通气组件安装在基座(10)上，并通过基座(10)一同安装于生物反应器的顶盖底部；所述的搅拌组件纵向贯穿基座(10)，并通过底部的搅拌桨(40)实现对发酵液体的搅拌；所述通气组件包括一组插接在基座(10)上的通气管，所述通气管通过基座(10)上预留的气体通道与外部气源连接，向发酵液体内通入发酵所需气体。2.根据权利要求1所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述基座(10)整体为圆柱形，顶部设有向水平方向凸出的安装平台(11)，通过安装平台(11)将整个基座(10)安装在生物反应器的顶盖上；基座(10)的中心留有纵向贯穿的搅拌轴安装孔(12)，内部设有用于通气的纵向气体通道(13)和与通气管连通的环向气体通道(14)，纵向气体通道(13)和环向气体通道(14)相互连通。3.根据权利要求1所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述的通气组件包括引气管(50)和弧形通气管(70)；所述引气管(50)端部通过螺纹旋接在纵向气体通道(13)位于基座(10)顶面的引气口处；所述弧形通气管(70)为一组，环向插接在基座(10)的底部，并环绕搅拌桨(40)分布；弧形通气管(70)的顶端通过螺纹旋接于基座(10)底部，并与基座(10)内的底部环向气体通道(14)连通；所述弧形通气管(70)的管身对应搅拌桨(40)一侧开设有第一布气孔(71)。4.根据权利要求3所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述弧形通气管(70)为1/2圆弧管，以搅拌桨(40)为圆中心；第一布气孔(71)出来的气体一同朝向搅拌桨(40)位置。5.根据权利要求4所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述弧形通气管(70)的上半部1/4圆弧管上开设的布气孔孔径小于下半部1/4圆弧管上开设的布气孔孔径。6.根据权利要求3所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，还包括环向通气管(60)，所述环向通气管(60)为一组，均匀分布在基座(10)的外侧，环向通气管(60)的端部通过螺纹旋接于基座(10)的外壁上，并与基座(10)内的中部环向气体通道(14)连通；所述环向通气管(60)的管身下方开设有第二布气孔(61)。7.根据权利要求6所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述环向通气管(60)和弧形通气管(70)均为不锈钢管，管身均布有布气孔，管头部闭合。8.根据权利要求1所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述搅拌组件包括搅拌电机(20)、搅拌轴(30)和搅拌桨(40)；所述搅拌电机(20)通过电机供电线(21)与外部电源连接；所述搅拌轴(30)的顶端通过联轴器(31)与搅拌电机(20)的输出轴(22)连接固定，搅拌轴(30)的底端安装所述的搅拌桨(40)，通过搅拌电机(20)的输出轴(22)带动搅拌轴(30)和搅拌桨(40)一同转动，实现对发酵液体的搅拌。9.根据权利要求2所述的用于生物反应器的通气搅拌装置，其特征在于，所述搅拌轴安装孔(12)内，设有一组滚珠轴承(80)和密封胶圈(90)；所述密封胶圈(90)分别设置在拌轴安装孔(12)的两端部和滚珠轴承(80)的下方。

技术总结
本实用新型公开了一种用于生物反应器的通气搅拌装置，包括基座、搅拌组件以及通气组件；所述搅拌组件和通气组件安装在基座上，并通过基座一同安装于生物反应器的顶盖底部；所述的搅拌组件纵向贯穿基座，并通过底部的搅拌桨实现对发酵液体的搅拌；所述通气组件包括一组插接在基座上的通气管，所述通气管通过基座上预留的气体通道与外部气源连接，向发酵液体内通入发酵所需气体。通过将搅拌组件和通气组件结合，实现搅拌和通气的同时进行，避免了传统搅拌杆和底部通气盘独立存在的设计，使得通气路径更新颖，也满足了细胞在不同阶段生长对溶氧的需求，为获得更高的蛋白产量提供了保障。障。障。


技术研发人员：周荣云 赵如奎 徐传学 林佳 公杰 闫少羽 白莉惠 朱吉满
受保护的技术使用者：广州誉衡生物科技有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/7/28