[发明专利]双向灌注式生物反应器控制系统和方法

权利要求书

1.一种双向灌注式生物反应器控制系统，包括：

生物反应器，其包括筒体、芯轴及滤膜，筒体形成反应室以提供给溶合了第一物质的第一流体和溶合了第二物质的第二流体进行反应，芯轴横贯筒体轴向设置，芯轴两端各形成一个通路，该滤膜包覆该芯轴，以阻止第一物质、允许第二物质通过，滤膜与芯轴之间形成有缝隙；

电机，用于驱动所述生物反应器绕其芯轴旋转；

储料瓶，用于储存溶合了第二物质的第二流体；

动力泵，用于维持储料瓶中的第二流体经生物反应器的一个通路进入反应室后经另一个通路回到储料瓶以构成循环回路；

其特征在于：

该控制系统还包括流向控制器，用于切换所述循环回路的流向；

该生物反应器中，滤膜至少一处被结扎件所结扎以将所述缝隙分开为互不连通的多个隙区以阻止第二流体直接经该缝隙流出。

2.根据权利要求1所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于，该储料瓶与至少一个氧合器相连通，氧合器与动力泵相连通，动力泵与流向控制器相连通以使第二流体进入流向控制器，流向控制器还与储料瓶直接连通以使第二流体回流至储料瓶，流向控制器还与生物反应器的两个通道分别连通以使第二流体经过该生物反应器后回流。

3.根据权利要求2所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于，所述流向控制器包括两个定向端电控三通阀和两个换向端电控三通阀，每个三通阀均具有两个顺水口和一个垂直口，每个定向端电控三通阀的两个顺水口分别与两个换向端电控三通阀的各一个顺水口连通，第一定向端电控三通阀的垂直口与动力泵相连通，第二定向端电控三通阀的垂直口与储料瓶相连通，两个换向端电控三通阀的垂直口分别与生物反应器的一个通路相连通。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于：该结扎件呈圆环状，直接将滤膜与芯轴相箍紧。

5.根据权利要求4所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于：该结扎件位于芯轴轴向中央设置。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于：至少一个隙区所对应的滤膜与芯轴之间，套设有网片筒，网片筒上设置有若干网孔。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于，该控制系统还包括一为循环回路中的第二流体供氧的氧合器。

8.根据权利要求7所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于，该氧合器包括一筒体，筒体具有筒墙和两个端墙及由它们所定义的合成腔，合成腔内设有由多条中空纤维并排组成的纤维组，该纤维组的纵长方向的两侧与合成腔粘固以在两处粘固部位间形成供第二流体通过的液流室，各中空纤维的中空内腔共同形成供氧气通过的气流室，筒体上设有连通该气流室的进气口和出气口，且设有连通该液流室的进液口和出液口。

9.根据权利要求8所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于，所述进液口和出液口处的截面设有缓冲板以使第二流体呈现以非直线通路进入液流室。

10.根据权利要求1至3中任意一项所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于：所述筒体设有取样口和加样口。

11.根据权利要求1至3中任意一项所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于：所述生物反应器的任意通路，均具有自生物反应器外侧轴向深入芯轴的口和自芯轴内部径向伸出生物反应器内侧反应室的口。

12.一种双向灌注式生物反应器控制方法，其适用于权利要求1至11中任意一项所述的双向灌注式生物反应器控制系统，其特征在于，其包括如下步骤：

为生物反应器的反应室预盛装溶合了第一物质的第一流体；

为储料瓶盛装溶合了第二物质的第二流体；

同时进行的如下并行步骤：

以动力泵提供动力以使所述储料瓶中第二流体经生物反应器的一个通路进入其反应室，在反应室中与第一流体进行反应，再经生物反应器的另一个通路回流，形成循环回路；

以电机提供动力使生物反应器绕其芯轴旋转以使其反应室中的第一流体与第二流体均匀充分反应；

预设定流向控制器以等时间间隔切换循环回路中的第二流体的流向。

13.根据权利要求12所述的双向灌注式生物反应器控制方法，其特征在于，其还包括另一并行步骤：以氧合器在循环回路中将氧气与第二流体相溶合。