[实用新型]一种生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物培养技术，具体地说，是一种微纳米气泡发生器。

背景技术

借助于细胞培养进行各种产品生产已是我国生物技术产业化的重要组成部分，涉及医药、化工、轻工、食品、农业、海洋、环保等行业。培养的细胞不仅只是微生物，用于生物技术产品生产的动物细胞、植物细胞和藻类细胞大规模培养已引起了大家重视，显露出令人鼓舞的前景。随着生物技术的发展，在人类今后发现的一切具有生物活性的物质都可以借助于细胞培养方法得到。在细胞培养过程中，除了获得高生产能力的细胞株外，生物反应器是重要的核心技术，必需提供有利于生物过程研究的装置技术和高效节能的生产装置。

气体是细胞培养生存必须条件之一，主要用于产生供给细胞生长增殖的能量和合成细胞生长所需的各种成分，不同种类细胞培养所需的气体也不同。在生物反应器中，为了实现细胞培养所需气体环境，一般是采用气泡发生器向培养基中不断通入所需气体。现有气泡发生器产生的气泡较大，一般为毫米级，气泡在培养基中停留时间短，气泡中气体不能充分溶解于培养基中，细胞培养无法对通入的气体进行充分吸收。

随着科技的不断发展，现已开发出带有微纳米气泡发生装置的生物反应器，其特点是将气体在微纳米曝气机内充分混合并切割成5～30微米直径的小水泡，最后将气体混合体注入水中。由于这种微纳米曝气机所产生的微纳米气泡达不到无菌要求以及不能进行SIP（Sanitize in Place：原位消毒系统或者在线灭菌），因此无法满足微生物及细胞培养的要求。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是针对现有技术问题，提供一种能够产生无菌微纳米气泡的发生装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种生物反应器，包括反应器罐体，在反应器罐体内设置微纳米气泡发生器和搅拌桨，以及连接微纳米气泡发生器的供气装置，所述微纳米气泡发生器包括进气管、微纳米陶瓷片和陶瓷片托板，在陶瓷片托板的上表面开设有陶瓷片腔，在陶瓷片腔的上端设置微纳米陶瓷片，在陶瓷片托板上还开设有与陶瓷片腔相导通的进气流道，进气管的一端伸入进气流道内；所述供气装置包括精密过滤器，精密过滤器的进气侧分别连接供气管路和高温蒸汽管路，供气管路上设置进气阀一，高温蒸汽管路上设置进气阀二，精密过滤器的出气侧通过单向阀连接与所述进气管的另一端连通，精密过滤器的冷凝水出口通过排水阀连接疏水器。

在本实用新型中，进一步的，所述微纳米陶瓷片的上方罩设有过滤罩，过滤罩包括滤网、闷板和排气管，滤网的下端与陶瓷片托板连接，滤网的上端与闷板连接，在闷板的上方设置排气管。

在本实用新型中，进一步的，还包括气体流量控制装置，气体流量控制装置包括气体流量计、进气阀三、溶解氧电极和计算机，在进气阀一的进气侧依次设置气体流量计和进气阀三，在反应器罐体内设置溶解氧电极，计算机通过数据线分别连接气体流量计和溶解氧电极。

本实用新型的气泡发生装置与现有装置相比，具有以下优点：

（1）本实用新型的气泡发生器采用微纳米陶瓷片产生微纳米气泡，在生产前先通过高

温纯蒸汽对微纳米陶瓷片进行灭菌处理，通入的气体经精密过滤器过滤后进入微纳米发生器，继而可以得到无菌的微纳米气泡。

（2）在生物反应器工作时，可通过气体流量装置实时控制培养基的氧含量。

（3）通过在微纳米陶瓷片的上方设过滤罩，可以根据生产工艺要求控制进入培养基气泡的大小。可以将直径较大的气泡过滤掉，只保留微纳米级的气泡进入培养基，以避免气泡对细胞的伤害，同时由于微纳米级的气泡的特点，可大幅度提高培养基中的气体含量，从而可以满足高密度细胞培养的要求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型生物反应器中的微纳米气泡发生器的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1和2所示，本实用新型的生物反应器包括反应器罐体11、微纳米气泡发生器12、搅拌桨13、供气装置和气体流量控制装置。微纳米气泡发生器12和搅拌桨13设置在反应器罐体11内的培养基24中。