[实用新型]一种高效植物细胞反应器

说明书

本实用新型提供了一种高效植物细胞反应器，本实用新型包括罐体、空气分布器、搅拌轴、第一搅拌器、PLC控制器；本实用新型结构简单、溶氧率高，能够使氧气与料液中的菌体充分融合，发酵效率高；通过曲线型的第一搅拌器和第二搅拌器，减小剪切力，增大搅拌面积，保证了料液与空气混合的均匀性，保证在较低转速情况下提供充分的溶氧和营养；通过多个分配管实现空气在反应器中的均匀分配，利用调节板改变空气分布器通入罐体的空气流量多少和气流大小，实现空气流量及气流的自动调节，实现空气高效、均匀分布；通过PLC控制器、溶氧电极、温度探头自动反馈反应器中的氧气、温度信号，对反应器的工作情况起监测作用，适用于工业化生产。

技术领域

本实用新型涉及生物设备技术领域，具体涉及一种高效植物细胞反应器。

背景技术

与石油和煤炭等矿物不同，植物是一种多样化、低成本和可再生的生物资源。植物通过自身光合作用积累的各类生物大分子，如碳水化合物、纤维素、蛋白质和脂肪酸等，不仅为人类和动物提供了赖以生存所需要的各种食物，同时还提供了大量非食用性的化工产品。植物细胞反应器就是利用植物这个系统，包括植物细胞、组织器官以及整柱植物为工厂，来生产具有商业价值的生物制品，包括疫苗、抗体、药用蛋白等。植物细胞反应器参照微生物发酵罐培养微生物的方法，但是由于植物细胞与微生物细胞形态结构不同，植物细胞微生物细胞大，对剪切力耐受性差，而且对氧的要求相对微生物要低得多，因为微生物发酵罐养微生物的方法并不完全适合于植物细胞的生长与生产。植物细胞培养具有周期长、细胞抗剪切能力弱、易聚团等特点，植物细胞对溶氧有严格要求，现有的植物细胞溶氧有以下方法：一是通过高搅拌转速对植物细胞培养物进行有效的混合，增加溶氧，但是高转速条件下的搅拌浆液产生的剪切力对植物细胞会产生严重伤害，容易导致植物细胞培养失败；二是增大空气流量和流速，但同样会产生较大的剪切力对植物细胞产生伤害，导致植物细胞生长异常。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种高效植物细胞反应器，具有结构简单、使用方便的特点。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种高效植物细胞反应器，包括罐体、空气分布器、搅拌轴、第一搅拌器、PLC控制器；

罐体上部设有进料口，罐体底部设有出料口，罐体顶端设有测压口，测压口上设有气压计；驱动电机固定在罐体顶端，驱动电机轴与搅拌轴相连，搅拌轴上设有第一搅拌器、第二搅拌器，第一搅拌器位于第二搅拌器上方；罐体底部设有空气分布器；罐体内设有溶氧电极、温度探头；罐体外设有降温夹套、升温夹套，降温夹套、升温夹套均为螺旋结构，降温夹套、升温夹套缠绕在罐体上，升温夹套一端通过第一管道与热水罐相连，第一管道上设有第一电磁阀，降温夹套一端通过第二管道与冷水机相连，第二管道上设有第二电磁阀；溶氧电极、温度探头分别与PLC控制器之间电连接，第一电磁阀、第二电磁阀分别与PLC控制器之间电连接；

第一搅拌器包括安装柱、组合叶，安装柱的左右两侧分别设有一组组合叶，组合叶包括内搅拌叶、中搅拌叶、外搅拌叶，内搅拌叶位于中搅拌叶内，中搅拌叶位于外搅拌叶内，内搅拌叶、中搅拌叶、外搅拌叶的截面形状均为半圆形，内搅拌叶、中搅拌叶、外搅拌叶的半径分别为R1、R2、R3，R1<R2<R3，内搅拌叶、中搅拌叶、外搅拌叶的宽度分别为L1、L2、L3，L1<L2<L3；

第二搅拌器包括上部、下部，上部包括安装环、主搅拌片，主搅拌片围绕安装环中心轴线环形阵列，主搅拌片的截面形状为圆弧形，主搅拌片与安装环倾斜相连，主搅拌片与上部中心轴线之间的夹角为A；下部包括安装环、副搅拌片，副搅拌片围绕安装环中心轴线环形阵列，副搅拌片位于两个相邻的主搅拌片之间，副搅拌片的截面形状为圆弧形，副搅拌片与安装环倾斜相连，副搅拌片与下部中心轴线之间的夹角为B，B>A；