[发明专利]一种基于数据库的生物反应器设计方法及系统

权利要求书

1.一种基于数据库的生物反应系统设计方法，其特征在于，包括：

步骤S1：针对一目标反应系统的设计需求生成所述目标反应系统的设计特征；

步骤S2：自所述数据库中采用所述设计特征查找一相近的历史反应系统，对所述历史反应系统进行调整，以生成一模拟反应系统；

步骤S3：对所述模拟反应系统进行模拟并迭代，当所述模拟反应系统符合所述目标反应系统的设计指标后，将所述模拟反应系统作为所述目标反应系统输出；

所述步骤S1包括，根据所述设计需求对应的细胞类型，生成符合特定细胞培养特性的设计指标；

所述设计指标用于确定所述目标反应系统的类型；

随后，采用所述设计指标生成所述设计特征，所述设计特征用于对所述目标反应系统进行工艺表征；

于所述步骤S1之前包括一数据库生成过程，所述数据库生成过程具体包括：

步骤A1：获取多组历史反应系统，对所述历史反应系统分别进行测试以生成对应于所述历史反应系统的工艺信息和所述设计特征；

步骤A2：根据所述工艺信息和所述设计特征建立所述历史反应系统的反应器模型；

所述反应器模型用于表征所述历史反应系统的工艺指标与机械设计特征变化规律；

步骤A3：将所述历史反应系统和所述反应器存入所述数据库；

则所述步骤S3之后还包括：

步骤S4：提取所述目标反应系统的所述工艺信息和所述设计特征，根据所述目标反应系统的所述工艺信息和所述设计特征对所述数据库进行更新。

2.根据权利要求1所述的生物反应系统设计方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31：对所述模拟反应系统进行模拟，获得所述模拟反应系统的工艺性能数据；

步骤S32：根据所述工艺性能数据判断所述模拟反应系统是否符合所述设计指标；

若是，将所述模拟反应系统作为所述目标反应系统输出；

若否，对所述模拟反应系统的机械特征进行调整，随后返回所述步骤S31。

3.根据权利要求2所述的生物反应系统设计方法，其特征在于，所述步骤S32中，对所述机械特征进行调整的方法包括：

确定一目标Kla值，在所述目标Kla值不变的情况下对所述模拟反应系统进行缩放；

和/或，确定一目标P/V值，在所述目标P/V值不变的情况下对所述模拟反应系统进行缩放；

和/或，确定一目标OTR值，在所述目标OTR值不变的情况下对所述模拟反应系统进行缩放；

和/或，对所述模拟反应系统进行多参数风险分析以获得影响系数，根据所述影响系数对所述模拟反应系统进行缩放。

4.根据权利要求2所述的生物反应系统设计方法，其特征在于，所述步骤S31中，采用一等值曲线图显示所述工艺性能数据；

则所述步骤S32还包括：通过调整所述等值曲线图的投影方式、显示范围，并基于Kla值进行逆运算获得Pv值、通气量、转速和vvm，以判断所述模拟反应系统是否符合所述设计指标。

5.一种基于数据库的生物反应系统设计系统，其特征在于，用于实施如权利要求1-4任意一项所述的生物反应系统设计方法，包括：

设计特征提取单元，所述设计特征提取单元接收一目标反应系统的设计需求，根据所述设计需求确定设计特征；

反应系统生成单元，所述反应系统生成单元自所述数据库中采用所述设计特征查找一历史反应系统，并根据所述历史反应系统生成模拟反应系统；

迭代单元，所述迭代单元对所述模拟反应系统进行模拟并迭代，直至所述模拟反应系统符合所述目标反应系统的设计指标后输出。

6.根据权利要求5所述的生物反应系统设计系统，其特征在于，还包括数据库生成单元和数据库更新单元；

所述数据库生成单元获取多组历史反应系统，根据所述历史反应系统建立并存储对应于所述历史反应系统的反应器模型；

所述数据库更新单元获取所述目标反应系统，并提取所述目标反应系统的工艺信息和设计特征，根据所述目标反应系统的所述工艺信息和所述设计特征对所述数据库进行更新。