[发明专利]磁力搅拌生物反应器及其磁力搅拌系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术工艺，尤其涉及一种磁力搅拌生物反应器及其磁力搅拌系统。

背景技术

在生物技术领域，现有的小试及中试规模的反应器采用各种搅拌系统，如气体搅拌，机械搅拌系统等。其中，机械搅拌系统有电机与搅拌轴直接相连和轴与电机分离的磁力传动的机械搅拌系统。电机与搅拌轴直接相连，涉及到轴与反应器的动密封问题，由于密封材料的耐温、耐压性能等使得这样的反应器特别在在微生物培养等方面存在泄漏和染菌的可能性。而在磁力传动的机械搅拌系统中，轴与反应器的密封采用静密封，这样降低了在微生物培养等方面存在泄漏和染菌的可能性。但在现有的磁力传动的机械搅拌系统中，已有的双端支撑磁力搅拌系统，但双端支撑的磁力搅拌系统存在顶端支撑轴承材料使用寿命问题及拆装的方便性等问题。

例如，图1便示出了一种现有技术中的生物反应器1，其包括密封的容器11和搅拌器，所述搅拌器设置在容器11的顶部，该搅拌器的搅拌轴12一部分设置在容器11内，另一部分从容器11的顶部伸出，且与容器11外部的电机13直接连接，所述搅拌轴12设置在容器11内的一端通过底部支撑轴承14与底部支架15连接。这种生物反应器的缺点是：

1、搅拌器的搅拌轴与电机直接连接(即搅拌轴与容器为动密封)，这会带来泄漏和染菌的问题，特别是在微生物培养等方面，而反应器的灭菌是工艺成功的关键因素。

2、搅拌轴的两端分别支撑在容器上(即采用双端支撑的搅拌轴)，这样不利于拆卸，为安装和清洗带来不便。

另外，现有的反应器为追求简易，在控温系统的加热部分往往采用水夹套或平底夹套直接电加热方式，其传热面积小，控温慢，受热不均匀，精度不高，容易造成局部过热现象。其冷却部分往往采用自来水冷却方式，因此控制有迟后，动态波动大，精度差，而且自来水用量大。更有为了简易设计的，采用热得快方式，因此造成受热不均，最终都会影响到过程结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁力搅拌生物反应器及其磁力搅拌系统，以解决现有生物反应器因泄漏而染菌等问题，并使其利于拆卸，为安装和清洗提供方便。

为此，本发明提供一种磁力搅拌系统，应用于一生物反应器，该生物反应器具有一反应腔，所述磁力搅拌系统包括：磁钢主动盘，设置于所述反应腔外，在一驱动力的作用下转动；磁钢从动盘，设置于所述反应腔内，且与所述磁钢主动盘相对而设，所述磁钢从动盘与磁钢主动盘磁耦合；固定轴，位于所述反应腔内，且设置于所述反应腔的底部；搅拌轴，设置于所述反应腔内，并与所述磁钢从动盘固定连接，其中，所述搅拌轴与磁钢从动盘套设于所述固定轴上；搅拌桨叶，设置于所述搅拌轴上；定位件，设置于所述搅拌轴上，且顶住所述固定轴，以调节磁钢从动盘与磁钢主动盘之间的间距。

进一步的，所述定位件顶住固定轴的一端为圆锥状，且所述固定轴具有一对应的圆锥形凹坑。

进一步的，所述定位件由螺杆构成，其一端穿过所述搅拌轴而露于其外，另一端顶住所述固定轴，且当调节螺杆旋进搅拌轴时，磁钢从动盘与磁钢主动盘之间的间距变大；当调节螺杆旋出搅拌轴时，磁钢从动盘与磁钢主动盘之间的间距变小；

本发明还提供一种磁力搅拌生物反应器，包括基座以及位于基座之上的反应腔，磁力搅拌系统，该系统包括：磁钢主动盘，设置于所述反应腔外，在一驱动力的作用下转动；磁钢从动盘，设置于所述反应腔内，且与所述磁钢主动盘相对而设，所述磁钢从动盘与磁钢主动盘磁耦合；固定轴，位于所述反应腔内，且设置于所述反应腔的底部；搅拌轴，设置于所述反应腔内，并与所述磁钢从动盘固定连接，其中，所述搅拌轴与磁钢从动盘套设于所述固定轴上；搅拌桨，设置于所述搅拌轴上；定位件，设置于所述搅拌轴上，且顶住所述固定轴，以调节磁钢从动盘与磁钢主动盘之间的间距；动力提供系统，设置于所述基座上，且位于所述反应腔外，为所述磁钢主动盘提供驱动力。

进一步的，所述的磁力搅拌生物反应器还包括：夹套，包覆于所述反应腔的底部；且该夹套内具有热传递液体介质；该夹套壁上具有一液体介质入口与出口，且所述液体介质入口与出口之间连接一控温外循环泵。

进一步的，所述反应腔的底部为部分球形。

进一步的，所述反应腔的底部为半球形。

进一步的，所述动力提供系统包括电机、小带轮、大带轮和驱动轴，其中所述驱动轴连接于所述磁钢主动盘，且所述电机通过小带轮驱动大带轮带动驱动轴转动，进而驱动所述磁钢主动盘转动。