[发明专利]生物反应器的供气装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物反应器的供气装置，该供气装置具有带第一尺寸的气体逸出口的第一供气件，并且具有至少一个带第二尺寸的气体逸出口的第二供气件。

背景技术

供氧是细胞新陈代谢过程中的重要的关键因素。虽然动物细胞消耗的氧明显少于细菌和酵母培养，但有效的供给是细胞-生物反应器运行中的最大挑战。除了细胞的供氧外，溶解的二氧化碳的浓度作为被控量也起到重要作用。

存在两种传统的供气方法：生物反应器顶部空间的供气和通过供气环直接吹入气体。在此方面，既使用由发酵槽公知的具有例如0.8mm的孔或者说气体逸出口的供气环，也使用同样构成气体逸出口的、具有例如20μm至45μm的气孔大小的、烧结塑料构成的所谓微型分布器。两种类型具有特有的优缺点。供气环产生较大的气泡，因此对于相同的“氧气传输率”来说需要更大的气体通过率。环形分布器利用其相对大的气泡适用于通过例如空气进行CO₂分离或驱除。具有相对小的气泡的微型分布器特别适用于供氧。但在此方面不利的是，由于气泡相对小在不利的条件下可能发生泡沫的形成。

供气装置作为生物反应器的（例如一次性反应器的）自动化的供气系统的部件使用，其中，空气、氧、二氧化碳和氮的输送可以彼此独立调节。氧局部压力和pH值的传感器可以调节这些重要的过程参数。

由WO 2009/122310A2、WO 2009/115926A2和WO 2009/116002A1公知具有混合器的并且具有在反应器内部空间的底部处的布置供气装置的一次性生物反应器。在此方面，公知的是，在底部处布置两个构造为相对套嵌的环形弧段的供气件。

这种已经证明基本上有效的供气装置中不利的是，它一方面相对高消耗地固定在反应器底部处，并且另一方面很难最佳地相对于搅拌器或混合器布置大量这样的供气件。

此外由WO 2008/088371A2公知一种生物反应器的供气装置，在该供气装置中，例如两个具有不同气体逸出口的供气件可以固定在反应器底部处。

在此，不利的是，供气件相对高消耗地固定在反应器底部处。在此，不利的还有，单个供气件在此不能最佳地相对混合器没有布置。

发明内容

本发明的目的因此在于，如此的改进用于生物反应器的公知的供气装置，使得其一方面更加简单地固定和另一方面每个供气件相对于布置在反应器内部空间中的混合器元件具有最佳位置。

该目的结合权利要求1前序部分由以下方式得以实现，即，供气件由具有分开的供气通道的共同壳体构成。

通过共同的壳体，供气装置在少的空间需求的情况下可以简单地并切相对于混合器在中心布置。

依据本发明一种优选的实施方式，壳体构造为环形盘，在该环形盘中彼此同心地布置有至少两个供气件。供气件的同心布置使混合器或搅拌器的最佳布置成为可能。

按照本发明一种优选的实施方式，第一供气件构造为具有直径大于0.1mm的气体逸出口的环形分布器，而第二供气件则构造为具有直径小于0.1mm的气体逸出口的微型分布器。在此方面，微型分布器的气体逸出口由多孔材料（例如烧结的塑料）构成。由此，在共同壳体中的狭窄空间上节省空间地既布置有环形分布器，也布置有微型分布器。

依据本发明的另一种优选的实施方式，第一供气件和第二供气件构造为各自具有两种不同大小气体逸出口的环形分布器，其中，气体逸出口大于0.1mm。

依据本发明的另一种优选的实施方式，第一供气件和第二供气件构造为各自具有两种不同大小气体逸出口的微型分布器，其中，气体逸出口小于0.1mm。

按照本发明的另一种优选的实施方式，壳体具有下部部件，在该下部部件中布置有各自具有径向分布的注入口的供气通道。由此，每个彼此分开地布置的供气通道具有自己的径向分布的注入口。

依据本发明的另一种优选的实施方式，下部部件由上部部件覆盖，该上部部件覆盖环形分布器的供气通道并具有气体逸出口。

在微型分布器的区域中，上部部件朝向供气通道具有弧段状开口，其中供气通道由构成气体逸出口的多孔材料制成的通风环覆盖或填塞。但原则上通风环也可以直接装入上部部件中。

上部部件可以相对于下部部件简单地通过密封件（例如绳圈密封件或O形圈）密封。

在其他优选的实施方式中，上部部件与下部部件要么焊接，要么粘接。

依据本发明的另一种优选的实施方式，注入口为了对供气通道的独立供给而各自具有带止回阀的软管接头。止回阀可靠地阻止由反应器内部空间到供气装置中的介质回流。