[发明专利]生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种罐体搅拌装置，具体的说是一种生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，属于发酵设备技术领域。

背景技术

在生物工程技术领域，发酵是生物技术产业化的基础，生物反应宏观动力学是发酵过程优化的基础，而生物反应器是发酵过程的外部环境，它直接影响发酵过程的效率和优化。在发酵设备中通气搅拌发酵设备被广泛应用，但通气方式无论怎样，空气均有外部经单独管道进入设备内通过分布器进行通气。目前，对于一些特殊种类的发酵，由于细胞的机械敏感性，不宜采用桨叶式搅拌，由于桨叶式搅拌容易对细胞造成损伤，不利于发酵的顺利进行，同时在搅拌过程中产生的泡沫需要另外增加设备进行消泡，增加设备投入，使设备运行复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，设备自身结构在发酵罐内产生压差，使培养液在罐体内翻动，保证发酵罐中的培养液能够充分搅拌。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，包括消泡室、负压搅拌器、通气室以及下搅拌器，所述消泡室、负压搅拌器、通气室以及下搅拌器在同一轴线上由上至下依次设置，所述消泡段通过溢泡导管穿过负压搅拌段与所述通气分散段相通，在所述消泡室外侧设有一圈消泡网罩；所述负压搅拌器外侧均匀设有至少两根搅拌管，所述搅拌管的外侧端部的开口为斜面结构，所述搅拌管的另一端通过所述负压搅拌器与通向罐底的中空轴相通；所述通气室内设有空气均布器，所述空气均布器通过通气导管由消泡室的顶端引出，在所述通气室的外部设有支撑框架，所述支撑框架上敷设丝网；所述下搅拌器安装在中空轴底端的出口处，所述下搅拌器上对称安装桨叶。

本发明的进一步限定技术方案，前述的生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，所述空气均布器由环形管构成，所述环形管布设在所述中空轴的外侧，所述环形管的下部均匀开设多个透气小孔，通过空气均布器对发酵罐内均匀通气，同时避免大流量空气进入造成大量气泡的产生，影响反应进程。

前述的生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，所述溢泡导管顶端出口处于消泡室的中上部，避免出口被封堵，造成泡沫无法溢出，影响消泡室的正常工作。

前述的生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，所述搅拌管的斜面方向设置一致，且搅拌管的斜面方向与搅拌装置转动方向相反，通过搅拌管的搅动，在管口的斜面处形成负压区，造成搅拌管管口处与中空轴底端入口处的压力差，从而使培养液在反应罐内产生流动，实现对培养液内的细胞进行搅拌。

进一步的，前述的生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，所述下搅拌器的桨叶通过桨杆连接环形座，所述环形座通过螺栓固定在中空轴底端。

本发明的有益效果是：

本发明采用低剪切结构对反应罐中的培养液进行搅拌，通过旋转中空轴带动搅拌管，从而在搅拌管管口与中空轴的底端形成压差，使的培养液在罐体内循环搅拌，这样就避免了因剪切搅拌造成对细胞的损伤；同时在该搅拌装置的底端设置小型的搅拌桨叶，目的是为了让细胞能更好的利用氧气进行呼吸作用，同时避免了培养液中的细胞沉积的罐底；在本套装置中不仅能够给培养液提供搅拌动力，同时还能给培养提供通气功能，在通气过程中，能够有效减少泡沫的生成，即便产生少量的泡沫也能通过自身的消泡室将泡沫消除，克服了传统通气设备带来的弊端。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种生物反应器低剪切提升式通气搅拌装置，结构如图1所示，包括消泡室1、负压搅拌器2、通气室3以及下搅拌器4，消泡室、负压搅拌器、通气室以及下搅拌器在同一轴线上由上至下依次设置，消泡段通过溢泡导管12穿过负压搅拌段与通气分散段相通，溢泡导管顶端出口处于消泡室的中上部，在消泡室外侧设有一圈消泡网罩5；负压搅拌器外侧均匀设有三根搅拌管6，搅拌管设置方向与中空轴7方向垂直，搅拌管的外侧端部的开口为斜面结构，搅拌管的斜面结构的方向设置一致，且搅拌管的斜面方向与搅拌装置转动方向相反，搅拌管的另一端通过负压搅拌器与通向罐底的中空轴相通；通气室内设有空气均布器8，空气均布器由环形管构成，环形管布设在中空轴的外侧，环形管的下部均匀开设多个透气小孔，空气均布器通过通气导管10由消泡室的顶端引出，在通气室的外部设有支撑框架，支撑框架上敷设丝网11；下搅拌器安装在中空轴底端的出口处，下搅拌器上对称安装桨叶9，下搅拌器的桨叶通过桨杆连接环形座，环形座通过螺栓固定在中空轴底端。