[发明专利]一种新型的动物细胞悬浮培养磁力搅拌系统

说明书

本发明公开了一种新型的动物细胞悬浮培养磁力搅拌系统，包括罐体，以及设置于罐体上方的顶搅拌系统和设置于罐体下方的底搅拌系统，所述顶搅拌系统为主搅拌系统，所述底搅拌系统为辅搅拌系统，所述顶搅拌系统包括动力驱动装置和由动力驱动装置驱动的顶搅拌桨，所述顶搅拌桨深入到罐体的内部，所述底搅拌系统包括动力驱动装置和由动力驱动装置驱动的底搅拌桨，所述底搅拌桨设置于罐体底部。本发明解决了普通机械式搅拌的机械配合间有间隙易使培养液染菌的问题；双搅拌机构有效缓解了搅拌轴的径向跳动问题，降低了细胞所承受的剪切力，有效提高了反应器内培养液的混合均匀度；解决了底部沉淀的问题；磁场对反应器内影响可以忽略不计。

技术领域

本发明涉及动物细胞悬浮培养反应器技术领域，具体涉及一种新型的动物细胞悬浮培养磁力搅拌系统。

背景技术

随着禽流感、口蹄疫等动物传染病暴发流行，兽用疫苗的市场需求量大幅度增加。规模化动物细胞培养作为生物产品制备的关键技术，已成为工业生产的重要环节。生物反应器是维持细胞体外生长繁殖的核心设备，细胞在培养过程中需要足够的水、氧气和其它一些营养物质，因此需要搅拌系统来搅拌细胞和营养液使其均匀混合，但细胞培养过程能承受剪切力很低。目前，普通机械搅拌式生物反应器是动物细胞培养生物反应器中应用最为广泛的一种。普通机械搅拌装置，通过搅拌器的作用使细胞和养分在培养液中均匀分布，使养分充分被细胞利用，并增大气液接触面，有利于氧的传递，可获得良好的混合和传质效果。在普通机械搅拌式生物反应器中，搅拌器、搅拌轴与传动装置分别位于罐体内部与外部，传动轴贯穿于罐体内外，一般通过机械密封对轴与罐体之间的间隙进行密封，机械密封一般密封可靠，使用寿命较长，但存在如下缺点：(1)机械配合有间隙，容易使培养液染菌；(2)维护复杂且维护成本高。

磁力传动搅拌设备与普通机械搅拌式反应器在功能上，除了动力传递方式不同外，其余基本相同。但磁力搅拌全密封、无污染，从根本上解决了普通机械搅拌机械配合有间隙，容易使培养液染菌的问题，并且维护简单、成本低。目前，中、小型磁力传动搅拌设备应用十分广泛，技术也很成熟。随着兽用疫苗的需求不断增长，生产规模不断扩大，磁力搅拌由于其发展存在一些不可避免的缺陷，磁力搅拌反应器的规模受到一定限制。需要从技术上解决问题，研制开发大容积规模反应器用的新型磁力搅拌器。磁力搅拌具有全密封、维护简单的优点，但也存在如下缺点：(1)在大容积磁力搅拌器开发设计中，搅拌轴一般都较长，重量也较大，搅拌轴在工作时会产生径向跳动；(2)磁力搅拌提供的力矩相对较小，大容量反应器需要较大转速才能达到搅拌效果，形成的剪切力也会随转速增大；(3)大容积单底磁力搅拌需要较大的转矩，需要较强的磁力，长时间的强磁场会对细胞的生长产生不良影响。

发明内容

本发明针对动物细胞悬浮培养用生物反应器搅拌系统的优化，旨在克服普通机械搅拌式反应器机械配合有间隙，易使培养液染菌、维护复杂且维护成本高的问题，缓解磁力搅拌应用在大容积反应器时搅拌轴易产生径向跳动，搅拌力矩不足，大容量反应器需要稍大转速，导致形成的剪切力过大的问题，提出了以顶磁力搅拌为主、底磁力搅拌为辅的一种新型的动物细胞悬浮培养磁力反应器搅拌系统。

本发明的技术方案如下：

一种新型的动物细胞悬浮培养磁力搅拌系统，包括罐体，以及设置于罐体上方的顶搅拌系统和设置于罐体下方的底搅拌系统，所述顶搅拌系统为主搅拌系统，所述底搅拌系统为辅搅拌系统，所述顶搅拌系统包括动力驱动装置和由动力驱动装置驱动的顶搅拌桨，所述顶搅拌桨深入到罐体的内部，所述底搅拌系统包括动力驱动装置和由动力驱动装置驱动的底搅拌桨，所述底搅拌桨设置于罐体底部。

作为本发明的进一步改进，所述动力驱动装置包括驱动器、外磁转子、内磁转子、搅拌轴、隔离套，所述内磁转子由外磁转子通过磁力耦合作用带动转动，搅拌轴与内磁转子连接，由内磁转子带动转动，所述隔离套设置于罐体顶部或底部，用于隔离内磁转子与外磁转子。