[发明专利]一种气体阶梯式内循环生物反应器

说明书

本发明是一种搅拌时不会对培养液中的生物细胞造成机械性损伤、又能让气体长时间同培养液接触的气体阶梯式内循环生物反应器。这样一种气体阶梯式内循环生物反应器，包括有反应器主管，反应器主管上方一端设置有进气口；出气口，反应器主管上方另一端设置有出气口；气泵，反应器主管上侧设置有气泵；出气管，气泵的出气端与进气口之间设置有出气管。工作人员启动气泵，从而使得气体从多块挡板下方的培养液穿过对培养液进行多次柔和的搅动，同时，由挡板隔成的每一个气室保证了气体同培养液的长时间接触，从而大大延长了生物的生长时间，提高了生物的产量。

技术领域

本发明涉及一种生物反应器，尤其涉及一种气体阶梯式内循环生物反应器。

背景技术

生物反应器有很多种，靠气体浮力由下往上对培养液进行搅动为主要特征的有气升式、负压驱动、正压驱动。他们的共同特点是根据气体比液体比重小的特点，让气泡在液体中自动向上升起，上升的气泡对培养液进行搅动，有利于培养液中的生物同气体进行反应。

气升式反应器作用机理是利用气泡在培养液中快速垂直上升，从而达到搅动培养液的目的。而负压驱动和正压驱动反应器都是在气泡进入培养液后，气泡沿着管道上壁由低向高浮动，搅动培养液。他们的共同缺点是气泡虽然对培养液起到搅拌作用，但气泡在上浮的过程中同它柔和搅动的那一部分液体，几乎都只有瞬间接触时间，气泡内的气体同生物细胞培养液起反应的时间极短，导致该类生物反应器反应效率极低。

能否发明一种既能让气泡对培养液进行柔和地搅动，不会对培养液中的生物细胞造成机械性损伤，又能让气体长时间同培养液接触，大幅度延长气体同培养液的生物起反应的时间，从而达到提高生产效率的目的。这是全世界从事生物反应器研制生产和使用者长期想解决但未能如愿的难题。

因此，我们设计发明了一种搅拌时不会对培养液中的生物细胞造成机械性损伤、又能让气体长时间同培养液接触的气体阶梯式内循环生物反应器，用来解决现有技术存在的问题。

发明内容

为了克服搅动培养液对生物细胞造成机械性损伤、气泡内的气体同生物细胞培养液起反应的时间极短的缺点，要解决的技术问题是：提供一种搅拌时不会对培养液中的生物细胞造成机械性损伤、又能让气体长时间同培养液接触的气体阶梯式内循环生物反应器。

本发明的技术方案是：一种气体阶梯式内循环生物反应器，包括：反应器主管，反应器主管上方一端设置有进气口；出气口，反应器主管上方另一端设置有出气口；气泵，反应器主管上侧设置有气泵；出气管，气泵的出气端与进气口之间设置有出气管，且出气管使得反应器主管上方一端进气口与气泵的出气端相通连；进气管，气泵的进气端与反应器主管出气口之间设置有进气管，且进气管使得反应器主管上方另一端出气口与气泵的进气端相通连；排液阀，反应器主管靠近下侧一端设置有排液阀；进液阀，反应器主管靠近上侧一端设置有进液阀；挡板，反应器主管内壁上沿反应器主管轴线间隔均匀设置有若干块阶梯式高低不同的挡板，挡板相互之间与反应器主管内壁之间形成一个个气室；截止阀，出气管上设置有截止阀。

进一步的，还包括：第一气阀，进气管上设置有第一气阀；第二气阀，出气管上设置有第二气阀，第二气阀位于进气口与截止阀之间。

进一步的，还包括：进气管上设置有氧气传感器，氧气传感器位于第一气阀和出气口之间。

进一步的，还包括：反应器主管内壁上的挡板数量为2到100块。

进一步的，还包括：反应器主管内壁上的挡板上部与反应器主管内壁紧密连接，且挡板宽度在25cm-3cm依次排列，挡板长度与反应器主管宽度相同。

进一步的，还包括：反应器主管内壁上的挡板间距为0.2m-3m之间。

进一步的，还包括：反应器主管内壁上的挡板是厚度为1mm-10mm的厚板或厚度为10cm-100cm的槽板。

进一步的，还包括：反应器主管的直径或宽度在0.2m-2m之间。