一种一次性生物反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及生物反应器技术领域，特别是涉及到了一种一次性生物反应器。该一次性生物反应器包括反应器腔体和连通管，连通管位于反应器腔体顶部，所述反应器腔体由两片以上的腔壁经融合连接或粘合连接而成并且具有交汇部和至少一个通过交汇部与连通管交汇连通的中空臂部，所述中空臂部的末端封闭。本实用新型专利技术利用摇摆摇床，平面回旋摇床和三维回旋摇床驱动反应器腔内液体沿其长轴流动，从而产生波浪和湍流混合，与现有的摇床驱动的反应器产生涡流混合和增大气液交换表面积的方式相比，大大提高了混合和传质效率。

【技术实现步骤摘要】
一种一次性生物反应器
本技术涉及生物反应器
，特别是涉及到了一种一次性生物反应器。
技术介绍
摇床驱动的非介入混合式生物反应器包括小型的培养管，转瓶，锥形瓶，倒置锥底 瓶，平锥底瓶和平锥底罐以及搅拌桨驱动的不同规模的搅拌式生物反应器，是目前最广泛 使用的用于发酵和细胞悬浮培养的生物反应器。摇床驱动的非介入式混合生物反应器的共 同特点是开口位于反应器的一端且与反应器腔体长轴同轴，除转瓶水平放置外均开口在上 端并通过旋转或回旋方式驱动反应器内液体产生涡流而实现。而通过产生涡流来提高液体 的氧传递主要是利用增大液体表面积的原理，这种靠增大液体表面积的氧传递方式仍然存 在混合效率低的问题。由于开口位于反应器长轴的一端且与反应器腔体长轴同轴，为了防 止液体溅出，需要加大上部气体通道的长度，也就是加大了通过反应器开口进行气体交换 的无效通道，因而降低了气体交换的效率。虽然搅拌式生物反应器具有高效的混合，但由于 搅拌桨的剪切力会造成细胞损伤和死亡而限制其只能采取温和的搅拌，这也是搅拌式反应 器的主要缺陷之一。 另外，现有的转瓶，锥形瓶，倒置锥底瓶，平锥底瓶和平锥底罐以及不同大小的搅 拌罐反应器均由硬质材料如玻璃，硬塑料和不锈钢等制成，由于玻璃和不锈钢材料的反应 器需要重复使用，不仅带来清洗，消毒和认证的麻烦，而且还存在交叉污染的风险。虽然硬 塑料注塑成型的反应器可以一次性使用，但由于生产工艺效率限制和使用原料相对多，形 状固定不能伸缩变形以及相互间不能相互套叠，占空间大，不仅运输，辐照和存放成本高， 同时也产生的较多废物带来更多的环境问题，虽然对全硬质的微型反应器一次性使用是可 行的，但对转瓶及以上规模的反应器，特别是大型生产规模的反应器来说，全硬质材料注 塑成型的反应器一次性使用将会带来生产成本，辐照成本，运输成本和存放成本的大幅提 高并产生大量废物，从节约成本和环保的角度考虑是不可取的。因此研发以工艺开发和系 列放大为目的的小型反应器和以规模生产为目的的大型反应器并实现一次性使用是未来 生物反应器的发展趋势，需要进一步研发更节省材料，更高生产效率，更少占空间和产生环 境废物的新型生物反应器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种一次性生物反应器，以解决现有的摇床驱动的非 介入混合现有的摇床驱动式生物反应器的存在混合和传质效率低的问题。 为了解决上述问题，本技术的一次性生物反应器采用以下技术方案：一次性 生物反应器，包括反应器腔体和连通管，连通管位于反应器腔体顶部，所述反应器腔体由两 片以上的腔壁经融合连接或粘合连接而成并且具有交汇部和至少一个通过交汇部与连通 管交汇连通的中空臂部，所述中空臂部的末端封闭。 所述中空臂部水平设置。 反应器腔体有一个所述中空臂部，连通管位于反应器腔体顶部并且与中空臂部一 起形成L形结构。 反应器腔体有两个所述中空臂部，连通管设于反应器腔体顶部并且与中空臂部一 起形成倒T字形结构。 反应器腔体有两片所述腔壁，两片腔壁一上一下设置，位于上部的一个为上腔壁， 另一个为下腔壁，上、下腔壁中至少一片为有曲面腔壁。 所述上、下腔壁中的一个为可保持其固有形状的固形支持腔壁，另一个为软膜腔 壁。 所述固形支持腔壁由塑料原料经注塑成型或由塑料片材经吸塑或吹塑成型。 软膜腔壁由平面塑料膜构成或者是由平面塑料膜经吸塑成型的可形变的软膜泡 构成。 上、下腔壁均为所述有曲面腔壁，所述固形支持腔壁为可插套叠置的叠摞式腔壁， 软膜腔壁为可折入固形支持腔壁内以使反应器腔体能够插套叠置的腔壁。 上、下腔壁中的一个为所述有曲面腔壁，另一个为平面腔壁。 连通管与上腔壁为一体式结构。 连通管的外端口是在吸塑成型后冲切而成，连通管的外端口处具有冲切留下的环 绕外端口的加强环。 所述下腔壁为所述有曲面腔壁，该生物反应器还包括支持固定座，所述支持固定 座上设有用于为下腔壁让位的让位凹槽，让位凹槽的槽口周边设置有用于固定或牵拉反应 器腔体的固定结构。 所述上、下腔壁的结合处具有向外围延伸的用于支持和牵拉固定反应器腔体的联 合缘。 该反应器还包括罩盖用于封盖反应器腔体的上腔壁的罩盖，罩盖上设有用于封堵 连通管的管口的封管部。 所述罩盖形成反应器腔体的翻盖结构，罩盖的相对的两侧中的一侧与联合缘连接 在一起，另一侧与联合缘之间设有固定卡扣。 反应器腔体的腔壁上设置有连通反应器内腔供液体和气体进出以及溶氧，二氧 化碳，PH传感器电极通过的管道，所述连通反应器内腔的管道与所连接的腔壁为一体成型 结构。 反应器腔体由两个所述腔壁融接或粘接而成，两腔壁中的一个为前腔壁，另一个 为后腔壁，前、后腔壁的配合处设有联合缘，反应器腔体的中空臂部由前、后腔壁的相应部 位构成。 本技术的有益效果：在该一次性生物反应器中，反应器腔体具有交汇部和至 少一个通过交汇部与连通管交汇连通的中空臂部，中空臂部的末端密闭并且连通管位于反 应器腔体顶部。由于所述中空臂部的存在，本技术的生物反应器能够至少在中空臂部 处使液体在一个狭长的空间内流动，由于连通管设于反应器腔体顶部，液体沿反应器的水 平方向的长轴流动，连通管的轴反应器液体流动的轴为垂直轴向，无论置于摇摆的摇床，平 面回旋摇床，还是三维回旋摇床，均可使液体在反应器中空臂部内流动而不会造成溅出，当 到达中空臂部的封闭端时，液流在中空臂部封口端产生的湍流、涡流和波浪的作用下翻腾、 折返并且上下交替，在翻腾和上下交替的过程中将上部空间的氧气卷入液流，即中空臂部 中的液体能够在流动的过程中不停的上下翻滚交替，从而充分的与氧气接触，与现有技术 中依靠增大液流表面积的方式来使液流与氧气混合的方式相比，大大提高了混合和传质效 率。 更进一步的，带曲面腔壁可在牵拉反应器腔体时起到减少反应器腔体褶皱的作 用；固形支持腔壁更加有利于保持反应器腔体内的三维空间且使用方便；将固形支持腔壁 设为可插套叠置的叠摞式腔壁以后，能够进一步减小反应器所占的空间，方便反应器的运 输、辐照和存放，降低成本；连通管外端口处的加强环具有加强连通管口强度和防止管帽滑 脱掉得作用；支持固定座可协助反应器腔体的固定，为反应器的大型化发展带来方便；联 合缘不仅可以起到支撑反应器腔体的作用，而且为对反应器腔体的牵拉提供了着力点。罩 盖可以将上腔壁连同连通管整体遮住封闭，罩盖的封管部可用于封堵连通管的管口，在打 开罩盖的时候，可不必与连通管口周围直接接触，从而避免对液体的污染；翻盖式的罩盖可 避免丢失，卡扣是为了方便对罩盖的固定。反应器腔体的腔壁上包括软膜腔壁上设置的连 通反应器内腔供液体和气体进出以及溶氧，二氧化碳，PH传感器电极通过的管道，均与反 应器腔壁一体成型，免去了管道与反应器腔壁，特别是软膜腔壁间的连接需要打孔和融合 圈热合焊接的麻烦工艺。 【附图说明】 图1是一次性生物反应器的实施例1的结构示意图； 图2是一次性生物反应器的实施例1的分解图； 图3是一次性生物反应器的实施例1的第一工作原理图； 图4是一次性生物反应器的实施例1的第二工作原理图； 图5是图1中的连通管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一次性生物反应器，包括反应器腔体和连通管，连通管位于反应器腔体顶部，其特征在于，所述反应器腔体由两片以上的腔壁经融合连接或粘合连接而成并且具有交汇部和至少一个通过交汇部与连通管交汇连通的中空臂部，所述中空臂部的末端封闭。

【技术特征摘要】
1. 一次性生物反应器，包括反应器腔体和连通管，连通管位于反应器腔体顶部，其特征 在于，所述反应器腔体由两片以上的腔壁经融合连接或粘合连接而成并且具有交汇部和至 少一个通过交汇部与连通管交汇连通的中空臂部，所述中空臂部的末端封闭。2. 根据权利要求1所述的一次性生物反应器，其特征在于，所述中空臂部水平设置。3. 根据权利要求1所述的一次性生物反应器，其特征在于，反应器腔体有一个所述中 空臂部，连通管位于反应器腔体顶部并且与中空臂部一起形成L形结构。4. 根据权利要求1所述的一次性生物反应器，其特征在于，反应器腔体有两个所述中 空臂部，连通管设于反应器腔体顶部并且与中空臂部一起形成倒T字形结构。5. 根据权利要求1所述的一次性生物反应器，其特征在于，反应器腔体有两片所述腔 壁，两片腔壁一上一下设置，位于上部的一个为上腔壁，另一个为下腔壁，上、下腔壁中至少 一片为有曲面腔壁。6. 根据权利要求5所述的一次性生物反应器，其特征在于，所述上、下腔壁中的一个为 可保持其固有形状的固形支持腔壁，另一个为软膜腔壁。7. 根据权利要求6所述的一次性生物反应器，其特征在于，所述固形支持腔壁由塑料 原料经注塑成型或由塑料片材经吸塑或吹塑成型。8. 根据权利要求6所述的一次性生物反应器，其特征在于，软膜腔壁由平面塑料膜构 成或者是由平面塑料膜经吸塑成型的可形变的软膜泡构成。9. 根据权利要求6所述的一次性生物反应器，其特征在于，上、下腔壁均为所述有曲面 腔壁，所述固形支持腔壁为可插套叠置的叠摞式腔壁，软膜腔壁为可折入固形支持腔壁内 以使反应器腔体能够插套叠置的腔壁。10. 根据权利要求5所述的一次性生物反应器，其特征在于，上、下腔壁中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志强，童胜，刘慧涛，
申请(专利权)人：郑州威瑞生物技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41