一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器及其使用方法技术

本发明专利技术的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，包括反应器罐体本体，反应器罐体本体内具有罐体附件，其配置有，温度控制系统，补料系统，进气系统，排气系统，取样系统，CIP清洗系统，自控系统，其包括具有显示终端和输入终端的控制器。不锈钢生物反应器的磁力搅拌系统使用磁力搅拌器，具有低剪切效应，同时又具有较好的传递效果且遵循流体力学性质；该不锈钢生物反应器的结构设计满足规模放大的需求，解决了放大后空气流量、搅拌转速、搅拌功率消耗的问题，最大体量可以达到20000L，具有很强的经济效益；自控系统与不锈钢生物反应器的结合，为过程参数测量、数据管理分析、实现过程优化控制提供了及其便利的手段，可操作性强。可操作性强。可操作性强。

【技术实现步骤摘要】
一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及生物制药
，特别是一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器的及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着现代生物技术的发展，人们逐步意识到生物过程工程与设备在现代生物技术产业化中的重要作用。生物过程工程与设备不仅为传统生物技术产业（传统发酵工业和传统医药工业）的改造以及现代生物技术产业提供高效率的生物反应，还提供单元化生产设备、工艺过程最优化、在线自控系统、系统集成设计等工程概念与技术。随着现代生物技术的发展，对生物技术过程与设备提出了更高的要求，使对生物反应工艺的研究和优化以及新型设备开发更加重要；不锈钢生物反应器是为微生物发酵或细胞培养提供良好的反映环境以完成生物催化反应的核心设备，承担产物的生产任务。它的结构、操作方式和操作条件对生物过程产品的质量、转化率以及能耗有着密切关系，近年来，国内外发酵罐日益趋向大容量发展，大型不锈钢生物反应器都具有简化管理、节省投资、降低成本以及便于自动化控制等优点；一个优良的培养装置应该具有严密的结构，良好的液体混合性能、较高的传质、传热速率，同时还应具有配套而又可靠的检测以及控制仪表，判断不锈钢生物反应器好坏的唯一标准应该是该反应器能否适合工艺要求，以获得最大的生产效率；随着生产规模的日益扩大，单凭经验或经典的实验数据控制生产已远远不能适应时代需求，而且由于反应器结构不当或控制不合理引起的投资风险也急剧增加；故提出一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器的及其使用方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种能够符合哺乳动物细胞培养的工艺要求，且拥有自动化控制系统，生产效率高的哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器的及其使用方法。
[0004]本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器的及其使用方法，包括反应器罐体本体，反应器罐体本体内具有罐体附件，其配置有，温度控制系统，其包括，工业蒸汽管道、冷却水管道、夹套、具有泵体的夹套循环管路和换热器，所述夹套循环管路的一端设置为与夹套连接的控温端、另一端设置为与换热器连接的换热端，所述工业蒸汽管道以及冷却水管道上均具有一个所述换热器以此通过夹套对反应器罐体本体选择性供冷供热；补料系统，其包括基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路和备用管路，所述基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路和备用管路的出口端通过接头与反应器罐体本体内部连通，所述碱液管路、消泡剂管路以及备用管路的进口端均连接
有料罐或补料袋；进气系统，其包括若干根进气管道、底层通气管道以及表层通气管道，所述底层通气管道的出口端连接在反应器罐体本体的底部内，所述表层通气管道的出口端连接在反应器罐体本体的顶部内，所述若干根进气管道的出口端分别与底层通气管道以及表层通气管道并联连接，在底层通气管道以及表层通气管道上设有对气体进行过滤的气体过滤器；排气系统，其包括连接在反应器罐体本体顶部内的排气管道；磁力搅拌系统，其包括搅拌器桨叶以及动力机构，所述动力机构的动力输出端连接至反应器罐体本体内，所述搅拌器桨叶与位于反应器罐体本体内的动力机构的动力输出端传动连接；取样系统，其包括设置在反应器罐体本体中下侧壁上具有阀体的取样管道；CIP清洗系统，其包括CIP清洗系统自备的清洗管道以及回流管道，所述CIP清洗系统的洗涤剂通过CIP清洗系统自备的清洗管道分别与所述反应器罐体本体、基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路、备用管路、底层通气管道、表层通气管道、排气管道以及取样管道连接，所述回流管道的进口端与反应器罐体本体底部内连通以此对液体进行回收/排放；供蒸汽及灭菌系统，其包括洁净蒸汽进入管道以及蒸汽排放管道，所述洁净蒸汽进入管道分别与所述反应器罐体本体、基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路、备用管路、底层通气管道、表层通气管道、排气管道以及取样管道连接，所述蒸汽排放管道的进口端与所述反应器罐体本体内连通以此对蒸汽冷凝水进行回收/排放；自控系统，其包括具有显示终端和输入终端的控制器，该控制器是带有Batch功能即批处理功能的DCS控制系统，比如PCS7+Batch控制系统，可以在Batch系统中建立配方，发布订单，PCS7系统层面具体执行Batch系统的指令，作用于上述的不锈钢生物反应器的各个硬件系统，不锈钢生物反应器是带有EM控制模块层级的，其自下而上的层级结构是CM至EM至Phase至Recipe的控制逻辑。
[0005]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的，以上所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，所述的罐体配件具有温度显示仪表、压力显示仪表、pH值显示仪表、溶氧显示仪表、消泡电极、二氧化碳分压显示仪表、总细胞显示仪表、活细胞显示仪表、拉曼仪表、重量计量仪表以及液位计量仪表。
[0006]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的，以上所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，所述的排气管道上设有控制反应器罐体本体内部压力的压力调节阀、对排气管道内的气体进行过滤的气体过滤器以及防止由冷凝水造成管道堵塞的换热器。
[0007]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的，以上所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，所述的若干根进气管道具有压缩空气进气管道、氧气进气管道以及二氧化碳进气管道，所述的压缩空气进气管道、氧气进气管道以及二氧化碳进气管道上具有压力调节阀、流量计以及止回阀。
[0008]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的，以上所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，所述洁净蒸汽进入管道上的每个冷点均设有温度检测单元，所述的供蒸汽及灭菌系统还具有用于排放冷凝水的冷凝水排放管道，所述冷凝水
排放管道与洁净蒸汽进入管道连通。
[0009]本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来实现的，一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器的使用方法，该方法采用以上技术方案中的哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器其步骤如下：（1）反应器罐体本体内部的温度调节：（1.1）反应器罐体本体内部升温：在夹套循环管路上自带的循环泵正常作业的状态下，自控系统通过工业蒸汽管道对换热器进行供热，供热期间换热器进行换热并对夹套循环管路内循环流动的介质进行加热，提高夹套及反应器罐体本体内部温度，期间自控系统实时监测反应器罐体本体内部温度，达到加热温度后不再进行加热；（1.2）反应器罐体本体内部降温：在夹套循环管路上自带的循环泵正常作业的状态下，自控系统通过冷却水管道对换热器进行冷却，冷却期间换热器进行换热并对夹套循环管路内循环流动的介质进行冷却，降低夹套及反应器罐体本体内部温度，期间自控系统实时监测反应器罐体本体内部温度，达到冷却温度后不再进行冷却；（2）反应器罐体本体内部的补料：自控系统采用一次性或者间歇性通过基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路或备用管路对反应器罐体本体内部添加定量的基础培养基、接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，其特征在于：包括反应器罐体本体，反应器罐体本体内具有罐体附件，其配置有，温度控制系统，其包括，工业蒸汽管道、冷却水管道、夹套、具有泵体的夹套循环管路和换热器，所述夹套循环管路的一端设置为与夹套连接的控温端、另一端设置为与换热器连接的换热端，所述工业蒸汽管道以及冷却水管道上均具有一个所述换热器以此通过夹套对反应器罐体本体选择性供冷供热；补料系统，其包括基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路和备用管路，所述基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路和备用管路的出口端通过接头与反应器罐体本体内部连通，所述碱液管路、消泡剂管路以及备用管路的进口端均连接有料罐或补料袋；进气系统，其包括若干根进气管道、底层通气管道以及表层通气管道，所述底层通气管道的出口端连接在反应器罐体本体的底部内，所述表层通气管道的出口端连接在反应器罐体本体的顶部内，所述若干根进气管道的出口端分别与底层通气管道以及表层通气管道并联连接，在底层通气管道以及表层通气管道上设有对气体进行过滤的气体过滤器；排气系统，其包括连接在反应器罐体本体顶部内的排气管道；磁力搅拌系统，其包括搅拌器桨叶以及动力机构，所述动力机构的动力输出端连接至反应器罐体本体内，所述搅拌器桨叶与位于反应器罐体本体内的动力机构的动力输出端传动连接；取样系统，其包括设置在反应器罐体本体中下侧壁上具有阀体的取样管道；CIP清洗系统，其包括CIP清洗系统自备的清洗管道以及回流管道，所述CIP清洗系统的洗涤剂通过CIP清洗系统自备的清洗管道分别与所述反应器罐体本体内、基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路、备用管路、底层通气管道、表层通气管道、排气管道以及取样管道连接，所述回流管道的进口端与反应器罐体本体底部内连通以此对液体进行回收/排放；供蒸汽及灭菌系统，其包括洁净蒸汽进入管道以及蒸汽排放管道，所述洁净蒸汽进入管道分别与所述反应器罐体本体内、基础培养基管路、接种液管路、碱液管路、消泡剂管路、备用管路、底层通气管道、表层通气管道、排气管道以及取样管道连接，所述蒸汽排放管道的进口端与所述反应器罐体本体内连通以此对蒸汽冷凝水进行回收/排放；自控系统，其包括具有显示终端和输入终端的控制器，该控制器为带有批处理功能的DCS控制系统。2.根据权利要求1所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，其特征在于：所述的罐体配件具有温度显示仪表、压力显示仪表、pH值显示仪表、溶氧显示仪表、消泡电极、二氧化碳分压显示仪表、总细胞显示仪表、活细胞显示仪表、拉曼仪表、重量计量仪表以及液位计量仪表。3.根据权利要求1所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，其特征在于：所述的排气管道上设有控制反应器罐体本体内部压力的压力调节阀、对排气管道内的气体进行过滤的气体过滤器以及防止由冷凝水造成管道堵塞的换热器。4.根据权利要求1所述的一种哺乳动物细胞培养的不锈钢生物反应器，其特征在于：所述的若干根进气管道具有压缩空...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卫东，王成，郭海峰，黄晓斌，
申请(专利权)人：安及义实业上海有限公司，
类型：发明
国别省市：