本实用新型专利技术提供了一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置，用于对反应罐灭菌，包括：第一蒸汽进管、空气进管、第三疏水管、排气管、空气阀、第一蒸汽阀、空气过滤器、限流装置、反应罐、第三开关阀、排气阀；其中，反应罐上装设有第一蒸汽进管、空气进管、第三疏水管和排气管，第一蒸汽进管上设置有限流装置和第一蒸汽阀，空气进管上设置有空气阀和空气过滤器；第三疏水管上设置有开关阀，排气管上设置有第三开关阀和排气阀；本实用新型专利技术还提供了一种生物反应器；本实用新型专利技术通过将限流装置安装在第一蒸汽进管上，限制了进入的蒸汽量，避免蒸汽导致培养液液面波动引发的逃液现象、降低了空气过滤器内的压力，增加了滤芯的使用寿命、降低了阀门总成本。降低了阀门总成本。降低了阀门总成本。
【技术实现步骤摘要】
一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置及其生物反应器
[0001]本技术涉及实验装置
，尤指一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置及其生物反应器。
技术介绍
[0002]生物制药培养过程都需要纯种培养，就需要对反应器及培养基进行灭菌操作。对实罐原位灭菌(SIP)而言，基本要求之一是所有液面以下的管路都要进蒸汽，所有液面以上的管路都要排蒸汽，以达到所有管路及反应器液面以上空腔都有活蒸汽，达到饱和蒸汽压下对应的灭菌温度，保证灭菌效果。
[0003]现有技术中，中小规模生物反应器系统的常规蒸汽灭菌方式，通常采用蒸汽自蒸汽进管通入，经空气过滤器进入反应器内(顺带对过滤器内滤芯进行灭菌)，再经排气阀排出不凝性气体。灭菌保压过程中，受进汽压强、罐体散热、旁路排凝等影响，通过检测反应器内罐压或温度，反馈调节排气阀开度，调节反应器内蒸汽压强，维持设定的灭菌温度。
[0004]通常进气管采用标准不锈钢卫生管，管径偏大，使进气量过大，造成大流量蒸汽在过滤芯有限的过滤面积上产生较大过滤阻力，滤芯承受压强及对应的温度较高，使滤芯有效使用寿命降低；
[0005]带入反应器内的较大蒸汽量，需要同样较大的排气量才能维持罐压平衡，一来产生较大蒸汽浪费，二来进汽压强的波动会造成罐压及排气量的波动，甚至会影响灭菌过程的蒸汽冷凝量的变化，对灭菌后的培养液浓度带来影响；
[0006]培养过程中自动控制罐压的排气调节阀只需要常温型，而灭菌时的要求是高温型，常规灭菌方式提高了对排气调节阀耐高温性能的要求，增加了材料成本。如果培养过程不需要自动控制罐压，只需手动阀就能满足培养过程控压要求，常规灭菌方式则更是增加了调节阀的费用。
[0007]因此，是否存在一种蒸汽浪费少、过滤器使用寿命长、阀门成本低廉的生物反应器原位蒸汽灭菌装置，是本领域技术人员所期待解决的技术问题。
技术实现思路
[0008]本技术的目的是提供一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置及其生物反应器，实现灭菌装置的稳定使用，提高整个装置的使用寿命，避免由于进气量过大，带来的排气阀易损坏和排气阀口液体的吹出。
[0009]通过在第一蒸汽进管上设置限流装置，使进入罐内的蒸汽量略小于维持管路、罐体外表面热量散失、排气管增设的疏水管路等所需的蒸汽冷凝量；同时通过罐温与设定值比较(或通过罐温与夹套温度的串级控制)，控制向夹套间歇补充蒸汽，最终达到维持罐内温度稳定在设定温度的灭菌要求。
[0010]本技术提供的技术方案如下：
[0011]一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置，用于对反应罐灭菌，包括：
[0012]第一蒸汽进管、空气进管、第三疏水管、排气管、空气阀、第一蒸汽阀、空气过滤器、限流装置、反应罐、第三开关阀、排气阀；
[0013]其中，所述反应罐上装设有所述第一蒸汽进管、所述空气进管、所述第三疏水管和所述排气管，
[0014]所述第一蒸汽进管上设置有所述限流装置和所述第一蒸汽阀，所述空气进管上设置有所述空气阀和所述空气过滤器；所述第三疏水管上设置有所述第三开关阀，所述排气管上设置有所述排气阀。
[0015]本技术方案，将限流装置通过第一蒸汽进管和第一蒸汽阀连接的方式，从源头限制了进入的蒸汽量，降低了蒸汽流经过滤器内滤芯的阻力，进而降低了空气过滤器内的压力，增加了滤芯的使用寿命。同时，在排气阀前增设疏水管路及相应阀门，使灭菌时的蒸汽及不凝性气体通过此管路排走，不需要排气阀参与控制罐压，降低了对排气阀的耐温要求，降低了材料成本。
[0016]更进一步的，所述反应罐外设置有夹套，该夹套上设置有第二蒸汽进管，所述第二蒸汽进管上设置有第二蒸汽阀，所述反应罐上安装有温度检测装置，所述温度检测装置与所述第二蒸汽阀形成反馈，以调控所述第二蒸汽阀的开度。当反应器内温度偏低，可以适当加大夹套进汽量、提升反应器内温度；当反应器内温度偏高，可适当减少甚至关闭夹套进汽量、降低反应器内温度。
[0017]更进一步的，所述夹套上还设置有第二疏水管，该第二疏水管上设置有第二开关阀和第二疏水阀。
[0018]本技术方案，夹套内由于蒸汽的通入会产生少量凝结水，如果不及时排出，会损坏夹套，所以设置的第二开关阀和第二疏水阀能够将凝结水快速从夹套中排出。
[0019]更进一步的，所述空气过滤器上还设置有第一疏水管，该第一疏水管上设置有第一开关阀和第一疏水阀。
[0020]本技术方案，空气过滤器内由于蒸汽的通入会产生少量凝结水，如果不及时排出，会损坏空气过滤器，所以设置的第一疏水阀和第一疏水阀能够将凝结水快速从空气过滤器中排出。
[0021]更进一步的，所述限流装置为限流阀、限流片或者细管道。
[0022]更进一步的，所述排气管上设置有压力检测装置，所述压力检测装置用于检测所述反应罐内的气体压力。
[0023]一种原位灭菌方法，所述反应罐内具有液体，包括以下步骤：
[0024]步骤S100：打开所述第二蒸汽阀、所述第三开关阀、所述排气阀以及所述第二开关阀，所述第二蒸汽阀向所述夹套内通入蒸汽，对所述反应罐内液体进行间接预热，蒸汽冷凝后经所述第二开关阀、所述第二疏水阀排出冷凝水；
[0025]步骤S200：在所述液体温度接近沸点后，保持所述空气阀关闭，打开所述第一蒸汽阀，蒸汽经所述第一蒸汽管上设置的所述限流装置，向所述反应罐内通入蒸汽；打开所述第一开关阀，经第一疏水阀排出蒸汽冷凝水；
[0026]步骤S300：调控第二蒸汽阀的开关，使所述反应罐内的温度和压力稳定在预定温度和预定压力下维持所需灭菌时间；
[0027]步骤S400：将罐内液体间接冷却，冷却过程中维持罐压降低至维持略高于大气压。
[0028]本技术方案，能够避免在反应罐温度降低时，出现的空气过滤器及进气管路冷却而造成培养液倒流、污损空气过滤器，而且能够通过调控限流装置和第二蒸汽阀的开关，使得整个反应罐内始终处于稳定的状态，避免液体剧烈波动，导致液体吹出反应罐外。S100中，空气阀105可以设置为微开备用状态。S200 中，空气阀105需要保持关闭状态，以避免蒸汽倒灌入用于进气的空气管路102，导致空气管路102的寿命缩短或其上设置的各设备损坏。
[0029]更进一步的，步骤S300包括以下步骤：
[0030]步骤S310：所述液体温度达到沸点后，逐步调小至关闭所述排气阀，使所述反应罐内温度和压力上升至预定温度和预定压力；
[0031]步骤S320：根据所述温度检测装置显示的温度和/或所述压力检测装置显示的压力对所述第二蒸汽阀进行开闭，将所述反应罐内温度和压力稳定在所述预定温度和预定压力下维持所需灭菌时间。
[0032]更进一步的，步骤S400包括以下步骤：
[0033]步骤S410：维持所述预定温度和预定压力达到预定时间后，关闭所述第三开关阀、所述第二蒸汽阀和所述第一蒸汽阀、所述第一开关阀，同时打开所述空气阀；向夹套内通入冷却水，将液体冷却，冷却过程中维持罐压降低至高于大气压。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置，用于对反应罐灭菌，其特征在于，包括：第一蒸汽进管、空气进管、第三疏水管、排气管、空气阀、第一蒸汽阀、空气过滤器、限流装置、反应罐、第三开关阀、第三疏水阀和排气阀；其中，所述反应罐上装设有所述第一蒸汽进管、所述空气进管、所述第三疏水管和所述排气管，所述第一蒸汽进管上设置有所述限流装置和所述第一蒸汽阀，所述空气进管上设置有所述空气阀和所述空气过滤器；所述第三疏水管上设置有所述第三开关阀和所述第三疏水阀，所述排气管上设置有所述排气阀。2.根据权利要求1所述的一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置，其特征在于：所述限流装置为限流阀、限流片或者细管道。3.根据权利要求1所述的一种生物反应器原位蒸汽灭菌装置，其特征在于：所述空气过滤器上还设置有第一疏水管，该第一疏水管上设置有第一开关阀和第一疏水阀。4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明，唐寅，周珍，曾梁平，孔乾，郭谋之，胡麒，陈得安，聂勇圣，杭海峰，李超，
申请(专利权)人：华东理工大学青岛创新研究院，
类型：新型
国别省市：
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