本发明专利技术公开了一种生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统及其控制方法。该系统在生物反应器（12）与进气过滤器（10）之间设有三通装置（22），该三通装置与生物反应器（12）、进气过滤器（10）及纯蒸汽进汽及排汽支路互通；在活接头（30）与生物反应器（12）之间设有另一个三通装置（34），该三通装置与生物反应器（12）、补料管道（21）及纯蒸汽进汽支路互通。通过设置两个三通装置，本系统的进气装置、补料装置以及生物反应器不需要同步进行消毒操作，有效延长了滤芯的使用寿命，减少了培养基的浪费；此外，在发酵过程中可随时补料随时消毒，不影响发酵进程，扩大了应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物技术中采用的无污染灭菌系统，特别涉及生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统，属于生物反应器的无污染灭菌系统。
技术介绍
生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，它是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。生物反应器的作用就是要为生物体代谢提供一个优化的物理及化学环境，使其能够更快更好 的生长，从而得到更多的需要的生物量或代谢产物。只有保证生物反应器中的环境符合生物体繁殖的要求，才能得到更多的生物量或代谢产物，为此必须对进气过滤器(包括滤壳和滤芯)、反应器、培养基、相关管路以及接口进行彻底灭菌。目前采用的灭菌方法为高温蒸汽灭菌，即将高温蒸汽送入反应器后排出，送入和排出的途径包括1)从进气过滤器送入；2)从补料管排出。图I示出了现有的一种具有生物反应器进气管路与补料管路的无污染灭菌系统，在该系统中，高温蒸汽通过进气过滤器BI送入反应器B2，此时阀门K9和K3开启。高温蒸汽通过进气过滤器BI进入生物反应器B2并流经补料管路后排出，此时阀门K6开启。不过，对于上述高温蒸汽灭菌方法，由于进气管路、补料管路与反应器灭菌必须同步操作，因此极大地限制了反应器的用途，主要体现在以下方面第一、当滤芯消毒后经过检测不合格时，滤芯需连同培养基一起进行第二次消毒，从而进一步破坏了培养基的营养成分，造成了培养基的浪费。第二、补料管路和反应器必须同时进行纯蒸汽消毒，并且每次补料之前需要对补料管路消毒，因此在一次发酵过程中只能补一次料，限制了反应器的使用范围。第三、纯蒸汽在压力、温度上不够稳定、难以控制，当用纯蒸汽对进气过滤器的滤芯进行消毒时，会对滤芯造成一定的损害，从而缩短了滤芯的使用寿命。因此，需要对传统生物反应器进气与补料管路的灭菌系统进行改进，以期开发出具有能够分别独立操作的进气管路与补料管路的灭菌系统，进一步扩大生物反应器的应用范围。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，结果发现，通过在灭菌系统中设置两个三通装置，即在生物反应器与进气过滤器之间设置一个三通装置以及在活接头与生物反应器之间设置另一个三通装置，本系统的进气装置或补料装置可以不同步的进行补气、补料或消毒操作，有效延长了滤芯的使用寿命，减少培养液浪费，扩大了应用范围，从而完成了本专利技术。本专利技术的目的之一是提供一种生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统；本专利技术的目的之二是提供一种控制所述生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统的方法；本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的一种生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统，包括生物反应器，分别与生物反应器相连通的进气(汽)装置和补料装置；进气(汽)装置包含有进气(汽)管道，进气(汽)阀门和进气过滤器，进气过滤器位于进气阀门(或进汽阀门)和生物反应器之间；补料装置包含有补料管道、排气(汽)阀门和活接头，所述活接头将补料管道和排气(汽)阀门相连接；其中，在生物反应器与进气过滤器之间设有一个三通装置，该三通装置与生物反应器、进气过滤器及纯蒸汽进汽及排汽支路互通；在活接头与生物反应器之间设有另一个三通装置，该三通装置与生物反应器、补料管道及纯蒸汽进汽支路互通。作为本专利技术优选的结构，设置在生物反应器与进气过滤器之间的三通装置含有三个通道阀门，其中第一通道阀门连通进气过滤器，第二通道阀门连通生物反应器，第三通道 阀门连通纯蒸汽进汽及排汽支路。所述的纯蒸汽进汽及排汽支路包括相连通的纯蒸汽进汽管和排汽管，其中，在排汽管上设置排汽阀门。作为本专利技术优选的结构，在活接头与生物反应器之间所设置的三通装置含有三个通道阀门，其中，第一通道阀门与生物反应器相通，且第一通道阀门与生物反应器相连通的管道开口设置于生物反应器顶部；第二通道阀门与纯蒸汽进汽管道相通，第三通道阀门与补料管道相通。作为本专利技术优选的结构，本专利技术中所述的两个三通结构均优选为T形的三通结构。作为本专利技术优选的结构，在生物反应器内设置搅拌器；所述进气装置的进气管出口设置在生物反应器的底部。作为本专利技术优选的结构，所述进气装置的进气过滤器包括滤壳和滤芯。本专利技术的另一目的是提供控制所述的生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统的方法；一种利用本专利技术无污染灭菌系统对生物反应器中的培养基进行灭菌的方法，包括(I)开启进气阀门9、进气过滤器10、阀门22a和22b;关闭排汽阀门5、22c、34a; (2)将纯蒸汽通过进气装置通到生物反应器12内对培养基进行高温灭菌；(3)开启阀门34b、34c和6，通过排汽支路将蒸汽排出。如果高压后由于使用次数、压力等原因，进气过滤器的滤芯在线检测不合格，可以利用本专利技术所述的无污染灭菌系统避免对生物反应器中的无菌培养基进行二次灭菌，该方法包括(A)关闭阀门22b，打开进气阀门9、22a、22c和5，使进气装置与生物反应器相隔绝形成一个单独的纯蒸汽回路；(B)更换进气过滤器中的滤芯，通过进气阀门9通入蒸汽，再通过排汽阀门5排出蒸汽。应用本专利技术所述的无污染灭菌系统可以在发酵过程中进行多次补料，该方法包括(A)关闭阀门34a和6，将料液从活接头30经阀门34c和34b通入生物反应器内；(B)如果所补料液不止一种或不止一次时，关闭阀门34c，打开阀门34a、34b和6让纯蒸汽通过补料支路进行消毒，之后关闭阀门34a，打开阀门34b、34c和活接头30继续补充料液。当进气过滤器10的滤芯灭菌合格后，应用本专利技术所述的无污染灭菌系统就不需再次灭菌就可进行第二次乃至更多次的发酵，该方法包括(A)将第一批合格的发酵产物从生物反应器(12)中移走，关闭阀门(9)和(22a);(B)将第二批发酵原料加入到生物反应器(12)中，关闭阀门(5)、(34a)，打开阀门(22c)、(22b)、(34b)、(34c)和(6)，纯蒸汽通过纯蒸汽进汽管直接进入生物反应器(12)内，并经补料支路排出；(C)待发酵需要通气时，关闭阀门(5)、(22c)，打开进气阀门(9)、(22a)和(22b)， 让气体通过进气阀门(9 )、( 22a)、( 22b )进入到生物反应器(12 )内。总之，根据本专利技术提供的生物反应器进气与补料用无污染灭菌系统的优点体现在以下方面第一、进气过滤器进行在线纯蒸汽消毒一次合格后，下一次或者以后更多次的发酵都无需对进气过滤器进行再次消毒，不仅有效延长了滤芯的使用寿命，同时也保证了发酵的顺利进行，不会造成污染；第二、如果滤芯经过消毒后在线检测不合格，也只需要重新更换滤芯并对进气过滤器单独进行消毒即可，不用再对生物反应器中的培养基进行二次消毒，保证了培养基的营养成分不会遭到破坏；第三、对于本系统中的补料管路，不需要与生物反应器一起进行同步消毒，可以在发酵过程中随时补料随时消毒，不会影响发酵进程，对于半连续发酵有重要意义。附图说明图I示出为现有的生物反应器进气管路和补料用无污染灭菌系统结构示意图；图2示出根据本专利技术优选实施方式的生物反应器进气与补料用无污染灭菌系统的结构示意图。附图标号说明5-排汽阀门6-排汽阀门7-排汽管9-进气阀门(或进汽阀门)10-进气过滤器12-生物反应器21-补料管道22-进气装置(或进汽装置)中的三通结构22a-阀门22b-阀门22c-阀门23-进气管(或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物反应器进气与补料用的无污染灭菌系统，包括：生物反应器（12），分别与生物反应器（12）相连通的进气装置和补料装置；所述进气装置包括有进气管道（23），进气阀门或进汽阀门（9）以及进气过滤器（10），进气过滤器（10）位于进气阀门或进汽阀门（9）和生物反应器（12）之间；所述补料装置包括补料管道（21）、排汽阀门（6）和活接头（30），活接头（30）将补料管道（21）和排汽阀门（6）相连接；其特征在于：在生物反应器（12）与进气过滤器（10）之间设有三通装置（22），该三通装置与生物反应器（12）、进气过滤器（10）及纯蒸汽进汽及排汽支路互通；在活接头（30）与生物反应器（12）之间设有另一个三通装置（34），该三通装置与生物反应器（12）、补料管道（21）及纯蒸汽进汽支路互通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨国良，梁爽，张洪，郑杰，王文泉，
申请(专利权)人：北京华都诗华生物制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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