专利名称：一种细胞反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物技术领域，尤其涉及一种细胞反应器。
背景技术：
哺乳动物的细胞培养指的是在细胞的体外条件下，用培养液维持细胞生长与增殖的技术。体外细胞培养根据细胞的生长是否需要贴附在支持物上，可将其分为悬浮细胞培养、固定床细胞培养和固流床细胞培养等培养方式。用于细胞培养的细胞反应器通常包括培养罐和通气管。培养罐中盛放培养液和细胞，为细胞提供生长环境，通气管通常插装于培养罐的底部，用于向培养罐中输送气体，细胞在培养过程中吸取培养液和气体中的养分，以供自身生长的需要。然而，深层直接通气会产生大量的气体泡沫，目前现有技术没有有效的方法消除这些泡沫，导致细胞反应器工作一段时间后，大量泡沫满溢到气体排放口的出气过滤器，堵塞出气过滤器的滤膜，造成气体排放不畅，严重时甚至感染培养罐中的培养液。有鉴于此，亟待针对现有技术中的细胞反应器的结构进行进一步的优化设计，使其能在细胞培养过程中消除深层通气产生的多余泡沫，防止泡沫堵塞出气过滤器的滤膜，保证细胞培养的安全性和稳定性。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题为提供一种细胞反应器，该细胞反应器能在细胞培养过程中消除深层通气产生的多余泡沫，防止泡沫堵塞出气过滤器的滤膜，保证细胞培养的安全性和稳定性。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种细胞反应器，包括培养罐和通气管，所述培养罐设有用于排放所述通气管产生的多余泡沫的气体排放口 ；所述细胞反应器还包括消除堆积于所述气体排放口的泡沫的消泡装置，所述消泡装置与所述气体排放口连通。优选地，所述消泡装置为向下螺旋运动的旋液分离器，所述旋液分离器包括圆筒和连接于所述圆筒下方的第一圆锥体，所述圆筒外设有沿其切向设置的进气管，所述圆筒顶部设有排气管，所述圆锥体的底端设有排液管。优选地，所述旋液分离器还包括连接于所述圆筒上方的第二圆锥体，所述排气管设于所述第二圆锥体的顶端。优选地，还包括净化所述排液管排出的液体和所述排气管排出的气体的净化装置。优选地，所述净化装置包括螺旋管和包围在所述螺旋管外部的密封室，所述螺旋管的入口端与所述排液管连通，所述螺旋管的出口端连通废液收集系统，所述密封室还分别通过第一开关阀、第二开关阀连接有第一进蒸汽管和排蒸汽管。优选地，还包括第二进蒸汽管，所述第二进蒸汽管通过第三开关阀与所述螺旋管的所述出口端连通。[0013]优选地，所述螺旋管的出口端通过蠕动泵与所述废液收集系统连通。优选地，所述蠕动泵与所述螺旋管的出口端之间设有第四开关阀。优选地，所述螺旋管的出口端还连接有第一疏水阀，且所述排蒸汽管也连接有第二疏水阀，所述第一疏水阀与所述螺旋管的出口端之间设有第五开关阀，且所述第二疏水阀与所述第二开关阀之间还设有流量阀。优选地，所述净化装置还包括过滤器，所述过滤器与所述旋液分离器的排气管连通。本实用新型提供一种细胞反应器，其包括消除堆积于气体排放口的泡沫的消泡装置，消泡装置与气体排放口连通。具体的方案中，消泡装置为向下螺旋运动的旋液分离器，旋液分离器包括圆筒和连接于圆筒下方的第一圆锥体，圆筒外设有沿圆筒的切向设置的进气管，圆筒顶部设有排气管，圆锥体的底端设有排液管。 采用这种结构，在细胞培养过程中，当通气管深层通气产生的多余泡沫堆积在气体排放口时，在气体压力作用下，这些泡沫会经进气管沿圆筒上部周边的切向进入旋液分离器内部，产生强烈的冲击作用，并作旋转运动。泡沫向下做螺旋形运动时，泡沫破裂分离出液体和气体。由于液体的密度大于气体，液体受惯性离心力的作用被甩向圆筒内壁，并在气流和重力的作用下降至第一圆锥体，从第一圆锥体底部的排液管排出。而气体旋转至旋液分离器的第一圆锥体的底部时则改变旋转方向，成为上升的内旋流，沿中心向上移动，从顶部的排气管排出。由上述工作过程可以看出，采用旋液分离器能够利用离心沉降原理从泡沫中分离出液体和气体，消除深层通气产生的多余泡沫，防止泡沫堵塞出气过滤器的滤膜，保证细胞培养的安全性和稳定性。
图I为本实用新型所提供通气管的一种具体实施方式
的结构示意图。其中，图I中的附图标记与部件名称之间的对应关系为培养罐I ;气体排放口 11 ；旋液分离器2 ;圆筒21 ;第一圆锥体22 ;第二圆锥体23 ;进气管24 ;排气管25 ;排液管26 ；净化装置3 ;螺旋管31 ;入口端311 ;出口端312 ;密封室32 ;第一进蒸汽管321 ;第一开关阀3211 ;第二进蒸汽管322 ;第三开关阀3221 ;排蒸汽管323 ;第二开关阀3231 ;蠕动泵33 ;第四开关阀331 ;第一疏水阀34 ;第五开关阀341 ;第二疏水阀35 ;流量阀351 ;过滤器36。
具体实施方式
本实用新型的核心为提供一种细胞反应器，该细胞反应器能在细胞培养过程中消除深层通气产生的多余泡沫，防止泡沫堵塞出气过滤器的滤膜，保证细胞培养的安全性和稳定性。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0027]请参考图1，图I为本实用新型所提供通气管的一种具体实施方式
的结构示意图。在一种具体实施方式
中，如图I所示，本实用新型提供一种细胞反应器，包括培养罐I和通气管(图中未示出)，培养罐中盛放培养液和细胞，为细胞提供生长环境，通气管通常插装于培养罐的底部，用于向培养罐中输送气体，细胞在培养过程中吸取培养液和气体中的养分，以供自身生长的需要。培养罐I设有用于排放通气管产生的多余泡沫的气体排放口 11 ;细胞反应器还包括消除堆积于气体排放口 11的泡沫的消泡装置，消泡装置与气体排放口 11连通。具体的方案中，消泡装置为向下螺旋运动的旋液分离器2，旋液分离器2包括圆筒21和连接于圆筒21下方的第一圆锥体22，圆筒21外设有沿圆筒21的切向设置的进气管24，圆筒21顶部设有排气管25，圆锥体的底端设有排液管26。采用这种结构，如图I所示，在细胞培养过程中，当通气管深层通气产生的多余泡沫堆积在气体排放口 11时，在气体压力作用下，这些泡沫会经进气管24沿圆筒21上部周边的切向进入旋液分离器2内部，产生强烈的冲击作用，并作旋转运动。泡沫向下做螺旋形 运动时，泡沫破裂分离出液体和气体。由于液体的密度大于气体，液体受惯性离心力的作用被甩向圆筒21内壁，并在气流和重力的作用下降至第一圆锥体22，从第一圆锥体22底部的排液管26排出。而气体旋转至旋液分离器2的第一圆锥体22的底部时则改变旋转方向，成为上升的内旋流，沿中心向上移动，从顶部的排气管25排出。由上述工作过程可以看出，采用旋液分离器2能够利用离心沉降原理从泡沫中分离出液体和气体，消除深层通气产生的多余泡沫，防止泡沫堵塞出气过滤器36的滤膜，保证细胞培养的安全性和稳定性。当然，上述细胞反应器的消泡装置并不仅限于旋液分离器2，还可以采用其他结构形式。还可以进一步设置上述旋液分离器2的具体结构。在另一种具体实施方式
中，上述旋液分离器2还可以包括连接于圆筒21上方的第二圆锥体23，排气管25设于第二圆锥体23的顶端。这样，上述旋液分离器2形成“中间粗-两头尖”的结构，能够为泡沫破裂分离出的气体形成的上升内旋流起到一定的导流作用，使其更准确地沿中心向上移动，更容易从顶部的排气管25排出。在另一种具体实施方式
中，上述细胞反应器还可以包括净化排液管26排出的液体和排气管25排出的气体的净化装置3。具体的方案中，上述净化装置3包括螺旋管31和包围在螺旋管31外部的密封室32，螺旋管31的入口端311与排液管26连通，螺旋管31的出口端312连通废液收集系统37，密封室32还分别通过第一开关阀3211、第二开关阀3231连接有第一进蒸汽管321和排蒸汽管323。采用这种结构，泡沫破裂分离出的液体从排液管26中排出后流入螺旋管31中，此时打开第一开关阀3211，通过第一进蒸汽管321向密封室32内通入高温高压的蒸汽(例如通入大于3bar的蒸汽)，使得密封室32成为高温高压室，以确保将向下排放的泡沫带出的有害活体杀灭，然后经过废液收集系统37排出旋液分离器2。在高温高压的蒸汽通入一段时间后，可以打开第二开关阀3231，将蒸汽通过排蒸汽管323排出密封室32外，实现密封室32中高温高压的循环排放。具体地，可以将第一进蒸汽管321设于靠近螺旋管31的入口端311的位置，将排蒸汽管323设于靠近螺旋管31的出口端312的位置，这样能够尽量使得高温高压的蒸汽在密封室32内的行程较远，使蒸汽对螺旋管31内带有活体细胞的液体能完全地杀灭。进一步的方案中，上述净化装置3还包括第二进蒸汽管322，第二进蒸汽管322通过第三开关阀3221与螺旋管31的出口端312连通。采用这种结构，打开第三开关阀3221，即可通过第二进蒸汽管322向螺旋管31内通入高温高压的蒸汽，使得高温高压的蒸汽进一步在螺旋管31内将液体中的有害活体杀灭，起到进一步的净化作用。此外，上述螺旋管31的出口端312可以通过蠕动泵33与废液收集系统37连通。这样，可以通过蠕动泵33对液体的流动速度进行精确的控制，并且避免液体在流动过程中受到污染，能够保证对液体的净化作用。进一步的方案中，上述蠕动泵33与所述螺旋管31的出口端312之间设有第四开关阀331。采用这种结构，如图I所示，蠕动泵33与螺旋管31对接的时候，由于蠕动泵33与出口端312之间的管路不是无菌的，此时可以通过第二蒸汽管321和第四开关阀331向该管路通入蒸汽进行灭菌处理，使其处于无菌状态。这样排液管26排出的液体在不灭活的情况下就可以通过蠕动泵33抽回到培养罐I内，进行循环利用，做到既环保又不浪费资源。当然，这里第四开关阀331的数目并不仅限于一个，如图I所示，还可以将第四开关阀331的数目设置为两个。在另一种具体实施方式
中，上述所述螺旋管31的出口端312还连接有第一疏水阀34，且所述排蒸汽管323也连接有第二疏水阀35，所述第一疏水阀34与所述螺旋管31的出口端312之间设有第五开关阀341，且所述第二疏水阀35与所述第二开关阀3231之间还设有流量阀351。采用这种结构，疏水阀能够将第二进蒸汽管322和排蒸汽管323中的凝结水；同时最大限度地自动防止蒸汽的泄漏，起到节约蒸汽的作用。此外，操作人员还可以通过改变流量阀36的阀口大小，来控制排净蒸汽冷凝水，以达到预期的灭活效果。在另一种具体实施方式
，上净化装置3还包括过滤器36，过滤器36与旋液分离器2的出气管连通。采用这种结构，从旋液分离器2的出气管排出的气体进入过滤器36后，经过过滤器36的净化、过滤，进一步提高气体的清洁度，然后排入大气，避免对大气造成污染。以上对本实用新型所提供的一种细胞反应器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种细胞反应器，包括培养罐(I)和通气管，所述培养罐(I)设有用于排放所述通气管产生的多余泡沫的气体排放口(11);其特征在于，所述细胞反应器还包括消除堆积于所述气体排放口(11)的泡沫的消泡装置，所述消泡装置与所述气体排放口(11)连通。
2.根据权利要求I所述的细胞反应器，其特征在于，所述消泡装置为向下螺旋运动的旋液分离器(2)，所述旋液分离器(2)包括圆筒(21)和连接于所述圆筒(21)下方的第一圆锥体(22)，所述圆筒(21)外设有沿其切向设置的进气管(24)，所述圆筒(21)顶部设有排气管(25)，所述圆锥体的底端设有排液管(26)。
3.根据权利要求2所述的细胞反应器，其特征在于，所述旋液分离器(2)还包括连接于所述圆筒(21)上方的第二圆锥体(23)，所述排气管(25)设于所述第二圆锥体(23)的顶端。
4.根据权利要求1-3任一项所述的细胞反应器，其特征在于，还包括净化所述排液管(26)排出的液体和所述排气管(25)排出的气体的净化装置(3)。
5.根据权利要求4所述的细胞反应器，其特征在于，所述净化装置(3)包括螺旋管(31)和包围在所述螺旋管(31)外部的密封室(32)，所述螺旋管(31)的入口端(311)与所述排液管(26)连通，所述螺旋管(31)的出口端(312)连通废液收集系统(37)，所述密封室(32)还分别通过第一开关阀(3211)、第二开关阀(3231)连接有第一进蒸汽管(321)和排蒸汽管(323)。
6.根据权利要求5所述的细胞反应器，其特征在于，还包括第二进蒸汽管(322)，所述第二进蒸汽管(322)通过第三开关阀(3221)与所述螺旋管(31)的所述出口端(312)连通。
7.根据权利要求6所述的细胞反应器，其特征在于，所述螺旋管(31)的出口端(312)通过蠕动泵(33)与所述废液收集系统(37)连通。
8.根据权利要求7所述的细胞反应器，其特征在于，所述蠕动泵(33)与所述螺旋管(31)的出口端(312)之间设有第四开关阀(331)。
9.根据权利要求7所述的细胞反应器，其特征在于，所述螺旋管(31)的出口端(312)还连接有第一疏水阀(34)，且所述排蒸汽管(323)也连接有第二疏水阀(35)，所述第一疏水阀(34)与所述螺旋管(31)的出口端(312)之间设有第五开关阀(341)，且所述第二疏水阀(35)与所述第二开关阀(3231)之间还设有流量阀(351)。
10.根据权利要求4所述的细胞反应器，其特征在于，所述净化装置(3)还包括过滤器(36)，所述过滤器(36)与所述旋液分离器(2)的排气管(25)连通。
专利摘要本实用新型公开了一种细胞反应器，包括培养罐(1)和通气管，所述培养罐(1)设有用于排放所述通气管产生的多余泡沫的气体排放口(11)；所述细胞反应器还包括消除堆积于所述气体排放口(11)的泡沫的消泡装置，所述消泡装置与所述气体排放口(11)连通。采用这种结构的细胞反应器，能够利用离心沉降等原理从泡沫中分离出液体和气体，消除深层通气产生的多余泡沫，防止泡沫堵塞出气过滤器的滤膜，保证细胞培养的安全性和稳定性。
文档编号C12M3/00GK202543218SQ201220118129
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者陈光南 申请人:上海日泰医药设备工程有限公司