生物反应器进行灭菌的装置及该装置灭菌层的制备方法与流程

技术领域

本发明涉及一种生物反应器进行灭菌的装置及其使用该装置的灭菌层的制备方法。

背景技术：

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。生物反应器是指任何提供生物活性环境的制造或工程设备。在一种情况下，生物反应器是一个进行涉及到生物或生物化学活性物质由特定的生物生产出来的化学过程的容器。此过程既可以有氧进行也可以无氧进行。这些生物反应器通常呈圆筒状，其体积从几升到几立方米不等，常由不锈钢制成。生物反应器听起来有些陌生，基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化，变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能，设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说，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，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。生物反应器经历了三个发展阶段：细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注，是因为它克服了前两者的缺陷，即细菌基因工程产物往往不具备生物活性，必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物，而细胞基因工程又因为哺乳动物细胞的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。

目前现有的生物反应器结构不牢固，不具有灭菌效果，使用不方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明目的是提供一种结构牢固，具有灭菌效果，使用方便，采用的灭菌层灭菌效果好，抗压强度高，耐老化效果好的生物反应器进行灭菌的装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种生物反应器进行灭菌的装置，包括机架、真空泵和罐体，所述真空泵和罐体分别固定在机架顶部两侧，所述真空泵顶部安装有气管，所述真空泵通过气管与罐体连通，所述罐体顶部安装有端盖，所述端盖呈锥形设置，所述端盖外沿通过螺钉与罐体连接，所述罐体中部安装有不锈钢网，所述不锈钢网呈向上凸起设置，所述罐体内壁设置有灭菌层，所述灭菌层与罐体固定连接，所述罐体两侧分别安装有进料管和真空表，所述罐体底部安装有排料斗，所述罐体中部还安装有观察镜，所述观察镜与罐体密封连接。

作为优选，所述灭菌层由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌12-16份、萘酸钴7-11份、过氧化甲乙酮9-16份、环氧乙烷8-14份、硫酸铜5-10份、生石灰3-8份、纳米银4-7份、纯丙乳液30-35份、多聚磷酸铵7-14份、硼酸锌9-16份、氟硅橡胶13-18份、聚酯纤维6-8份、石墨3-9份、聚氨酯12-18份、酚醛树脂17-20份、硬脂酸6-8份和4,4′-亚联苯基11-14份。

作为优选，所述灭菌层由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌12份、萘酸钴7份、过氧化甲乙酮9份、环氧乙烷8份、硫酸铜5份、生石灰3份、纳米银4份、纯丙乳液30份、多聚磷酸铵7份、硼酸锌9份、氟硅橡胶13份、聚酯纤维6份、石墨3份、聚氨酯12份、酚醛树脂17份、硬脂酸6份和4,4′-亚联苯基11份。

作为优选，所述灭菌层由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌14份、萘酸钴9份、过氧化甲乙酮12.5份、环氧乙烷11份、硫酸铜7.5份、生石灰5.5份、纳米银5.5份、纯丙乳液32.5份、多聚磷酸铵10.5份、硼酸锌12.5份、氟硅橡胶15.5份、聚酯纤维7份、石墨6份、聚氨酯15份、酚醛树脂18.5份、硬脂酸7份和4,4′-亚联苯基12.5份。

作为优选，所述灭菌层由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌16份、萘酸钴11份、过氧化甲乙酮16份、环氧乙烷14份、硫酸铜10份、生石灰8份、纳米银7份、纯丙乳液35份、多聚磷酸铵14份、硼酸锌16份、氟硅橡胶18份、聚酯纤维8份、石墨9份、聚氨酯18份、酚醛树脂20份、硬脂酸8份和4,4′-亚联苯基14份。

本发明要解决的另一技术问题为提供一种生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米氧化锌12-16份、萘酸钴7-11份、过氧化甲乙酮9-16份、环氧乙烷8-14份、硫酸铜5-10份、生石灰3-8份、纳米银4-7份、纯丙乳液30-35份投入到粉碎机中，备用；

2）调节步骤1）中粉碎机的转速为2200-2400r/min，粉碎时间为5-10分钟，备用；

3）将步骤2）所得原料先进行干燥再投入到振动筛中进行给过滤，得到直径小于60目的粉末，备用；

4）将多聚磷酸铵7-14份、硼酸锌9-16份、氟硅橡胶13-18份、聚酯纤维6-8份、石墨3-9份、聚氨酯12-18份、酚醛树脂17-20份、硬脂酸6-8份和4,4′-亚联苯基11-14份投入到反应釜中，备用；

5）调节步骤4）中的反应釜温度为160-165℃，搅拌速度为1115-1235r/min，搅拌时间为5-10分钟，备用；

6）将步骤2）所得原料投入压力釜中，调节气压为13-18倍大气压，静置6-8分钟，备用；

7）将步骤3）和步骤6）所得原料投入到的密炼机中，调节加热温度为220-240℃，加热10-14分钟，备用；

8）将步骤7）中所得原料投入注塑机内加热成熔融状态，注入模具中成型，备用。

本发明技术效果主要体现在以下方面：设置的机架、真空泵和罐体保持结构牢固；设置真空泵能够将罐体抽真空，可以阻止好氧细菌的生存，而灭菌层具有灭菌效果，保持使用方便；灭菌层中添加的纳米氧化锌、萘酸钴、过氧化甲乙酮、环氧乙烷、硫酸铜、生石灰、纳米银能够保持灭菌效果好，添加的硼酸锌、氟硅橡胶，聚酯纤维，石墨、聚氨酯保持材料抗压强度高，添加的酚醛树脂、硬脂酸和4,4′-亚联苯基14份耐老化效果好。

附图说明

图1为本发明一种生物反应器进行灭菌的装置的结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例1

一种生物反应器进行灭菌的装置，包括机架1、真空泵2和罐体3，所述真空泵2和罐体3分别固定在机架1顶部两侧，所述真空泵2顶部安装有气管4，所述真空泵2通过气管4与罐体3连通，所述罐体3顶部安装有端盖5，所述端盖5呈锥形设置，所述端盖5外沿通过螺钉6与罐体3连接，所述罐体3中部安装有不锈钢网7，所述不锈钢网7呈向上凸起设置，所述罐体3内壁设置有灭菌层8，所述灭菌层8与罐体3固定连接，所述罐体3两侧分别安装有进料管9和真空表10，所述罐体3底部安装有排料斗11，所述罐体3中部还安装有观察镜12，所述观察镜12与罐体3密封连接。所述灭菌层8由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌12份、萘酸钴7份、过氧化甲乙酮9份、环氧乙烷8份、硫酸铜5份、生石灰3份、纳米银4份、纯丙乳液30份、多聚磷酸铵7份、硼酸锌9份、氟硅橡胶13份、聚酯纤维6份、石墨3份、聚氨酯12份、酚醛树脂17份、硬脂酸6份和4,4′-亚联苯基11份。

一种生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米氧化锌12份、萘酸钴7份、过氧化甲乙酮9份、环氧乙烷8份、硫酸铜5份、生石灰3份、纳米银4份、纯丙乳液30份投入到粉碎机中，备用；

2）调节步骤1）中粉碎机的转速为2200-2400r/min，粉碎时间为5-10分钟，备用；

3）将步骤2）所得原料先进行干燥再投入到振动筛中进行给过滤，得到直径小于60目的粉末，备用；

4）将多聚磷酸铵7份、硼酸锌9份、氟硅橡胶13份、聚酯纤维6份、石墨3份、聚氨酯12份、酚醛树脂17份、硬脂酸6份和4,4′-亚联苯基11份投入到反应釜中，备用；

5）调节步骤4）中的反应釜温度为160-165℃，搅拌速度为1115-1235r/min，搅拌时间为5-10分钟，备用；

6）将步骤2）所得原料投入压力釜中，调节气压为13-18倍大气压，静置6-8分钟，备用；

7）将步骤3）和步骤6）所得原料投入到的密炼机中，调节加热温度为220-240℃，加热10-14分钟，备用；

8）将步骤7）中所得原料投入注塑机内加热成熔融状态，注入模具中成型，备用。

实施例2

一种生物反应器进行灭菌的装置，包括机架1、真空泵2和罐体3，所述真空泵2和罐体3分别固定在机架1顶部两侧，所述真空泵2顶部安装有气管4，所述真空泵2通过气管4与罐体3连通，所述罐体3顶部安装有端盖5，所述端盖5呈锥形设置，所述端盖5外沿通过螺钉6与罐体3连接，所述罐体3中部安装有不锈钢网7，所述不锈钢网7呈向上凸起设置，所述罐体3内壁设置有灭菌层8，所述灭菌层8与罐体3固定连接，所述罐体3两侧分别安装有进料管9和真空表10，所述罐体3底部安装有排料斗11，所述罐体3中部还安装有观察镜12，所述观察镜12与罐体3密封连接。所述灭菌层8由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌14份、萘酸钴9份、过氧化甲乙酮12.5份、环氧乙烷11份、硫酸铜7.5份、生石灰5.5份、纳米银5.5份、纯丙乳液32.5份、多聚磷酸铵10.5份、硼酸锌12.5份、氟硅橡胶15.5份、聚酯纤维7份、石墨6份、聚氨酯15份、酚醛树脂18.5份、硬脂酸7份和4,4′-亚联苯基12.5份。

一种生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米氧化锌14份、萘酸钴9份、过氧化甲乙酮12.5份、环氧乙烷11份、硫酸铜7.5份、生石灰5.5份、纳米银5.5份、纯丙乳液32.5份投入到粉碎机中，备用；

2）调节步骤1）中粉碎机的转速为2200-2400r/min，粉碎时间为5-10分钟，备用；

3）将步骤2）所得原料先进行干燥再投入到振动筛中进行给过滤，得到直径小于60目的粉末，备用；

4）将多聚磷酸铵10.5份、硼酸锌12.5份、氟硅橡胶15.5份、聚酯纤维7份、石墨6份、聚氨酯15份、酚醛树脂18.5份、硬脂酸7份和4,4′-亚联苯基12.5份投入到反应釜中，备用；

5）调节步骤4）中的反应釜温度为160-165℃，搅拌速度为1115-1235r/min，搅拌时间为5-10分钟，备用；

6）将步骤2）所得原料投入压力釜中，调节气压为13-18倍大气压，静置6-8分钟，备用；

7）将步骤3）和步骤6）所得原料投入到的密炼机中，调节加热温度为220-240℃，加热10-14分钟，备用；

8）将步骤7）中所得原料投入注塑机内加热成熔融状态，注入模具中成型，备用。

实施例3

一种生物反应器进行灭菌的装置，包括机架1、真空泵2和罐体3，所述真空泵2和罐体3分别固定在机架1顶部两侧，所述真空泵2顶部安装有气管4，所述真空泵2通过气管4与罐体3连通，所述罐体3顶部安装有端盖5，所述端盖5呈锥形设置，所述端盖5外沿通过螺钉6与罐体3连接，所述罐体3中部安装有不锈钢网7，所述不锈钢网7呈向上凸起设置，所述罐体3内壁设置有灭菌层8，所述灭菌层8与罐体3固定连接，所述罐体3两侧分别安装有进料管9和真空表10，所述罐体3底部安装有排料斗11，所述罐体3中部还安装有观察镜12，所述观察镜12与罐体3密封连接。所述灭菌层8由以下重量份的原料制成，包括纳米氧化锌16份、萘酸钴11份、过氧化甲乙酮16份、环氧乙烷14份、硫酸铜10份、生石灰8份、纳米银7份、纯丙乳液35份、多聚磷酸铵14份、硼酸锌16份、氟硅橡胶18份、聚酯纤维8份、石墨9份、聚氨酯18份、酚醛树脂20份、硬脂酸8份和4,4′-亚联苯基14份。

一种生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层的制备方法，包括以下步骤：

1）将纳米氧化锌16份、萘酸钴11份、过氧化甲乙酮16份、环氧乙烷14份、硫酸铜10份、生石灰8份、纳米银7份、纯丙乳液35份投入到粉碎机中，备用；

2）调节步骤1）中粉碎机的转速为2200-2400r/min，粉碎时间为5-10分钟，备用；

3）将步骤2）所得原料先进行干燥再投入到振动筛中进行给过滤，得到直径小于60目的粉末，备用；

4）将多聚磷酸铵14份、硼酸锌16份、氟硅橡胶18份、聚酯纤维8份、石墨9份、聚氨酯18份、酚醛树脂20份、硬脂酸8份和4,4′-亚联苯基14份投入到反应釜中，备用；

5）调节步骤4）中的反应釜温度为160-165℃，搅拌速度为1115-1235r/min，搅拌时间为5-10分钟，备用；

6）将步骤2）所得原料投入压力釜中，调节气压为13-18倍大气压，静置6-8分钟，备用；

7）将步骤3）和步骤6）所得原料投入到的密炼机中，调节加热温度为220-240℃，加热10-14分钟，备用；

8）将步骤7）中所得原料投入注塑机内加热成熔融状态，注入模具中成型，备用。

实验例

实验对象：选取普通灭菌层、特制灭菌层与本发明的生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层进行对比。

实验要求：上述的普通灭菌层、特制灭菌层与本发明的生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层厚度、宽度和长度一致。

实验方法：抗压强度采用抗压强度测试机进行测试，根据GBT 1040-2006标准进行检测；老化时间通过老化试验箱进行检测，并且调节测试温度温度为85℃，相对湿度为85%，气压为106kPa，臭氧浓度为45%，得到老化时间；灭菌效果采用WS/T367-2012标准进行检测

具体结果如下表所示：

结合上表，对比不同的灭菌层在相同的实验方法下所得的数据，本发明的生物反应器进行灭菌的装置的灭菌层抗压强度更高，抗老化效果更好，灭菌效果更好。

本发明技术效果主要体现在以下方面：设置的机架、真空泵和罐体保持结构牢固；设置真空泵能够将罐体抽真空，可以阻止好氧细菌的生存，而灭菌层具有灭菌效果，保持使用方便；灭菌层中添加的纳米氧化锌、萘酸钴、过氧化甲乙酮、环氧乙烷、硫酸铜、生石灰、纳米银能够保持灭菌效果好，添加的硼酸锌、氟硅橡胶，聚酯纤维，石墨、聚氨酯保持材料抗压强度高，添加的酚醛树脂、硬脂酸和4,4′-亚联苯基14份耐老化效果好。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。