专利名称：一种扩张床吸附分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物化工及生物制药领域，具体的说是利用扩张床吸附分离技术分离纯化蛋白质的一种扩张床吸附分离装置。
背景技术：
扩张床吸附分离技术是英国剑桥大学Chase教授(1992年)首先提出，它是利用吸附剂本身的物理性质，通过仔细设计流化床装置，来得到稳定的、返混很小的流化床，即 扩张床(expanded bed)。随后的研究表明，扩张床吸附层析可直接从原料液中吸附并初步纯化目标蛋白，它把澄清、浓缩和初步纯化几个步骤集成于一个单元操作中，减少了操作步骤，提高了产品收率，减少了纯化费用和资本投入，因此McCormick称扩张床是近几十年来出现的第一个新的单元操作。作为一个新的单元操作，扩张床吸附层析技术综合了流化床和填充床的优点，同时克服了流化床和填充床自身的一些缺陷。扩张床的操作方式与填充床不同，料液是从扩张床的底部泵入，利用流体从下向上流动产生的速度和浮力，床内的吸附剂不同程度地向上浮动而引起扩张，当吸附剂颗粒的沉降速度与流体向上的流速相等时，扩张床达到平衡。此时由于吸附剂的扩张，吸附剂之间空隙率增大，足以让料液中的细胞、细胞碎片等固体颗粒顺利通过床层，达到除去这些颗粒的目的。由于扩张床吸附剂粒径有一分布，在扩张过程中会分层，粒径大的吸附剂在扩张床的底部，而粒径小则在床层的上部，这样，与传统的流化床相比，扩张床内的填料层处于相对稳定，床内返混小，所以料液中的目标蛋白基本上按填充床的模式被吸附在吸附剂上。为了使料液尽量以活塞流的方式流经吸附剂，现有的流体分布装置是多是采用孔板或筛网或玻璃珠来均匀分布料液，但是现有的结构存在下述缺点I、随着柱子直径的放大，流体沿柱截面的分布均匀性变差，很容易形成偏流或沟流，影响吸附分离的效率。2、料液中的固相物容易积聚在筛网或玻璃珠上，不易清洗和灭菌。现有专利中也有对扩张床的相关专利，如申请号为200420023639.3，申请日为2004-6-7，名称为“一种用于层析过程和反应过程的扩张床”的实用新型专利，其技术方案为一种扩张床装置，包括上端流体分布系统、柱体和下端流体分布系统；其特征在于，上端流体分布系统包括一上分布头、一金属网和一连接杆，金属网套在上分布头的下部，连接杆连接上分布头，连接杆下部开孔，与上分布头的中心孔相通，连接杆下部孔道的另一端通向其侧部；连接杆之外套有套管，套管下部有楔型垫环和0型环，旋紧连接杆顶端的固定环即可压紧楔型垫环和0型环，以固定上分布头在柱体中的位置并密封上分布头，所述上端流体分布系统还包括一导管，从侧面接入连接杆下部孔道；下端流体分布系统包括一下分布头、一金属网和两层大小不同的珠子，金属网嵌入下分布头上部，珠子放在金属网上，大珠在下层，小珠在上层；下分布头上部为喇叭型的开孔结构，内卡环放在其中，卡住金属网，下分布头外套有套管，套管可通过固定环与下分布头固定，还可通过外表面的螺纹调节与内衬塞的相对位置；下分布头的上部嵌入0型环，以密封下分布头；柱体两端套有内衬塞，内衬塞外面通过螺纹旋入外套塞，内衬塞和外套塞之间夹有卡口环，旋动内衬塞和外套塞即可夹紧柱体。上述专利的扩张床上分布头的下部设置的是金属网，金属网上部设置有大珠和小珠两层结构，并且下端流体部分包括分布头，分布头是上部嵌入0型环中，套管与分布头固定，这种结构的分布头仍然存在随着柱子直径的放大，流体沿柱截面的分布均匀性变差，很容易形成偏流或沟流，影响吸附分离的效率和料液中的固相物容易积聚在筛网或玻璃珠上，不易清洗和灭菌的问题。
发明内容为了克服现有的扩张床存在的随着柱子直径的放大，流体沿柱截面的分布均匀性变差，很容易形成偏流或沟流，影响吸附分离的效率和料液中的固相物容易积聚在筛网或玻璃珠上，不易清洗和灭菌的问题。现特别提出一种采用摆动分布头替代了孔板或筛网或玻璃珠，提高了进液分布的均匀性，并使扩张床很易实现线性比例放大的一种扩张床吸附分离装置。·
·[0009]为实现上述发明目的，本实用新型的具体方案如下一种扩张床吸附分离装置，包括步进电机、支撑座、设置在支撑座上的层析柱，支撑座内部设置有心轴，心轴的一端与层析柱连通，另一端与进液管相连，其特征在于所述心轴为空心结构，心轴与层析柱连通的一端设置有摆动分布头，摆动分布头与心轴连通，心轴外部设置有第一定位套，心轴套接有伞齿轮，伞齿轮与步进电机输出轴相连。进一步的，本实用新型所述摆动分布头剖面为“T”型结构，摆动分布头的横向管道与纵向管道贯通，横向管道下表面设置有出液孔，出液孔数量为多个，纵向管道与心轴相连通。进一步的，本实用新型所述摆动分布头采用螺纹与心轴连接，采用硅胶垫圈进行密封，娃胶垫圈为平垫或0形密封形式。进一步的，本实用新型所述步进电机输出轴连接有第一伞齿轮，第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合，第二伞齿轮套接在心轴外。进一步的，本实用新型所述摆动分布头为不锈钢或塑料。进一步的，本实用新型所述心轴与进液管连接处设置有支座，心轴与支座之间设置有0形密封圈、螺纹旋转调节压环与压盖，0形密封圈套接在心轴外，螺纹旋转调节压环挤压0形密封圈，螺纹旋转调节压环外盖有压盖，进液管固定连接在支座上。进一步的，本实用新型所述心轴通过轴承安装在支撑座上，采用唇形密封圈实现心轴与支撑座的密封，唇形密封圈数量为一个或是成对布置的两个。进一步的，本实用新型所述第二伞齿轮通过第二定位套和锁紧螺母与心轴相连。本实用新型的优点在于I、本实用新型可以通过调整摆动分布头的摆动频率和幅度，可以很好地提高进液分布的均匀性；通过改变摆动分布头的出液孔尺寸，使同一套装置适应不同性质的料液。2、由于进液分布均匀性的提高，从而大大提高了扩张床的吸附分离效率。3、由于摆动分布头结构简单，使扩张床的进液分布装置的成本得到降低。
图I是本实用新型结构示意图。图2为摆动分布头结构示意图。附图中I层析柱、2摆动分布头、3硅胶垫圈、4、唇形密封圈、5支撑座、6轴承、7第一定位套、8心轴、9第二定位套、10第二伞齿轮、11锁紧螺母、12压盖、13压环、14 0形密封圈、15支座、16第一伞齿轮、17步进电机、18进液管、19、出液孔。
具体实施方式
扩张床吸附分离装置，包括步进电机、支撑座、设置在支撑座上的层析柱，支撑座内部设置有心轴，心轴的一端与层析柱连通，另一端与进液管相连，心轴为空心结构，心轴与层析柱连通的一端设置有摆动分布头，摆动分布头与心轴连通，心轴外部设置有第一定位套，心轴套接有伞齿轮，伞齿轮与步进电机输出轴相连。摆动分布头剖面为“T”型结构，摆动分布头的横向管道与纵向管道贯通，横向管道下表面设置有出液孔，出液孔数量为多个，纵向管道与心轴相连通。摆动分布头采用螺纹与心轴连接，采用硅胶垫圈进行密封，硅胶垫圈为平垫或0形密封形式。摆动分布头为不锈钢或塑料。步进电机输出轴连接有第一伞齿轮，第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合，第二伞齿轮套接在心轴外。心轴与进液管连接处设置有支座，心轴与支座之间设置有0形密封圈、螺纹旋转调节压环与压盖，0形密封圈套接在心轴外，螺纹旋转调节压环挤压0形密封圈，螺纹旋转调节压环外盖有压盖，进液管固定连接在支座上。心轴通过轴承安装在支撑座上，采用唇形密封圈实现心轴与支撑座的密封，唇形密封圈数量为一个或是成对布置的两个。第二伞齿轮通过第二定位套和锁紧螺母与心轴相连。所述摆动分布头内部的通道和出液孔的尺寸根据进液量及进液物料确定。步进电机通过伞齿轮与的啮合带动心轴转动，通过PLC控制步进电机的转速和旋转方向，就可以控制摆动分布头的摆动幅度和方向。通常可设置在(T270度旋转。心轴与支座间作相对旋转运动。摆动分布头出液孔的大小和数量根据流体的种类和流量的大小经计算确定。如图I所示，先将心轴与支撑座、轴承、第一定位套装配好，再用压板、螺钉固定，然后装唇形密封圈，装密硅胶垫圈，将摆动分布头旋入心轴。再装第二定位套、伞齿轮，用锁紧螺母固定。将上述组装好的部件插入支座，支座与支架焊接，并用螺栓固定在固定架上。第一伞齿轮固定在步进电机的输出轴上，并用螺栓固定在固定架上，调整第一伞齿轮和第二伞齿轮的啮合间隙，使其能很好的传动。最后装入硅胶垫圈，并将层析柱旋入支撑座内完成装配。
权利要求1.一种扩张床吸附分离装置，包括步进电机(17)、支撑座(5)、设置在支撑座(5)上的层析柱(1)，支撑座(5)内部设置有心轴(8)，心轴(8)的一端与层析柱(I)连通，另一端与进液管(18)相连，其特征在于所述心轴(8)为空心结构，心轴(8)与层析柱(I)连通的一端设置有摆动分布头(2)，摆动分布头(2)与心轴(8)连通，心轴(8)外部设置有第一定位套(7)，心轴(8)套接有伞齿轮，伞齿轮与步进电机(17)输出轴相连。
2.根据权利要求I所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在于所述摆动分布头(2)剖面为“T”型结构，摆动分布头(2)的横向管道与纵向管道贯通，横向管道下表面设置有出液孔(19 )，出液孔(19 )数量为多个，纵向管道与心轴(8 )相连通。
3.根据权利要求2所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在于所述摆动分布头(2)采用螺纹与心轴(8)连接，采用硅胶垫圈(3)进行密封，硅胶垫圈(3)为平垫或O形密封形式。
4.根据权利要求3所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在于所述摆动分布头(2)为不锈钢或塑料。
5.根据权利要求4所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在于所述步进电机(17)输出轴连接有第一伞齿轮(16)，第一伞齿轮(16)与第二伞齿轮(10)啮合，第二伞齿轮(10)套接在心轴(8)外。
6.根据权利要求5所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在于所述心轴(8)与进液管(18 )连接处设置有支座(15 )，心轴(8 )与支座(15 )之间设置有O形密封圈(14 )、螺纹旋转调节压环(13)与压盖(12)，O形密封圈(14)套接在心轴(8)タト，螺纹旋转调节压环(13)挤压O形密封圈(14)，螺纹旋转调节压环(13)外盖有压盖(12)，进液管(18)固定连接在支座(15)上。
7.根据权利要求6所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在于所述心轴(8)通过轴承(6)安装在支撑座(5)上，采用唇形密封圈(4)实现心轴(8)与支撑座(5)的密封，唇形密封圈(4)数量为ー个或是成对布置的两个。
8.根据权利要求7所述的ー种扩张床吸附分离装置，其特征在干所述第二伞齿轮(10)通过第二定位套(9)和锁紧螺母(11)与心轴(8)相连。
专利摘要本实用新型涉及生物化工及生物制药领域，具体的说是利用扩张床吸附分离技术分离纯化蛋白质的一种扩张床吸附分离装置，包括步进电机、支撑座、设置在支撑座上的层析柱，支撑座内部设置有心轴，心轴的一端与层析柱连通，另一端与进液管相连，心轴为空心结构，心轴与层析柱连通的一端设置有摆动分布头，摆动分布头与心轴连通，心轴外部设置有第一定位套，心轴套接有伞齿轮，伞齿轮与步进电机输出轴相连。本实用新型的优点在于可以通过调整摆动分布头的摆动频率和幅度，可以很好地提高进液分布的均匀性；通过改变摆动分布头的出液孔尺寸，使同一套装置适应不同性质的料液。
文档编号B01D15/14GK202410234SQ201120528518
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者李泉, 邱家山 申请人:成都英德生物工程有限公司