一种生物培养系统的制作方法

本发明公开了一种生物培养系统，特别是一种适意工业化的生物培养系统，尤其是对组织、细胞，特别是植物组织、细胞进行培养的装置。

背景技术：

1、组织培养的基础条件是无菌无毒，此外温度条件、气体环境也是影响组织培养的重要因素，实验室或者小试设备较容易满足上述条件，但是工业化生产由于生物反应器体积较大，难以同时满足上述条件，使得条件敏感的生物培养难以产业化，限制了生物培养系统的规模化生产，特别是大规模连续化生产。

2、人参(panax ginseng c.a.mey.)是五加科人参属植物，分布于中国、日本、韩国，其根茎是名贵的中药材，号称“百草之王”。人参味甘、微苦，微温，具有大补元气，复脉固脱，补脾益肺，生津养血，安神益智等功效，多用于体恤欲脱，脾虚食少，肺虚喘咳，津伤口渴，惊悸失眠等。人参皂苷是人参主要的活性成分，有抗疲劳、延缓衰老、调节中枢神经系统、提高机体免疫力、改善心脑血管供血不足、抑制肿瘤细胞生产等功效。近年来，人参被广泛地用在各类化妆品、保健品、饮品中，人参的市场前景非常广阔。

3、为了提高人参的产量，以满足日益增长的市场需求，科技人员研发出一种利用植物体离体的组织或细胞进行规模化培养的装置。但是，由于培养装置的结构复杂，涉及到的管路系统繁多，对培养装置的搭建安装和系统运行的可靠性提出了较高的要求；同时现有设备进行规模化生产时产品质量不稳定，对条件的控制提出更高要求。

4、有鉴于此特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种生物培养系统，以解决工业化生物培养系统设备复杂、管路空间排布混乱，安装过程复杂繁琐，管路得不到有效支撑的问题，实现管路功能化集中、排布整齐、容易辨识区分其功能作用，安装便捷快速的目的。

2、本发明另一个目的在于提供一种生物培养系统，其中的生物反应器具有最少的接口，同一接口实现不同的功能，并且最大化利用生物反应器内部构件实现不同的功能，该生物培养系统使得培养条件稳定，适用不同产品的生产，简单、便捷、高效、均匀对系统进行消毒和供气，有利于生物组织、细胞的工业化培养。

3、本发明的再一个目的在于为植物组织，特别是不定根的增值提供一种工业化、自动控制培养系统。

4、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

5、一种生物培养系统的固定支撑装置，包括至少一个生物反应器，一个设置在生物反应器一侧的总支撑装置，

6、所述总支撑装置的另一侧面沿高度方向设置若干水平排布的主管路，竖直方向设置有若干分别与部分主管路相连通的纵向管路；

7、所述主管路分别连接有分管路，所述分管路在总支撑装置内延伸并与生物反应器直接或者间接连接；

8、所述的主管路至少包括与纵向管路连通、向生物反应器通气的供气主管和蒸汽供给主管，以及向生物反应器提供介质控制温度的调温系统。

9、进一步地，所述主管路通过固定装置安装在总支撑装置的中空框架内部的背面，所述纵向管路设置在总支撑装置中空框架背面外侧，所述供气主管路连接有进气支路，所述进气支路穿过总支撑装置与生物反应器的进气结构连接；所述蒸汽供给主管上设有若干蒸汽供给支管，所述一个蒸汽供给支管在总支撑装置内延伸并与所述进气支路连通，为生物反应器提供气和/或蒸汽。

10、进一步地，所述主管路还包括设置在总支撑装置背面、中空框架的内部的热水供给主管、热水回收主管；

11、所述总支撑装置包括相邻设置的、独立的或者连接为一体的总支撑框架和一个第二支撑框架，总支撑框架和第二支撑框架为基本中空的框架结构，所述第二支撑框架内放置调温水箱和控制柜，调温水箱的进、出口分别与总支撑框架内的热水回收主管、热水供给主管连通，热水供给主管、热水回收主管的支管路分别连接生物反应器夹套进、出口形成循环。

12、进一步地，所述总支撑装置的一侧设有高度低于总支撑装置的培养装置固定架，所述生物反应器至少部分设置在培养装置固定架上，所述生物反应器底部及底部的至少两个进气结构设置在培养装置固定架内，所述进气支路穿过总支撑装置，对称且水平延伸有两个相同的进气分支路在培养装置固定架内分别与生物反应器底部的至少两个进气结构连接。

13、进一步地，所述培养装置固定架和生物反应器为一个或者两个；当设置两个生物反应器时，两个生物反应器设置在结构相同或者不同的培养装置固定架上，两个生物反应器的容积不同，容积大的反应器底部对称设置有四个进气结构，另一个对称设置有两个进气结构，生物反应器的两个相邻的进气结构通过三通管水平对称延伸出两个距离相同的进气分支路。

14、进一步地，所述供气主管设置在总支撑装置的背面上部，所述蒸汽供给主管设置在供气主管下方；所述进气支路在总支撑装置内向生物反应器的方向水平延伸后，弯折向下延伸至反应器底部进气结构相当的高度后，分为两路对称且水平延伸相同距离的子进气支路向生物反应器的方向延伸至与进气结构连通，所述蒸汽供给支管在进气支路分为两路之前与进气支路连通。

15、进一步地，所述进气支路上设置有过滤装置，所述蒸汽供给支管在过滤装置的进口端一侧与进气支路连接，为过滤装置消毒；

16、所述调温系统包括向生物反应器夹套提供和回收调温介质的冷冻水供给主管、热水供给主管、冷却水供给主管、冷冻水回收主管、热水回收主管和冷却水回收主管；

17、所述热水供给主管、冷冻水供给主管和蒸汽供给主管通过进水管和进液管连接调温水箱用于调节水箱内温度，所述调温水箱通过出水管与热水回收主管相连。

18、进一步地，所述生物反应器的下部具有同一水平高度上周向均匀分布的四个进气结构，相邻进气结构之间的周向距离相同，两个相邻的进气结构的进气口通过进气三通管连接，所述三通管向相邻进气结构方向对称分布有两个进气支管与进气结构连接，一个子进气支路与进气三通管连接同时为两个进气结构供气。

19、进一步地，所述调温水箱设有换热结构，以及与进液管各个支路中串联的气动阀电连接的总控单元，总控单元用于控制进液管向调温水箱的换热结构输送冷冻水和高温蒸汽的比例。

20、进一步地，所述进气支路上并联有备用支路，所述备用支路的两端分别与所述过滤装置进口端的进气支路连接，所述备用之路设有控制阀，所述进气支路上设有控制阀，所述进气支路和所述备用支路的控制阀单独控制。

21、采用上述技术方案后，本发明取得了以下有益效果。

22、通过与三通管延伸的进气支管向培养罐中均匀送气，极大地提高了空气与培养液的接触面。

23、本发明的生物培养系统，将各种管路设置在一个总的支撑框架为生物反应器提供必需的物质或者能量交换，充分支撑框架空间排布支撑管路，可以实现管路功能化集中、排布整齐、容易辨识区分其功能作用，安装便捷快速的目的。

24、本发明采用总管路和支管路的方式与生物反应器连通循环或者为反应器提供物质或者能量交换，能够提供稳定的生物反应条件。本发明的生物反应器具有最少的接口，同一接口实现不同的功能，并且最大化利用生物反应器内部构件实现不同的功能。通过进气支管的相同分支为生物反应器提供气体，使得进入反应器的气体均匀、将蒸汽支路与进气支管合并，可以节省生物反应器开口，且培养条件稳定。将对生物反应器进行不同温度控制的管路在总支撑装置内合并并由一个管路与生物反应器连接可以使其适用不同产品的生产，有利于生物组织、细胞的工业化培养，在一个生物培养系统的总支撑装置内设置不同的生物反应器温度控制回路，有利于对于生物反应器温度的精准控制，特别是对于连级生物反应器有利于保证温度的一致性。