专利名称：一种模块式多用途生化反应组合系统的制作方法
技术领域：
一种模块式多用途生化反应组合系统，属于生物工程装备领域。
背景技术：
在生物技术实验研究过程中，以及某些生物产品的生产系统中，往往需要 在同一装置中分别产出不同研究目的物或产品。由于需要提取分离的研究目的 物或产品的品种和性质的差别，整个装置往往需要配套不同的提取、分离操作 设备，这样就会使装置所配套的设备多，占地大，投资多。或者是由于系统配 套的提取、分离设备不足而限制装置功能的发挥。因此，开发研制具有较大的 生化反应操作范围并可以在不同的提取分离操作中使用的装置具有重要的意 义。
发明内容
本发明的目的是提供一种模块式多用途生化反应组合系统，这样的装置可 以在较少的投资和较小的场地的情况下，适合不同工艺需要，完成较多的研究 目的物或产品的制造，使整个系统可以满足不同研究或产品生产的需要。
本发明的技术方案 一种模块式多用途生化反应组合系统，是由反应模块、
提取模块、分离模块和控制模块组合构成，反应模块采用容积为400 1000L的 常规的机械通风搅拌生物反应器，采用间歇、半连续或连续的各种方式，提取 模块采用容积为300 800L的多功能提取罐，分离模块采用处理量为80 200L/h 的超/微滤组合膜分离组合装置，控制模块采用bioprocessorl.O系统软件及matlab web分析和设计程序。
所述多功能提取罐，它由罐体及夹套、搅拌轴和搅拌桨、物料和仪表各种 接口所组成，搅拌转速、搅拌桨的形式和数量以及在搅拌轴上的位置可调节， 夹套有多层，可单独或同时使用，容器接口的种类、数量和位置能满足多种后 提取初步分离操作的要求，搅拌系统的不同组合是完成某一种或几种任务前， 根据任务的混合特征选择适合的搅拌桨的形式和数量，并可拆换安装在搅拌轴 合适的位置上。
所述超/微滤膜分离组合装置超滤50K/微滤O.lpm、 4吋中空纤维膜，温 度范围5-45'C， pH范围2—10，操作压力^).15Mpa，有效膜面积2 4M2的不 同组合，完成某一种或几种任务前，根据任务的特征可选择适合的分子量或不 同材料的膜组件，并可拆换安装在固定的支架上。
所述的控制系统采用bioprocessorl.O系统软件及matlab web分析和设计程
序，对任务全过程在线远程监测，完成数据分析、图形化表示、数据库生成、 交互、建模并达到控制优化。
本系统根据生物技术研究、产品生产要求，采用模块化设计，由反应模块、 提取模块、分离模块和控制模块组成。其反应模块采用常规的机械通风搅拌生 物反应器，可以完成微生物培养和酶促反应等生物反应过程，反应可以采用间 歇、半连续或连续等多种方式；提取模块为多功能提取罐，它由罐体及夹套、
搅拌轴和搅拌桨、物料和仪表等各种接口所组成，搅拌转速、搅拌桨的形式和 数量以及在搅拌轴上的位置可调节，夹套有多层，可单独或同时使用，容器接 口的种类、数量和位置能满足多种后提取初步分离操作的要求。其技术是将多 种后提取设备的功能整合到一个设备之中，可以完成诸如结晶器、絮凝罐、蒸 发器、动态离子交换和吸附罐、发酵液预处理罐、萃取罐、沉淀罐等设备所完 成的多种生物产品的提取任务，同时，还可以作为生物反应原料准备设备完成
酶反应器、液化和糖化罐、配料罐等相关设备的任务；分离模块为超/微滤膜分 离组合装置，可进行浓縮、除菌、分离等等；控制模块采用bioprocessorl.O系统 软件及matlab web分析设计程序，信息管理计算机全过程控制与优化。
本发明的有益效果本系统能实现"反应一提取-分离-控制"工艺流程，可以 适合不同工艺需要，完成生物物质的反应转化到初步分离，达到利用一套装置 就能分别产出不同研究目的物或产品。
具体实施例方式
实施例l:(规格为400L发酵罐-300L多功能提取罐-80L超/微滤膜装置) 反应模块为400L发酵罐主要用于完成微生物培养和酶促反应等生物反应 过程，反应可以采用间歇、半连续或连续等多种方式生物反应；技术指标操 作容积400L，径高比1 : 3，搅拌器转速10 300rpm，搅拌器形式六折叶开启 涡轮式。
提取模块为300L多功能提取罐可以完成多种提取和分离设备中的一些操 作功能①结晶罐②絮凝罐、③蒸发器、④动态法离子交换和吸附罐、 发酵 液预处理罐、⑥溶剂萃取罐、⑦沉淀分离的沉淀罐等等；技术指标操作容积 270L，径高比1:3，搅拌器转速10 300rpm，搅拌器形式六折叶开启涡轮式， 换热面积1.5/0.5。
分离模块为80L超/微滤中空纤维膜主要用于提纯、除菌和浓縮等，也可 以替代离心、沉降、蒸发、吸附等传统的分离手段；技术指标80L超滤50K/ 微滤0.1pm、 4吋中空纤维膜，温度范围5-45。C， pH范围2 10，操作压力 S0.15Mpa，有效膜面积2M2。
控制模块采用bioprocessorl.O系统软件及matlab web分析设计程序。 实施例2:(规格为1000L发酵罐-800L多功能提取罐-200L/h超/微滤中空纤维膜分离组合装置)
反应模块为1000L发酵罐主要用于完成微生物培养和酶促反应等生物反 应过程，反应可以采用间歇、半连续或连续等多种方式生物反应；技术指标 操作容积1000L，径高比1 : 3，搅拌器转速10 300rpm，搅拌器形式六折叶开 启涡轮式。
提取模块为800L多功能提取罐:可以完成多种分离设备中的一些操作功能: ①结晶罐②絮凝罐、③蒸发器、④动态法离子交换和吸附罐、⑤发酵液预处理 罐、⑥溶剂萃取罐、⑦沉淀分离的沉淀罐等等；技术指标操作容积720L，径 高比1 :3，搅拌器转速10 300rpm，搅拌器形式六折叶开启涡轮式，换热面 积1.5/0.5。
分离模块为200L超/微滤膜主要用于提纯、除菌和浓縮等，也可以替代离 心、沉降、蒸发、吸附等传统的分离手段；技术指标200L超滤50K/微滤O.lpm、 4吋中空纤维膜，温度范围5-45。C， pH范围2—10，操作压力^).15Mpa，有效 膜面积4M2。
控制系统釆用bioprocessorl.O系统软件及matlab web分析设计程序。
权利要求
1、一种模块式多用途生化反应组合系统，其特征是是由反应模块、提取模块、分离模块和控制模块组合构成，反应模块采用容积为400～1000L的常规的机械通风搅拌生物反应器，采用间歇、半连续或连续的方式，提取模块采用容积为300～800L的多功能提取罐，分离模块采用处理量为80～200L/h的超/微滤组合膜分离组合装置，控制模块采用bioprocessor1.0系统软件及matlab web分析和设计程序。
2、 根据权利要求1所述的模块式多用途生化反应组合系统，其特征是所述 多功能提取罐由罐体及夹套、搅拌轴和搅拌桨、物料和仪表各种接口所组成， 搅拌转速、搅拌桨的形式和数量以及在搅拌轴上的位置可调节，夹套有多层， 可单独或同时使用，容器接口的种类、数量和位置能满足多种后提取初步分离 操作的要求。
3、 根据权利要求1所述的模块式多用途生化反应组合系统，其特征是所述 超/微滤膜分离组合装置超滤50K/微滤O.lpm、 4吋中空纤维膜，温度范围 5-45°C， pH范围2—10，操作压力S0.15Mpa，有效膜面积2 4M2的不同组合， 完成某一种或几种任务前，根据任务的特征可选择适合的分子量或不同材料的 膜组件，并可拆换安装在固定的支架上。
4、 根据权利要求1所述的模块式多用途生化反应组合系统，其特征是所述 的控制系统采用bioprocessorl.O系统软件及matlab web分析和设计程序，对任 务全过程在线远程监测，完成数据分析、图形化表示、数据库生成、交互、建 模并达到控制优化。
全文摘要
一种模块式多用途生化反应组合系统，属于生物工程装备领域。本系统采用模块化设计，由反应模块、提取模块、分离模块和控制模块组成。反应模块采用常规的机械通风搅拌生物反应器，可以完成微生物培养和酶促反应等生物反应过程；提取模块为多功能提取罐，可以完成多种生物产品的提取任务；分离模块为超/微滤膜分离组合装置，可进行浓缩、除菌、分离等；控制模块采用bioprocessor1.0系统软件及matlab web分析和设计程序，信息管理计算机全过程控制与优化。本系统能实现“反应-提取-分离-控制”工艺流程，可以适合不同工艺需要，完成生物物质的反应转化到初步分离，达到利用一套装置就能分别产出不同研究目的物或产品。
文档编号C12M1/02GK101168719SQ20071013432
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月11日 优先权日2007年10月11日
发明者冯志强, 沈国强 申请人:江南大学