平行多联发酵罐的制作方法

本发明涉及生物技术装置领域，尤其涉及平行多联发酵罐。

背景技术：

发酵罐，是生物反应器的一种。而平行多联发酵罐除了普通发酵罐的作用如可对细胞、微生物或小型植物进行培养外，还可应用于细胞和菌种的高通量筛选、蛋白表达及动力学研究、酶活性测试、发酵工艺优化、合成生物学研究等领域，属于高通量实验技术的一部分。具体来说可有助于实现生物过程工程研究的高通量和高效率，加快实现从DNA到产品的时间历程。还使得在生物过程工程研发的早期，就可发现功能菌种或基因工程细胞在生物反应器内的代谢、生长、生产等动态生理学特征参数，确定可生产用的最佳细胞克隆，明确与质量相关的关键过程参数等生物过程工程中的关键科学问题，实现QbD的最新生物过程研究理念等等。近十几年来，高通量实验技术的成熟发展，已推动生命科学在各个领域的研究效率得到显著提升。可现阶段的平行多联发酵罐绝大部分需要进口，究其原因为国内生产的设备染菌风险大、灭菌前后的拆卸、安装较为繁琐、困难。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了平行多联发酵罐，其能解决现有的平行多联发酵罐染菌风险大、灭菌前后的拆卸、安装较为繁琐、困难的技术问题。

其技术方案是这样的，其包括机柜和发酵罐，其特征在于：

所述机柜包括机柜主体，所述机柜主体上部设有补料瓶托架、侧部设有发酵罐托架、以及位于补料瓶托架下方设有容置腔，所述容置腔内设有蠕动泵，所述补料瓶托架的底壁上设有与所述蠕动泵容置腔连通的通孔，补料瓶连接的补料管贯穿所述通孔后连接蠕动泵的输入端，所述发酵罐托架上设有若干发酵罐；

所述发酵罐包括罐体和搅拌机构；

所述罐体的上端开口通过封头封装；

所述搅拌机构包括电机、电机机座、轴承座和搅拌轴；所述电机固定于电机机座座上、电机轴伸入电机机座的机座腔体内，所述电机轴位于机座腔体内的部位上连接有电机轴联接套，所述电机轴联接套上连接有外磁组，所述轴承座固定于封头上，所述搅拌轴支撑于轴承座、其上端部连接有内磁组，所述电机轴联接套套设于所述内磁组上，所述电机轴联接套与所述内磁组之间设有隔离套，所述隔离套分别与所述电机机座、轴承座密封连接。

进一步的，所述封头包括法兰盖和法兰圈，所述罐体的上端部设有向外侧延伸的凸缘，所述法兰盖安装于所述凸缘上侧端面并盖合罐体的上端开口，所述法兰圈套设于所述罐体并抵靠于凸缘的下侧端面，所述法兰盖和所述法兰圈通过螺栓、螺母组件连接固定；所述法兰盖下侧设有与所述凸缘贴合的密封圈。

进一步的，所述法兰盖上连接有与所述罐体连通的尾气冷凝管，所述尾气冷凝管上设有冷凝组件，所述冷凝组件包括传热固定铝块、半导体制冷片、散热片和散热风扇，所述传热固定铝块上设有磁铁以及纵向延伸的凹槽，两传热固定铝块通过磁铁相互吸合、并通过相对设置的凹槽夹持尾气冷凝管，所述半导体制冷片、散热片依次固定于其中一个传热固定铝块的与凹槽相反的端面上，所述散热片上设有散热风扇。

进一步的，所述尾气冷凝管包括引导管，所述引导管的上端部通过螺套压装固定有接头，所述螺套与引导管螺纹连接，所述接头的下端部伸入所述引导管内、并与所述引导管间隔设置，所述接头的下端部螺纹连接有扰流轴、其管壁上设有与所述引导管连通的导流孔，所述扰流轴上设有径向延伸的扰流凸缘。

进一步的，所述隔离套上设有罩体凸肩，所述轴承座上设有座体凸肩，所述电机机座的下端部与隔离套的上端部螺纹连接、并抵靠于所述罩体凸肩的上端面，所述轴承座的上端部与隔离套的下端部螺纹连接、其座体凸肩抵靠于罩体凸肩的下端面上，所述罩体凸肩与所述座体凸肩之间嵌设有密封圈。

进一步的，所述发酵罐托架上设有U型槽、罩壳，所述罩壳与所述U形槽一侧转动连接、并能扣合于所述罩壳上；

进一步的，所述发酵罐托架上还设有收纳腔，收纳盒两侧通过连杆组件与所述收纳腔的两侧壁连接、并能收容与所述收纳腔内。

进一步的，所述补料瓶托架的前侧壁上开设有视窗。

本发明的平行多联发酵罐，机柜主体上部设有补料瓶托架、位于补料瓶托架下方设有容置腔，容置腔内设有蠕动泵，补料瓶托架的底壁上设有与蠕动泵容置腔连通的通孔，补料瓶连接的补料管贯穿通孔后连接蠕动泵的输入端，通过若干补料瓶中设置的75%乙醇、2 mol/L NaOH和无菌水，对平行多练发酵罐的罐体以及各管路进行在线液体灭菌，从而无需拆卸发酵罐以及各管路，灭菌操作更为方便；电机轴位于机座腔体内的部位上连接有电机轴联接套，电机轴联接套上连接有外磁组，搅拌轴的上端部连接有内磁组，电机轴联接套套设于内磁组上，外磁组与内磁组形成闭合磁路，电机旋转轴带动电机轴联接套转动，电机轴联接套通过磁力作用带动搅拌轴转动，使搅拌轴与电机轴同步转动，电机轴联接套与内磁组之间设有隔离套，隔离套分别与电机机座、轴承座密封连接，轴承盖与轴承座内部空间与外界隔离，降低染菌几率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的发酵罐的结构示意图。

图3为本发明的发酵罐的局部剖的主视结构示意图。

图4为本发明的发酵罐的俯视结构示意图。

图5为本发明的搅拌机构的结构示意图。

图6为本发明的电机机座、隔离罩、轴承座的连接结构示意图。

图7为本发明的尾气冷凝管与冷凝组件装配后的剖视图。

图8为本发明的尾气冷凝管与冷凝组件的分解结构示意图。

图9为本发明的机柜的一个视角的结构示意图。

图10为本发明的机柜的另一视角的结构示意图。

附图标记：10-发酵罐；11-搅拌机构；111-电机；1111-电机轴；112-电机机座；113-电机轴联接套；1131-外磁组；114-内磁组；115-隔离罩；1151-罩体凸肩；116-轴承座；1161-座体凸肩；117-轴承；118-搅拌轴；12-封头；121-法兰盖；122-法兰圈；123-补料接头；124-空气管组件；125-尾气冷凝管；1251-引导管；1252-接头；1253-螺套；1254-扰流轴；1255-扰流凸缘；126-温度套管；127-液位电极组件；128-法兰接头；129-取样管；13-罐体； 14-冷凝组件；141-散热片；142-传热固定铝块；1421-凹槽；143-半导体制冷片；144-散热风扇； 1422-传热固定铝块；20-机柜；21-机柜主体；211-罩壳；22-发酵罐托架；221-控温夹套；222-U形槽；223-罩壳；224-收纳盒；2241-隔板；225-连杆组件；226-收纳腔；23-补料瓶托架；231-通孔；232-视窗。

具体实施方式

如图1~图10所示，平行多联发酵罐，其包括机柜20和发酵罐10，

机柜20包括机柜主体21，机柜主体21上部设有补料瓶托架23、侧部设有发酵罐托架22、以及位于补料瓶托架下方设有容置腔，容置腔内设有蠕动泵，补料瓶托架的前侧壁上开设有视窗232、底壁上设有与蠕动泵容置腔连通的通孔231，补料瓶连接的补料管贯穿通孔后连接蠕动泵的输入端，发酵罐托架22上设有安装孔，发酵罐设置于安装孔内、并套设有控温夹套221；

发酵罐包括罐体13和搅拌机构11；

罐体13的上端开口通过封头12封装，具体的，封头12包括法兰盖121和法兰圈122，罐体13设有向外侧延伸的凸缘，凸缘上侧设有盖合罐体13上端开口的法兰盖121，凸缘下侧设有套设于罐体13的法兰圈122，法兰盖121和法兰圈122通过螺栓、螺母组件连接固定；法兰盖121下侧设有与凸缘贴合的密封圈；

搅拌机构11包括电机、电机机座112、轴承座116和搅拌轴118；电机固定于电机机座112座上、电机轴伸入电机机座112的机座腔体内，电机轴位于机座腔体内的部位上连接有电机轴联接套113，电机轴联接套113上连接有外磁组1131，轴承座116固定于法兰盖121上，搅拌轴118支撑于轴承座116、其上端部连接有内磁组114，电机轴联接套113套设于内磁组114上，电机轴联接套113与内磁组114之间设有隔离罩115，隔离罩115分别与电机机座、轴承座116密封连接，隔离套的设置，能够使得轴承座内部空间与外界隔离，降低染菌几率。

法兰盖121上连接有与罐体13连通的尾气冷凝管125，尾气冷凝管125上设有冷凝组件14，冷凝组件14包括传热固定铝块142、半导体制冷片143、散热片141和散热风扇144，传热固定铝块142上设有磁铁以及纵向延伸的凹槽1421，两传热固定铝块142相互吸合、并通过相对设置的凹槽夹持尾气冷凝管125，半导体制冷片143、散热片141依次固定于其中一个传热固定铝块142的与凹槽相反的端面上，散热片上嵌设有散热风扇144。冷凝组件通过磁铁吸附方式固定尾气冷凝管上，一步拆卸一步安装，拆装过程简单辩解。传热固定铝块直接与尾气冷凝管接触，冷却效果更好，使尾气冷凝管温度轻松达到露点以下。

法兰盖121还上设有补料接头123、空气管组件124、温度套管126、液位电极组件127；法兰接头128和取样管129。补料接头通过料管、接头与蠕动泵的输出端连接，用于补料操作，机柜主体前侧壁或左、右两侧壁可开设通孔供补料管伸出；空气管组件124为发酵罐进气口；温度套管126内设有温度电极，以隔离电极和培养液；液位电极组件127用于监测发酵罐内液位高度；法兰接128头为pH、DO电极底座；取样管129为发酵罐取样装置，一端连接硅胶管和取样接头，另一端伸入发酵液面下。

尾气冷凝管包括引导管1251，引导管1251的上端部通过螺套1253压装固定有接头1252，螺套1253与引导管1251螺纹连接，接头1252的下端部伸入引导管1251内、并与引导管间隔设置，接头1252的下端部螺纹连接有扰流轴1254、其管壁上设有与引导管连通的导流孔12531，扰流轴1254上设有径向延伸的扰流凸缘12541，扰流轴和扰流凸缘的设置能够使得尾气形成湍流，提高换热效果。

内磁组114外周包覆有聚四氟乙烯层，聚四氟乙烯不仅具有自润滑功效，而且能够防止内磁组长期接触蒸汽或发酵液后生锈、产生颗粒物质，进而延长搅拌系统的使用寿命、降低染菌风险。

隔离套115上设有罩体凸肩1151，轴承座上设有座体凸肩1161，电机机座的下端部与隔离套的上端部螺纹连接、并抵靠于罩体凸肩的上端面，轴承座116的上端部与隔离套的下端部螺纹连接、其座体凸肩1161抵靠于罩体凸肩1151的下端面上，罩体凸肩与座体凸肩之间嵌设有密封圈119；其结构简单，拆装方便，并且密封效果好。

发酵罐托架上设有U型槽222、罩壳223，罩壳223与U形槽222一侧转动连接、并与U形槽另一侧顶端的凸缘扣合连接；发酵罐在使用过程中会有许多配件，如止水夹、鲁尔接头、电极帽、O型圈等，这些配件归纳、存放于U形槽内，使用前旋转罩壳打开U型槽，使用过程中将会很便捷的取出所需物品，使用后也能将物品顺手放回，旋转罩壳关闭U型槽。

发酵罐托架上还设有收纳腔226，收纳盒224两侧通过连杆组件225与收纳腔的两侧壁连接、并能收容与收纳腔内，连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆一端部与收纳腔的侧壁铰接、另一端部与第二连杆一端部铰接，第二连杆的另一端部与收纳盒的侧壁铰接；收纳盒224上通过隔板2241分隔为若干收纳小盒，便于发酵过程中的pH电极、溶氧电极等贵重物品的分类放置。