植物细胞发酵罐的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于植物细胞培养和微生物培养的发酵罐，具体涉及一种植物细胞发酵罐。


背景技术：

2.近年来微生物培养及植物细胞培养在行业中迅速发展。其中植物细胞培养是指在离体条件下将愈伤组织或其他易分散的组织置于恒温摇床中，将组织振荡分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖来获得大量细胞群体的方法。现有生物实验室缺少对植物细胞培养的器械，即使有植物细胞培养的器械，也不能够完全满足植物细胞培养所需要的无菌、光照、温度、湿度以及二氧化碳浓度条件，不利于植物组织和细胞的培养。
3.目前工业上常用发酵罐来进行微生物或植物细胞培养，但现有发酵罐还存在如下不足：如存在搅拌不均匀的现象，尤其是对固体含量浓度较高的发酵原料，无法实现原料充分有效的混合，进而影响了发酵效率。另外，在发酵的过程中，有益菌种、植物细胞的生长均需要特定温度，想要得到好的发酵效果，需控制调节整体的温度，使发酵罐中有益菌种、植物细胞快速生长，进而提高发酵效率，然而现有发酵罐还存在着控温不准甚至无法控温的弊端。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决的技术问题是解决植物细胞在发酵罐培养过程中因大面积地受搅拌棒扰动而破裂、碰撞致伤，导致培养成功率不佳问题；并且一般的搅拌棒的转速为固定档位或简单的数个档位，需要人为操作才能维持内部溶液适配的转数，往往出现转速过快导致植物细胞之间过多碰撞而培养率低，或是转速过慢导致植物细胞溶液无法完整地在发酵罐内进行循环搅拌，而致温度、压力、酸碱不均匀的状况。此外，因为植物细胞培养的时间较长，操作人员无法时刻在发酵罐旁观注植物细胞培养的状况，进而调整适当地培养参数，增加植物细胞的数量或存活率。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种植物细胞发酵罐。植物细胞发酵罐包含罐体及导流套件，所述导流套件包含内管、外管、搅拌叶及驱动模组；所述内管及所述外管均为空心柱体，所述外管套设于所述内管外侧，且下侧内径向下逐渐缩小，呈斜面或曲面倾斜；所述搅拌叶穿设于所述内管中心；所述驱动模组驱动所述搅拌叶转动；当所述导流套件内填注溶液时，所述搅拌叶转动带动溶液从所述内管内侧向上流动，溶液的流动方向在所述内管上管口的上侧转向，并沿所述内管及所述外管之间向下流动，直到经过所述内管下管口后受所述外管下侧的斜面或曲面的导向作用向所述外管中心靠拢，后再受所述搅拌叶转动带动从所述内管内侧向上流动。
6.在一个优选实施例中，所述搅拌叶为螺旋杆，且所述螺旋杆的螺旋叶片上缘的高度临近并高于所述内管上管口的高度，所述螺旋杆的螺旋叶片下缘的高度临近于所述外管下侧斜面或曲面的下缘，当所述驱动模组驱动所述搅拌叶转动，溶液被向上引导流出所述
内管。
7.在一个优选实施例中，所述搅拌叶为搅拌桨，所述搅拌桨的主体设置于所述外管下侧，当所述驱动模组驱动所述搅拌叶转动，溶液被向上引导流出所述内管。
8.在一个优选实施例中，所述搅拌叶在邻近所述内管上端处设置有分流叶，当溶液被所述搅拌叶向上导流经过所述内管上端后，所述分流叶将溶液向水平方向引流。
9.在一个优选实施例中，植物细胞发酵罐还包含吹气盘，所述吹气盘设至于所述外管下侧，辅助溶液在导流套件内流动时均匀扰动及抬升。
10.在一个优选实施例中，所述驱动模组包含马达及可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器提供转动指令驱动马达运转。
11.在一个优选实施例中，所述转动指令为线性变速设置。
12.在一个优选实施例中，所述转动指令为非线性变速设置。
13.在一个优选实施例中，所述驱动模组还包含至少一传感器，所述传感器设置于所述导流套件上端，所述传感器侦测溶液信息后将信息反馈予所述可编程逻辑控制器，进而调整所述马达转速。
14.在一个优选实施例中，所述传感器可选地为压力传感器、温度传感器、浓度传感器或酸碱度传感器。
15.本实用新型的有益效果是提供一种能够提供稳定的循环流动路径，并且流动速度和缓、均匀的植物细胞发酵罐，该设置的植物细胞发酵罐可大幅减少内部植物细胞因流动时的碰撞而破裂损坏，增加植物细胞培养存活率，进而提高培养效率，减少培养的时间及成本。同时，本实用新型的植物细胞发酵罐能够自动感测发酵罐内部溶液的状况进而调整转速或温度，并将监测数据反馈予操作人员，让操作人员可依培养状况调整相关环境参数，即时地获知溶液状态，增加培养成功率。
附图说明
16.本实用新型及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
17.图1是本实用新型实施例的植物细胞发酵罐正视图。
18.图2是本实用新型实施例的植物细胞发酵罐中的导流套件示意图。
19.图3是本实用新型第一实施例的示意图。
20.图4是本实用新型第二实施例的示意图。
21.附图中，各编号所对应之元件或组件如下：1、罐体；2、外壳；3、导流套件；4、内管；5、外管；51、斜面；6、搅拌叶；61、螺旋叶片；62、搅拌桨；63、分流叶；7、吹气盘；8、驱动模组；81、马达；82、可编程逻辑控制器；83、传感器。
具体实施方式
22.请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本实用新型的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本实用新型的具体实施例，其不应被视为限制本实用新型未在此详述的其它具体实施例。
23.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。
为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
24.首先参照图1，本实用新型所揭示的植物细胞发酵罐包含罐体1及导流套件3，罐体外围包覆一层外壳2，具体地，所述外壳2常用材料为玻璃(二氧化硅)，因为其具有良好的酸碱度适应能力，易能耐高温，透明的外壳也使操作人员方便观察。
25.参照图2及图3，本植物细胞发酵罐中的导流套件3包含内管4、外管5、搅拌叶6及驱动模组8；具体地，内管4及外管5均为空心柱体，要说明的是，内、外管柱体形状不为实施利中所揭示之圆柱体为限，当发酵罐为多个搅拌叶的设计时，该柱体亦可设置为三角柱、四方柱、椭圆柱或8字型柱体等；外管5套设于内管4外侧，且外管5下侧内径向下逐渐缩小，呈斜面或曲面倾斜；搅拌叶6穿设于内管4中心轴处；驱动模组8驱动搅拌叶6转动。
26.具体地，当导流套件3内填注植物细胞溶液时，藉由搅拌叶6转动，进而带动植物细胞溶液从内管4内侧向上流动，一直向上完整通过内管4后，植物细胞溶液的流动方向在内管4上管口的上侧转向，并沿内管4及外管5之间空间向下流动，直到经过内管4下管口外缘后受外管5下侧的斜面或曲面51的导向作用，植物细胞溶液进而朝外管5中心靠拢，后再受搅拌叶6转动，而被带动再从内管4内侧向上流动，周而复始不断循环，直到植物细胞溶液中的成份达到操作者设定的条件为止。
27.参照图3，此为本实用新型所揭示的第一实施例。本实施例中的搅拌叶6为一螺旋杆，且螺旋杆的螺旋叶片61最上缘的高度临近并高于内管4上管口的高度，螺旋杆的螺旋叶片61下缘的高度临近于外管5下侧斜面或曲面的下缘，当驱动模组8驱动搅拌叶6转动，植物细胞溶液即被螺旋杆向上引导流出内管。
28.进一步地，搅拌叶6在邻近内管4上端处设置有分流叶63，该分流叶的高度高于螺旋叶片最上缘，当植物细胞溶液被搅拌叶6向上导流经过内管4上端后，分流叶63因旋转而会将植物细胞溶液向水平方向引流。
29.进一步地，本植物细胞发酵罐中的导流套件3包含吹气盘7，吹气盘7设至于外管5下侧，在植物细胞于发酵罐中进行流动发酵时，从底部打入的气泡可以辅助溶液在导流套件3内流动时均匀扰动及抬升。具体地，吹气盘7的正投影面积完全被内管4的正投影面积所覆盖，所以吹气盘7所打入的气泡仅会对向上导流的植物细胞溶液作用，不会对向下流动的植物细胞溶液造成阻碍，因此导流套件内的溶液整体循环更为顺畅。
30.参照图4，此为本实用新型所揭示的第二实施例。本实施例中的搅拌叶6为搅拌桨62，搅拌桨62的主体设置于外管5下侧，当驱动模组8驱动搅拌叶6转动，植物细胞溶液即被搅拌桨转动所产生的水流向上引导流出内管。而在本实施例中可选择地加入分流叶63及吹气盘7，加入后能更好地搅动植物细胞溶液，让细胞之间与加入的原料充分混合，并且和缓地、均匀地流动加温，让植物细胞的生长更有效率。
31.参照图3或图4，进一步地，本植物细胞发酵罐中的导流套件的驱动模组8包含马达81、可编程逻辑控制器82(programmable logic controller，plc)及至少一传感器83，传感器侦测植物细胞溶液的状态后将信息反馈予可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器再做出指令进而调整马达81转速。具体地，因为本导流套件对水压的控制较为严格，因此将传感器83设置于导流套件3上端，用以感测内管上端的植物细胞溶液的状况，能更好地调整搅动棒
的转速。在其他实施例中，植物细胞发酵罐可能还包括加热件、酸碱度调试件等，传感器对植物细胞溶液所监测回报的数据，有利于操作员及时修正发酵罐的参数，甚至进而由可编程逻辑控制器82对加热件、酸碱度调试件等自动调整，让罐内环境始终保持在某一合适状态，或随时间变换到预设状态，减少操作员试误的成本，也增加植物细胞培养的成功率。
32.更进一步地，为了更和缓地变动搅拌棒6的转速，可编程逻辑控制器82对马达81下达的运转指令可以为线性变速或非线性变速运转，其中，线性变速可柔和地增速或减速，大幅避免了现行马达转速因换档时的突进现象，该现象可能会因过强的力度或水流速度对内部植物细胞造成破坏，使得细胞培养的速率或成功率下降。
33.虽然在上文中已经参考一些实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。