一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明公开一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，属于机械工程与生物工程领域。
【背景技术】
[0002]铁皮石斛是兰科石斛属多年生附生草本植物，为我国名贵中药材，习称“耳环石斛”或“铁皮楓斗”，以外观具有“龙头凤尾”者为佳，用于阴伤津亏，口干烦渴，食少干呕，病后虚热，目暗不明。由于铁皮石斛的种子极小，无胚乳，自然条件下萌发需与某些真菌共生，而且很难用实生苗栽培，加上长期过度开采，野生铁皮石斛濒临灭绝。以铁皮石斛为材料研宄试管苗分化及壮苗培养的报道较多，但试管苗移栽成活率低，目前还未能应用试管苗进行大面积栽培。为了更好地发挥铁皮石斛的药用价值，必须寻找一套与常规栽培不同的方法。当前，植物细胞大规模培养是生产有用的和新化学成分的重要途径之一。铁皮石斛试管苗的繁殖一般要经过原球茎阶段，而原球茎实质上是正在生长分化的体细胞胚胎，具有植株同样的物质代谢和形态发育的潜能，而且在药理作用上，高建平等通过免疫药理的研宄发现，铁皮石斛原球茎与原药材作用相似，能提高机体的非特异性免疫功能和细胞免疫功能，因此，用原球茎代替全植株成为药源是可行的。
[0003]目前，研宄多采用固体培养来进行原球茎的增殖，或有少数率先采用摇瓶液体培养，均难于实现大规模工厂化生产，且都采用外部光源和环境控温，无法保证原球茎始终处于最佳状态下生长，影响生长周期和多糖的累积。本发明通过对原球茎在液体培养过程中对营养物质需求的特性和原球茎的生长和营养消耗规律，优化原球茎快速生长和多糖积累的培养条件。根据原球茎生长所需要的最佳培养条件结合大型植物细胞发酵罐的设计原理，进而实现了本发明的成功研制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，采用150L大型生物反应器，用于大规模克隆培养药用原球茎。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案要:一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于该反应器具有超低剪切力搅拌系统、内置光照自动控制系统、独立灭菌取样系统、独立灭菌出料系统、独立灭菌空气过滤系统、外循环自动控温系统、自动补料系统。
[0006]进一步的，所述的150L生物反应器，内置温度传感器、pH电极、溶氧电极和消泡电极。
[0007]进一步的，低剪切力搅拌系统，包括:双圆边螺旋搅拌桨，置于空气分布器中上方，在搅拌桨外围加设一个导流筒，搅拌桨转动时会在导流筒中形成向上的虹吸力，可以将底部的培养基导流到上部，将上部的培养基向下导流。
[0008]进一步的，内置光照自动控制系统，包括:在罐壁四周加装四根LED灯柱，灯柱外壁是由无铅耐高温玻璃烧制而成，长度为罐体高度的3/4，每一根灯柱放置四组5W的耐高温LED灯头ο
[0009]进一步的，独立灭菌取样系统，包括:取样放料阀、进蒸汽阀、蒸汽排污阀、取样帽和取样口组成，取样放料阀焊置于罐体下方3/4处，口径为25mm，进蒸汽阀与总进汽管连接，蒸汽排污阀与总蒸汽排污阀连接，取样帽与取样口连接。
[0010]进一步的:独立灭菌出料系统，包括:出料放料阀、出料口、出料帽、进蒸汽阀、蒸汽排污阀，其中出料放料阀焊置于罐底，口径为35_，进蒸汽阀与总进汽管连接，蒸汽排污阀与总蒸汽排污阀连接，出料帽与出料口连接。
[0011]与现有技术相比，本发明可以实现超大规模的药用原球茎生产，且具有超低的剪切力，在培养过程中不会对原球茎产生机械损伤；导流筒可以对培养液进行充分的搅拌，保障每一颗原球茎都能均匀的分配到营养因子、氧气和二氧化碳；内置的LED光源可以保障原球茎可以获得充足的光照；自动补料系统可以为中途培养添加新鲜的营养因子，促进原球茎更好更快地生长和次级代谢物的累积；自动控温系统可以精准控制原球茎最佳的培养温度。
【附图说明】
[0012]附图用于提供对本发明的进一步理解，瓶且构成说书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0013]图1为本发明所述一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器的罐体结构示意图。
[0014]图2为本发明所述一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器的罐盖结构示意图。
图3为本发明所述一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器的罐内结构示意图。
[0015]附图中:1，支腿；2，电机；3，出料口 ；4，电机连接座；5，夹套底板；6、下磁钢；7，内筒体下封头；8、上磁钢；9、搅拌桨；10，温度探头接口 ；11，夹套筒体；12，搅拌轴；13，内筒体；14，取样管；15，侧视镜组合件；16，夹套上接管；17，消泡桨；18，视镜灯组合件；19，下法兰；20，垫圈；21，罐盖；22，冷凝器组合件；23，加料口组合件；24，自制螺栓；25，暗支承组合件；26，快装卡箍；27，进气管；28，pH、DO接口组合件；29，进气管固定活卡；30，空气分布器组件；31，快装卡箍；32，加强板；33，压力表接口 ；34，泡沫接口组合件；35，补料口 ；36，接种口 ； 37、挡液分布板；38，LED灯柱；39，导流筒；40，搅拌桨。
具体实施例
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0017]请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案:一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，包括:底座由四根不锈钢支腿I作为整个反应器的支撑，支腿直径1cm,高度55cm ;搅拌电机2安装于罐底夹套底板5，由电机连接座4连接，两侧加装加强板32以保护电机，出料口 3放置在罐底底部左侧，延伸出料管25cm，以避免受电机的影响。电机连接座与罐体连接处加装下磁钢6和上磁钢8，中间使用内筒体下封头进行密封。
[0018]罐体内部安装有搅拌轴12、螺旋叶搅拌桨9、导流筒39、六根LED灯柱38、挡液分布板37和消泡桨17，其中搅拌轴12的上部由喑支承组合件25进行固定和支撑。
[0019]内筒体13外围加装一个夹套筒体11，周边安装有温度探头接口10、，侧视镜组合件15、视镜灯组合件18、pH、DO接口组合件28和进气管27。其中进气管一头与空气过滤器连接，另一头与空气分布器连接30。
[0020]顶盖21通过下法兰19与筒体连接固定，并在中间放置垫圈20以保证密封效果，顶盖左侧安装空气冷凝器组合件22，右侧安装加料口组合件23，中间区域安装压力表接口33、泡沫接口组合件34和接种口 36。
[0021]本发明为一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，具有大规模生产药用原球茎的能力，同时与现有技术比较还具有，生产规模大、可精准控制温度和PH值、可以调节进气量和DO值，可实现内置光源，为原球茎提供足够的光照需求，培养中途可以为原球茎更换或补加新的营养因子，促使原球茎能更快更好地生长，同时也有助于原球茎各种有效成份的累积。
[0022]最后应说明的是，双眼皮所述仅为本发明的部分实施例，并不天用限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于该反应器具有超低剪切力搅拌系统、内置光照自动控制系统、独立灭菌取样系统、独立灭菌出料系统、独立灭菌空气过滤系统、外循环自动控温系统、自动补料系统。2.如权利要求1所述的一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于罐体体积为150L，内置温度传感器、pH电极、溶氧电极和消泡电极。3.如权利要求1所述的一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于低剪切力搅拌系统，包括:双圆边螺旋搅拌桨，置于空气分布器中上方，在搅拌桨外围加设一个导流筒，搅拌桨转动时会在导流筒中形成向上的虹吸力，可以将底部的培养基导流到上部，将上部的培养基向下导流。4.如权利要求1所述的一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于内置光照自动控制系统，包括:在罐壁四周加装四根LED灯柱，灯柱外壁是由无铅耐高温玻璃烧制而成，长度为罐体高度的3/4，每一根灯柱放置四组5W的耐高温LED灯头。5.如权利要求1所述的一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于独立灭菌取样系统，包括:取样放料阀、进蒸汽阀、蒸汽排污阀、取样帽和取样口组成，取样放料阀焊置于罐体下方3/4处，口径为25_，进蒸汽阀与总进汽管连接，蒸汽排污阀与总蒸汽排污阀连接，取样帽与取样口连接。6.如权利要求1所述的一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，其特征在于独立灭菌出料系统，包括:出料放料阀、出料口、出料帽、进蒸汽阀、蒸汽排污阀，其中出料放料阀阀焊置于罐底，口径为35_，进蒸汽阀与总进汽管连接，蒸汽排污阀与总蒸汽排污阀连接，出料帽与出料口连接。
【专利摘要】本发明公开一种应用于铁皮石斛原球茎克隆培养的大型生物反应器，属于机械工程与生物工程领域，主要包括超低剪切力搅拌系统、内置光照自动控制系统、独立灭菌取样系统、独立灭菌出料系统、独立灭菌空气过滤系统、外循环自动控温系统、自动补料系统。罐体体积为150L，内置温度传感器、pH电极、溶氧电极和消泡电极。本发明提供了一种大型生物反应器，主要应用于铁皮石斛药用原球茎的大规模克隆培养。该装置具有超低的剪切力，在培养过程中不会对原球茎产生机械损伤；可以对培养液进行充分的搅拌，保障每一颗原球茎都能均匀的分配到营养因子、氧气和二氧化碳；内置的LED光源可以保障原球茎可以获得充足的光照；自动补料系统可以为中途培养添加新鲜的营养因子，促进原球茎更好更快地生长和次级代谢物的累积；自动控温系统可以精准控制原球茎最佳的培养温度。
【IPC分类】C12M1/34, C12M1/12, C12M1/38, C12M1/36, C12M1/02
【公开号】CN104962465
【申请号】CN201510325387
【发明人】林潘海
【申请人】泉州正和堂生物科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月15日