[实用新型]一种提升式搅拌器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于动物细胞培养技术领域的搅拌设备，具体地说是一种提升式搅拌器。

背景技术

随着杂交瘤细胞培养生产单克隆抗体技术的发展，以及基因工程表达载体范围的不断扩大，对动物细胞进行大规模培养显得十分必要。动物细胞生物反应器可以模拟动物体内的生长环境，在无菌、适温和丰富的营养条件下，使细胞在体外继续生存、生长和繁殖，以此来生产具有重要医用价值的酶、疫苗、干扰素和单克隆体等生物制品。

与微生物和植物细胞相比，动物细胞没有细胞壁，对剪切力极其敏感，因此，对搅拌器的性能提出了更高的要求。搅拌器是动物细胞生物反应器的核心部件，搅拌器的设计应保证反应器在工作时能产生较低的剪切力，不至于破坏细胞，还应使营养物质混合均匀，并最大限度地提高培养液中的氧传递速率，使其满足高密度细胞培养的耗氧要求，提高生物制品的产量，以此实现动物细胞的大规模培养。

美国NBS公司于20世纪80年代推出的细胞提升式搅拌器(德国专利：DE3445952)是一种超低剪切力的搅拌器。该搅拌器包括搅拌轴，连接于搅拌轴下方的提升管，以及设于提升管外围的三个溢流管。搅拌器在转动时，溢流管中的液体在离心力的作用下由溢流管内甩出，形成低压区，使提升管下方的液体吸收至提升管内部并向上流动，从而实现培养液的均匀搅拌。然而该搅拌器在配合丝网进行供气时，其氧传递速率较低，溶氧性能较差，无法满足高密度细胞培养的耗氧要求。

上海日泰医药设备工程有限公司《一种细胞反应器及其提升式搅拌器》(中国专利：CN202543192U)设置了多个排放管层，满足了“批式流加”的细胞培养方法，且能将培养罐中的培养液搅拌均匀，但仍无法满足高密度细胞培养的耗氧要求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种提升式搅拌器，该搅拌器可以提升氧传递速率，增大流体中的溶氧量，满足高密度细胞培养的耗氧要求。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种提升式搅拌器，包括搅拌轴和提升管，所述提升管为一端开口、另一端封闭的管状体，提升管的封闭端固定连接在搅拌轴的下方，提升管和搅拌轴同轴连接，提升管的侧壁上设有与其相通的溢流管；所述提升管的内部设置有轴流叶片，轴流叶片固定在提升管的内壁上且位于溢流管的下方，轴流叶片随提升管转动并对提升管内的流体做功，从而提高提升管内流体的流量。

进一步的技术方案为：所述的搅拌轴为空心轴，搅拌轴侧壁的底端设置有进气孔并通过进气孔与进气管相连通，进气管远离搅拌轴的一端与气体分布器相连通，气体分布器呈环状且环绕在提升管的周围。空气通过搅拌轴进入进气管，并通过气体分布器在提升管的周围均匀排出，与液体进行气液交换。

进一步的技术方案为：还包括通气笼体，通气笼体呈柱状，通气笼体套置在提升管的外部从而使气体分布器位于提升管和通气笼体之间；通气笼体两端封闭，通气笼体的侧壁由丝网构成；通气笼体的顶端位于溢流管的下方，通气笼体的底端位于提升管底端的上方，通气笼体的顶端设有与其内部相通的出气管，通气笼体的轴线与提升管的轴线重合。

设置通气笼体，使气体分布器排出的气体在通气笼体内与液体进行气液交换，通气笼体侧壁的丝网能够阻挡液体中的细胞进入通气笼体，同时气体通过丝网的网孔进入液体后不会形成气泡。

进一步的技术方案为：还包括消泡器，消泡器位于搅拌轴上且消泡器的轴线与搅拌轴的轴线重合，所述出气管远离通气笼体的一端连接到消泡器上，消泡器用于消除出气管排出气体中的泡沫。

进一步的技术方案为：所述溢流管围绕提升管呈发散状分布有多个，溢流管的轴线与提升管的轴线相垂直。溢流管呈发散状分布并且轴线与提升管的轴线相垂直，便于溢流管中的液体在离心力的作用下由溢流管内甩出，从而使提升管下方的液体顺利的向上流动。

进一步的技术方案为：所述的溢流管在提升管的轴向上位于同一高度，在提升管的周向上均匀布置。同一高度、均匀布置的溢流管便于在提升管内部的中心处形成低压区，便于提升管下方的液体顺利的被吸收至提升管内部并向上流动。

进一步的技术方案为：所述溢流管与提升管相连通的一端为入口端，溢流管远离提升管的一端为出口端，溢流管出口端的端面与该溢流管的轴线之间存在夹角α，从而使溢流管的长度沿提升管的转动方向由短变长。使溢流管的长度沿提升管的转动方向由短变长，利于转动时在溢流管出口端附近形成低压区，进一步改善提升管的吸入性能。

进一步的技术方案为：所述的轴流叶片呈螺旋状并沿提升管内壁的轴向布置，轴流叶片的外边缘连接在提升管的内壁上，轴流叶片的中心处形成中心孔。