专利名称：一种搅拌器和动物细胞培养生物反应器罐体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物技术领域，特别涉及一种搅拌器和动物细胞培养生物反应器 罐体。
背景技术：
机械搅拌式动物细胞培养生物反应器是应用最为广泛的动物细胞培养生物反应 器。它依靠搅拌桨提供液相搅拌的动力，具有较大的操作范围、良好的混合性和浓度均勻 性。由于动物细胞没有细胞壁的保护，因此对剪切作用十分敏感，直接的机械搅拌很容易对 其造成损害，传统的用于微生物的搅拌反应器用作动物细胞的培养显然是不合适的。所以， 动物细胞培养中的搅拌式反应器都是经过改进的，包括改进供氧方式、搅拌桨的形式及在 反应器内加装附件等。搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌式反应器的关键部件。其功能是提供过程 所需要的能量和适宜的流动状态。搅拌器要在达到良好的混质效果的同时保持较低的剪切 力。搅拌器把机械能传递给流体，在搅拌器附近形成湍流的充分混合区。这种循环流动的 途径称为流型。流型有三种基本类型径向流、轴向流和切向流。三种流型通常同时存在， 其中轴向流与径向流对混合起主要作用。切向流对搅拌作用不利，应当尽量避免。
实用新型内容本实用新型实施例提供了一种搅拌器和动物细胞培养生物反应器罐体，用以在保 证良好混质效果的同时减小对细胞的剪切力。本实用新型实施例提供一种搅拌器，用于动物细胞培养生物反应器，包括轮毂；桨叶，固定在所述轮毂上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。所述桨叶通过焊接或者螺栓固定在所述轮毂上；和/或所述桨叶和所述轮毂表面的粗糙度小于0. 4 μ m。所述桨叶为平叶式桨叶、折叶式桨叶或者螺旋面叶式桨叶；和/或所述桨叶的数目至少为2个。本实用新型实施例提供一种动物细胞培养生物反应器罐体，包括固定设置于所述 动物细胞培养生物反应器罐体内的搅拌器，所述搅拌器包括固定设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体内的轮毂；桨叶，固定在所述轮毂上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。所述的动物细胞培养生物反应器罐体，还包括搅拌轴、传动装置和密封装置，其 中所述搅拌轴，一端与所述轮毂轴向固定连接，另一端与所述传动装置轴向连接；所述密封装置，设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体的用于穿插所述搅拌轴 或者传动装置的通孔上。[0018]所述桨叶通过焊接或者螺栓固定在所述轮毂上；和/或所述桨叶和所述轮毂表面的粗糙度小于0. 4 μ m。所述桨叶为平叶式桨叶、折叶式桨叶或者螺旋面叶式桨叶；和/或所述桨叶的数目至少为2个。当所述动物细胞培养生物反应器罐体为圆柱形罐体时，所述搅拌器的直径与所述 圆柱形罐体的内直径的比例大于或等于0. 25且小于或等于0. 8。所述的动物细胞培养生物反应器罐体，还包括挡板，设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体内，数目至少为2块。实验证明，本实用新型实施例提供的技术方案，由于设计了合理的结构参数，使得 提高了搅拌径向流和轴向流，抑制了切向流，使搅拌器和动物细胞培养生物反应器罐体在 具有良好的混质效果的同时，减小了对细胞的剪切力，利于生物反应。
图IA为本实用新型实施例搅拌器的正视图；图IB为本实用新型实施例搅拌器的俯视图；图2A为本实用新型实施例第一种动物细胞培养生物反应器罐体的正视图；图2B为本实用新型实施例第一种动物细胞培养生物反应器罐体的仰视图；图3为本实用新型实施例第二种动物细胞培养生物反应器罐体的正视图；图4为本实用新型实施例第三种动物细胞培养生物反应器罐体的仰视图。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种搅拌器和动物细胞 培养生物反应器罐体。如图1A-1B所示，本实用新型实施例提供了一种搅拌器，用于动物细胞培养生物 反应器，包括轮毂11;桨叶12，固定在轮毂11上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。其中，叶片倾角指叶片所在平面与轮毂11轴向的夹角。实验证明，当桨叶12的叶片倾角处于[30，60]区间时，能提高搅拌径向流和轴向 流，抑制切向流，使搅拌器在具有良好的混质效果的同时，减小了对细胞的剪切力，利于生 物反应。其中，桨叶12可以通过焊接或者螺栓固定在轮毂11上。桨叶222和轮毂221表面的粗糙度小于0. 4 μ m。桨叶12可以为平叶式桨叶、折叶式桨叶、螺旋面叶式桨叶等形状的桨叶。桨叶12的数目至少为2个。当本实用新型实施例提供的搅拌器符合上述规定的粗糙度、桨叶样式和数目时， 该搅拌器可以在已有基础上进一步提高搅拌径向流和轴向流，抑制切向流，从而可以进一 步提高混质效果，减小对细胞的剪切力。如图2所示，本实用新型实施例还提供了一种动物细胞培养生物反应器罐体21，包括设置于动物细胞培养生物反应器罐体21内的搅拌器22，搅拌器22包括固定设置于动物细胞培养生物反应器罐体21内的轮毂221 ；桨叶222，固定在轮毂221上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。其中，搅拌器22可以设置于动物细胞培养生物反应器罐体21的中心，按照上搅拌 或下搅拌方式可设置于动物细胞培养生物反应器罐体21的顶部或底部(或者其它位置，比 如内侧壁)，并可通过如下方法设置轮毂221与搅拌轴相连，搅拌器22、搅拌轴及密封装置(机械密封)、传动装置等 构成搅拌机，将搅拌机安装到动物细胞培养生物反应器罐体21的合适位置。比如图3所示，动物细胞培养生物反应器罐体21还可包括搅拌轴23、密封装置M 和传动装置25 (用于驱动搅拌轴23以带动轮毂221转动)，其中搅拌轴23，一端与轮毂221轴向固定连接，另一端与传动装置25轴向连接；密封装置M设置于动物细胞培养生物反应器罐体21的用于穿插搅拌轴23或者 传动装置25的通孔上，起到密封的作用。实验证明，当桨叶222的叶片倾角处于[30，60]区间时，能提高搅拌径向流和轴向 流，抑制切向流，使得该动物细胞培养生物反应器罐体在具有良好的混质效果的同时，减小 了对细胞的剪切力，利于生物反应。另外，桨叶222通过焊接或者螺栓固定在轮毂221上。桨叶222和轮毂221表面的粗糙度小于0. 4 μ m。桨叶222可以为平叶式桨叶、折叶式桨叶、螺旋面叶式桨叶等形状的桨叶。桨叶222的数目至少为2个。当本实用新型实施例提供的动物细胞培养生物反应器罐体符合上述规定的粗糙 度、桨叶样式和数目时，该动物细胞培养生物反应器罐体可以在已有基础上进一步提高搅 拌径向流和轴向流，抑制切向流，从而可以进一步提高混质效果，减小对细胞的剪切力。其中，当动物细胞培养生物反应器罐体21为圆柱形罐体时，搅拌器22的直径与圆 柱形罐体的内直径的比例大于或等于0. 25且小于或等于0. 8。其中，搅拌器22的直径指搅 拌器22径向最宽距离。如图4所示，动物细胞培养生物反应器罐体21还包括用于配合搅拌器22作用的挡板沈，设置于动物细胞培养生物反应器罐体21内，数 目至少为2块。挡板沈在动物细胞培养生物反应器罐体21内配合搅拌器22作用，可以防止液体 中央形成漩涡流动，增强湍动和溶氧传质。需要说明的是，本实用新型实施例中的搅拌器转速优选为l-250rpm。搅拌器材质 采用316L不锈钢，表面为电抛光，粗糙度要求为Ra < 0. 4μπι。按照动物细胞培养生物反应器罐体的大小，可在动物细胞培养生物反应器罐体内 设置适当数目的搅拌器(搅拌器的数目至少为1个)。并且当有多个搅拌器时，各搅拌器 上的桨叶形状可以相同也可以不同，比如当动物细胞培养生物反应器罐体内设置有2个搅 拌器时，第1个搅拌器上的桨叶可以是平叶式桨叶，第2个搅拌器上的桨叶可以是折叶式桨 叶；也可以第1个搅拌器和第2个搅拌器上的桨叶都是平叶式桨叶或者都是折叶式桨叶。 具体如何设置根据需要来定。[0063] 以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进 和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种搅拌器，用于动物细胞培养生物反应器，其特征在于，包括 轮毂；桨叶，固定在所述轮毂上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。
2.如权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述桨叶通过焊接或者螺栓固定在所述轮毂上；和/或 所述桨叶和所述轮毂表面的粗糙度小于0. 4 μ m。
3.如权利要求1或2所述的搅拌器，其特征在于，所述桨叶为平叶式桨叶、折叶式桨叶或者螺旋面叶式桨叶；和/或 所述桨叶的数目至少为2个。
4.一种动物细胞培养生物反应器罐体，其特征在于，包括固定设置于所述动物细胞培 养生物反应器罐体内的搅拌器，所述搅拌器包括固定设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体内的轮毂；桨叶，固定在所述轮毂上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。
5.如权利要求4所述的动物细胞培养生物反应器罐体，其特征在于，还包括搅拌轴、传 动装置和密封装置，其中所述搅拌轴，一端与所述轮毂轴向固定连接，另一端与所述传动装置轴向连接； 所述密封装置，设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体的用于穿插所述搅拌轴或者 传动装置的通孔上。
6.如权利要求4或5所述的动物细胞培养生物反应器罐体，其特征在于， 所述桨叶通过焊接或者螺栓固定在所述轮毂上；和/或所述桨叶和所述轮毂表面的粗糙度小于0. 4 μ m。
7.如权利要求4或5所述的动物细胞培养生物反应器罐体，其特征在于， 所述桨叶为平叶式桨叶、折叶式桨叶或者螺旋面叶式桨叶；和/或所述桨叶的数目至少为2个。
8.如权利要求4或5所述的动物细胞培养生物反应器罐体，其特征在于，当所述动物细胞培养生物反应器罐体为圆柱形罐体时，所述搅拌器的直径与所述圆柱 形罐体的内直径的比例大于或等于0. 25且小于或等于0. 8。
9.如权利要求4或5所述的动物细胞培养生物反应器罐体，其特征在于，还包括 挡板，设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体内，数目至少为2块。
专利摘要本实用新型提供一种搅拌器和动物细胞培养生物反应器罐体，用以在保证良好混质效果的同时减小对细胞的剪切力。该搅拌器，用于动物细胞培养生物反应器，包括轮毂；桨叶，固定在所述轮毂上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。该动物细胞培养生物反应器罐体，包括固定设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体内的搅拌器，所述搅拌器包括固定设置于所述动物细胞培养生物反应器罐体内的轮毂；桨叶，固定在所述轮毂上，其叶片倾角大于或等于30度且小于或等于60度。该技术方案能提高搅拌径向流和轴向流，抑制切向流，使搅拌器在具有良好的混质效果的同时，减小了对细胞的剪切力，利于生物反应。
文档编号C12M1/02GK201842843SQ2010205090
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者张韧, 王建超, 英春立, 陈文庆 申请人:北京清大天一科技有限公司