用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)酵設(shè)備中的附屬裝置，特別是指一種用于增加搖瓶溶氧的擾流
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)品廣泛用于醫(yī)藥、食品、輕工、農(nóng)牧等領(lǐng)域中。對于需氧發(fā)酵全過程必須不斷的向培養(yǎng)液中提供氧氣，因好氧微生物細(xì)胞的生長、發(fā)育和分裂繁殖等活動(dòng)所需能量主要來自于由氧氣參與的三羧酸循環(huán)過程，其生命活動(dòng)離不開氧氣。微生物只能利用溶解于水中的氧，而氧氣難溶于水，一般來說，在一個(gè)大氣壓下，25°C的培養(yǎng)基中氧的飽和溶解度為6.4mg/L，這只供微生物維持短暫的生命活動(dòng)，若不向培養(yǎng)液中供氧，菌體的呼吸作用、菌體的生長和產(chǎn)物形成將受到強(qiáng)烈抑制。因此，如何迅速不斷地補(bǔ)充培養(yǎng)液中的溶解氧，保證菌體的正常代謝活動(dòng)，是需氧發(fā)酵工業(yè)中的重大研究課題。
[0003]三角瓶是最常用的小規(guī)模發(fā)酵容器。在工業(yè)上好氧微生物菌種通常是先在三角瓶中進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，進(jìn)行逐步擴(kuò)培后再接種至發(fā)酵罐中。三角瓶的通氣及溶氧量主要是通過瓶口的進(jìn)氣獲得的，由于三角瓶具有內(nèi)壁光滑、口徑小、瓶底深且直徑大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嚴(yán)重限制了氣體的流通。且三角瓶在搖床上搖動(dòng)時(shí)，培養(yǎng)物以瓶底中軸為軸心進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)，這種趨于層流的運(yùn)動(dòng)方式不利于氧氣的傳遞，特別是細(xì)胞濃度增高時(shí)容易導(dǎo)致培養(yǎng)物溶氧量不足、菌體生長不好，甚至出現(xiàn)溶菌的現(xiàn)象。為此，實(shí)驗(yàn)室中通常采用減少三角瓶的裝液量，或是提高搖床轉(zhuǎn)速，或者使用最少層數(shù)的紗布塞的方法來提高三角瓶內(nèi)體積溶氧系數(shù)，提高供氧速率。但是，如果裝液量太少，隨著培養(yǎng)過程的延長，水分蒸發(fā)容易造成培養(yǎng)液體積大量減少甚至蒸干;而三角瓶的轉(zhuǎn)速也受到搖床轉(zhuǎn)速極限的限制，并且較高的轉(zhuǎn)速對有的微生物可以造成傷害或使得某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)育的不完整，如鞭毛，從而引起細(xì)胞自溶或死亡，而長時(shí)間高速旋轉(zhuǎn)也會(huì)使搖床的壽命大為縮短。而對于形成菌絲的微生物，在現(xiàn)有的三角瓶中培養(yǎng)時(shí)很容易形成一個(gè)大的菌絲球，形成的菌絲球會(huì)影響物料的傳遞，一般在球中央的細(xì)胞在生長和產(chǎn)物形成等方面均不如球表面的細(xì)胞。而真菌和放線菌在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行通氣攪拌或振蕩培養(yǎng)時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生菌絲球，也影響了氧氣的傳遞。因此現(xiàn)有三角瓶的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足某些好氧發(fā)酵過程中微生物的生長和對溶氧的需求。根據(jù)微生物的生長特性和好氧需要設(shè)計(jì)一種適用于現(xiàn)有三角搖瓶的且便于拆卸的裝置，可以提高瓶內(nèi)培養(yǎng)液的溶氧，也可以降低菌絲細(xì)胞形成大菌絲球的幾率。
[0004]以三角瓶為培養(yǎng)容器時(shí)，通常培養(yǎng)物隨搖床的搖動(dòng)多以層流的方式沿軸心旋轉(zhuǎn)，底層培養(yǎng)物與頂層培養(yǎng)物在不同層面流動(dòng)，氧氣由頂層向底層的傳質(zhì)速率低，整個(gè)體系的溶氧水平不均勻。相反，湍流可以使流動(dòng)的液體產(chǎn)生很好的攪拌作用，如果可以在三角瓶的底層增設(shè)擋板，培養(yǎng)物可被充分?jǐn)嚢瑁镔|(zhì)傳遞到頂層，增加了液體與空氣的接觸面積，有利于增加溶氧。
[0005]申請人檢索到的現(xiàn)有技術(shù)包括，公開號(hào)為CN202246687U的實(shí)用新型專利中在三角瓶內(nèi)壁上固定了擋板使其與瓶體連成一體。公開號(hào)為CN202576417U、CN202576418U的實(shí)用新型專利在三角瓶瓶身內(nèi)壁上成型了與底面平行的擋片，只是在擋片數(shù)量和擋片設(shè)置位置上有所差異。公開號(hào)為CN204058463U的實(shí)用新型專利中在瓶身為圓柱型搖瓶的內(nèi)壁上成型設(shè)置了豎直向上的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)。在這些報(bào)道中，搖瓶經(jīng)改造后均可在一定程度上提高培養(yǎng)物的溶氧速率，但是由于這些擋片是固定在瓶子上的，因此上述三角瓶通用性較差。公開號(hào)為CN203393148U的實(shí)用新型專利改造了三角瓶的瓶塞，在瓶塞上加一個(gè)連接桿，連接桿末端放置擋片，這有利于三角瓶中心液體的攪拌和取樣，但是硅膠瓶塞不適合好氧微生物的搖瓶培養(yǎng)，且攪拌葉片受到瓶口直徑的限制，不能按照瓶底直徑設(shè)計(jì)，發(fā)揮很好的擾流效應(yīng)讓培養(yǎng)液形成湍流，溶氧的提高效率低，所以這個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在取樣而非好氧發(fā)酵的提高溶氧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型提供一種便于拆卸和裝配、且能夠滿足培養(yǎng)物高溶氧需要的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置。
[0007]本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)是:
[0008]用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，包括定位軸，定位軸頂部與定位環(huán)固定連接，定位環(huán)呈鏤空狀且其外壁與三角瓶瓶口內(nèi)壁適配，擋板內(nèi)端沿定位軸徑向分布并與其底部轉(zhuǎn)動(dòng)配合，擋板外側(cè)呈向外凸起的弧形。
[0009]本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)是:
[0010]為便于制造，同時(shí)滿足對搖瓶內(nèi)的培養(yǎng)液形成均勻擾流的需要，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的擋板內(nèi)端沿徑向等角度間隔分布。
[0011]為簡化結(jié)構(gòu)，同時(shí)便于擋板裝配，更為優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的擋板內(nèi)端沿徑向呈中心對稱分布。
[0012]為便于擋板的裝配，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的定位軸底端連接有固定座，擋板內(nèi)端沿固定座徑向分布并與其底部轉(zhuǎn)動(dòng)配合?？梢燥@而易見的是，還可以采用定位軸底端為膨出的變徑軸結(jié)構(gòu)，也可達(dá)到上述目的，并不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)。
[0013]為避免對三角瓶內(nèi)壁的磕碰損傷，同時(shí)便于搖瓶內(nèi)培養(yǎng)液的流動(dòng)，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的擋板外端為平滑過渡的弧面或圓角。
[0014]為實(shí)現(xiàn)定位環(huán)與搖瓶瓶口的脹緊配合，以滿足對定位軸的徑向定位，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的定位環(huán)外壁套裝有密封圈I?？梢燥@而易見的是，還可以采用在定位環(huán)的外環(huán)上開設(shè)膨脹縫的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)定位環(huán)與搖瓶瓶口的脹緊配合，并不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)。
[0015]定位環(huán)的結(jié)構(gòu)在滿足對定位軸徑向定位且便于取放的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)具備通氣的功能，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的定位環(huán)包括呈同心分布的內(nèi)環(huán)及外環(huán)，內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間通過沿徑向分布的加強(qiáng)筋連接為一整體。
[0016]為滿足內(nèi)環(huán)與外環(huán)連接的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，優(yōu)選且較為常見的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的加強(qiáng)筋沿徑向等角度間隔分布。
[0017]本實(shí)用新型是這樣工作的:
[0018]將本實(shí)用新型自三角瓶瓶口置入，擋板由于重力的作用自然下垂，進(jìn)入瓶口，但擋板外端接觸到三角瓶瓶底時(shí)，在壓力及擋板外側(cè)弧面的作用下，擋板沿徑向呈傘骨狀張開，將定位環(huán)外壁與三角瓶瓶口下部內(nèi)壁脹緊固定，由于定位環(huán)及定位軸的作用，擋板在三角瓶內(nèi)處于相對固定，在三角瓶置于搖床上工作時(shí)，擋板即可對搖瓶內(nèi)的培養(yǎng)液形成擾流作用，使培養(yǎng)液不會(huì)產(chǎn)生漩渦，培養(yǎng)過程中可以方便地通過移液管經(jīng)定位環(huán)的外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的間隙進(jìn)行取樣操作，如需自三角瓶內(nèi)取出擾流裝置，擋板由于重力作用自然下垂，可以通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)向上提或借助鉤狀器具方便地完成操作。
[0019]本實(shí)用新型所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
[0020]1、本實(shí)用新型采用定位環(huán)、定位軸及擋板作為擾流裝置的主體結(jié)構(gòu)，在搖瓶動(dòng)作時(shí)擋板的工作狀態(tài)穩(wěn)定，能夠有效起到對搖瓶內(nèi)培養(yǎng)液的擾流作用，有效提高培養(yǎng)效率。
[0021]2、采用鏤空的定位環(huán)作為擾流裝置的定位構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單，不僅能夠滿足裝置的有效定位，而且便于裝置的取放和對培養(yǎng)液取樣的操作。
[0022]3、本實(shí)用新型便于與普通三角瓶配合使用，并使其具備擾流功能，效果明顯且便于清潔，有效拓展了三角瓶的適用范圍及應(yīng)用功能。
[0023]4、經(jīng)申請人實(shí)踐證明，盛裝相同體積的培養(yǎng)液、在搖床200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速條件下，盛裝有本實(shí)用新型的搖瓶與現(xiàn)有擋板瓶相比內(nèi)置的培養(yǎng)液液滴飛濺程度明顯減弱，能夠有效減少培養(yǎng)液的損失。
【附圖說明】
[0024]本實(shí)用新型的附圖有:
[0025]圖1是本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。
[0026]圖2是定位環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是擋板的分布結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4是圖3的俯視圖。
[0029]附圖中的附圖標(biāo)記如下:
[0030]1、密封圈；2、外環(huán);3、內(nèi)環(huán);4、加強(qiáng)筋;5、擋板;6、定位軸;7、固定座。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述，但不作為對本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求記載的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何依據(jù)說明書所作出的等效技術(shù)手段替換，均不脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0032]本實(shí)施例的整體技術(shù)構(gòu)造如圖示，其中包括定位軸6，定位軸6頂部與定位環(huán)固定連接，定位環(huán)呈鏤空狀且其外壁與三角瓶瓶口內(nèi)壁適配，擋板5共有兩個(gè)，其內(nèi)端沿定位軸6徑向呈中心對稱分布并與其底部的固定座7轉(zhuǎn)動(dòng)配合，擋板5外側(cè)呈向外凸起的弧形。
[0033]所述的擋板5外端為平滑過渡的弧面或圓角。
[0034]所述的定位環(huán)外壁套裝有密封圈I。
[0035]定位環(huán)包括呈同心分布的內(nèi)環(huán)3及外環(huán)2，內(nèi)環(huán)3與外環(huán)2之間通過沿徑向分布的加強(qiáng)筋4連接為一整體。
[0036]所述的加強(qiáng)筋4沿徑向等角度間隔分布。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于包括定位軸(6)，定位軸(6)頂部與定位環(huán)固定連接，定位環(huán)呈鏤空狀且其外壁與三角瓶瓶口內(nèi)壁適配，擋板(5)內(nèi)端沿定位軸(6)徑向分布并與其底部轉(zhuǎn)動(dòng)配合，擋板(5)外側(cè)呈向外凸起的弧形。2.根據(jù)權(quán)利要求1中任一項(xiàng)所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的擋板(5)內(nèi)端沿徑向等角度間隔分布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的擋板(5)內(nèi)端沿徑向呈中心對稱分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的定位軸(6)底端連接有固定座(7)，擋板(5)內(nèi)端沿固定座(7)徑向分布并與其底部轉(zhuǎn)動(dòng)配入口 ο5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的擋板(5)外端為平滑過渡的弧面或圓角。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的定位環(huán)外壁套裝有密封圈(I)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的定位環(huán)包括呈同心分布的內(nèi)環(huán)(3)及外環(huán)(2)，內(nèi)環(huán)(3)與外環(huán)(2)之間通過沿徑向分布的加強(qiáng)筋(4)連接為一整體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置，其特征在于所述的加強(qiáng)筋(4)沿徑向等角度間隔分布。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于發(fā)酵設(shè)備中的附屬裝置，特別是指一種用于增加搖瓶溶氧的擾流裝置。包括定位軸，定位軸頂部與定位環(huán)固定連接，定位環(huán)呈鏤空狀且其外壁與三角瓶瓶口內(nèi)壁適配，擋板內(nèi)端沿定位軸徑向分布并與其底部轉(zhuǎn)動(dòng)配合，擋板外側(cè)呈向外凸起的弧形。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的三角瓶溶氧度低、對好氧型微生物的生長有限制作用等技術(shù)問題，具有工作狀態(tài)穩(wěn)定、便于取放清潔和對培養(yǎng)液取樣的操作、液滴飛濺少于現(xiàn)有擋板瓶、有效拓展了三角瓶的適用范圍及應(yīng)用功能等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C12M1/00, C12M1/24
【公開號(hào)】CN205258466
【申請?zhí)枴緾N201521039349
【發(fā)明人】姜悅, 陳 峰, 陳璇, 司騏陽
【申請人】潤科生物工程（福建）有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月14日