一种平行反应器系统以及平行对照实验的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种平行反应器系统，其包括若干个反应器罐，内设有测量理化参数的传感单元，每个所述反应器罐上设置有第一进气管路和第一排气管路；打料罐，用于培养种子，并与每个所述反应器罐通过接种管路分别连通进行接种，每个所述接种管路上设置有接种泵，所述打料罐内设有第一搅拌机构使其内部种子液混合均匀；缓冲瓶，所有所述反应器罐的第一排气管路均连通至所述缓冲瓶，所述缓冲瓶上另设有主排气管路，所述主排气管路上设置有主排气调节阀；所述缓冲瓶或所述主排气管路上设有压力检测机构；以及平行取样装置，与每个所述反应器罐相连通进行取样。降低各平行反应器相互之间的偏差，以期提高培养过程研究结果的可信度。

【技术实现步骤摘要】
一种平行反应器系统以及平行对照实验的方法
本专利技术涉及生物
，特别涉及一种平行反应器系统以及平行对照实验的方法。
技术介绍
生物反应器中的生物(微生物或动植物细胞)的培养过程，既取决于生物体内自身的遗传代谢特性，同时也受到反应器内培养环境的影响。生物培养过程的遗传特性与培养环境之间，会相互作用，相互影响，从而使生物培养过程区别于一般化学反应过程，无法实现定向与重复，这是生物培养过程的特点。生物反应器除了要保证常规的无菌要求以满足生物的纯种培养、反应器材质不要影响生物培养过程等基本要求外，如何准确地控制培养环境的各参数，以满足生物培养过程的需求，是衡量反应器性能优劣的核心问题。由于生物培养过程的不可重复性，在通过改变某些培养条件来进行生物培养工艺优化的研究过程中，这些条件变化所带来的培养结果的变化幅度，往往会与相同条件下不同批次的生物培养过程的自身结果偏差幅度难以区分，导致对优化研究结果的可信度降低，影响实验效率，甚至产生误导。为此，通常采用平行反应的概念，通过降低各平行反应器相互之间的偏差(即系统偏差)，以期提高培养过程研究结果的可信度。要实现这一要求，不能简单地把若干个规格相同的反应器进行简单组合，而是需要从平行培养研究本身的精确度需求特性，对平行反应器的性能提出具体的有针对性的系统性设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种平行反应器系统及一种平行对照试验的方法，尽可能的降低系统偏差，以提高研究结果的可信度。本专利技术提供的技术方案如下：一种平行反应器系统，包括：若干个反应器罐，用于进行平行对照试验，内设有测量理化参数的传感单元，每个所述反应器罐上设置有第一进气管路和第一排气管路；打料罐，用于培养种子，并与每个所述反应器罐通过接种管路分别连通进行接种，每个所述接种管路上设置有打料泵，所述打料罐内设有第一搅拌机构使其内部料液混合均匀；缓冲瓶，所有所述反应器罐的第一排气管路均连通至所述缓冲瓶，所述缓冲瓶上另设有主排气管路，所述主排气管路上设置有主排气调节阀；所述缓冲瓶或所述主排气管路上设有压力检测机构；以及平行取样装置，与每个所述反应器罐相连通进行取样。本技术方案，为平行反应器系统各个反应器罐输入的种子液来自于同一打料罐，打料罐可用于培养种子液，该罐体内的种子液通过搅拌机构的搅拌得以均匀混合。并可以调控料各个接种管路的流量，如此得以实现各反应器中初始种子液的量以及品质的一致，尤其是当用于接种时，可以使得各个反应器的初始种子的液质和量一致，提升最终研究结果的可靠性。各反应器罐的排气管路均同缓冲瓶联通，在缓冲瓶上另引出主排气管路，并在其上设置有排气调节阀，压力检测机构配合主排气管路上的排气调节阀对排气进行调整。由于汇总了各个反应器罐的排气进行缓冲，使得气体压力的波动幅度减小，有利于检测，提高控制的敏感度，从而提升整体的控制精度。同时解决了单独进行罐压控制时过程中波动时间不同步问题，以及各反应器罐对排气循环采样造成对各罐压测控的循环干扰。即使略有波动，也因为各罐是同步波动，可以保证相互之间变化的一致性。优选的，所述平行取样装置包括：多条取样管路，取样端分别位于不同的所述反应器罐中，另一端为样品出口；第一蠕动泵，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述取样端和所述样品出口之间；第二蠕动泵，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述第一蠕动泵和所述样品出口之间；第一加热冷却器，分别设于每一条取样管路上，且位于所述第二蠕动泵和所述样品出口之间；气体总管路，一端连接有空气过滤器，另一端分支为多条气体分管路，每一条所述气体分管路分别与一条所述取样管路连通，且连接处位于所述第一蠕动泵与第二蠕动泵之间；第一夹管阀，设置于所述气体总管路上，且位于空气过滤器与气体分管路之间。具体的，所述平行取样装置包括：多条取样管路，取样端分别位于不同的所述反应器罐中，另一端为样品出口；第一蠕动泵，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述取样端和所述样品出口之间；第二夹管阀，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述第一蠕动泵和所述样品出口之间；第一加热冷却器，分别设于每一条取样管路上，且位于所述第二夹管阀和所述样品出口之间；气体总管路，一端连接有空气过滤器，另一端分支为多条气体分管路，每一条所述气体分管路分别与一条所述取样管路连通，且连接处位于所述第一蠕动泵与第二夹管阀之间；第一夹管阀，设置于所述气体总管路上，且位于空气过滤器与气体分管路之间；每一条所述气体分管路上分别设置有单向阀，所述单向阀为所述气体分管路向所述取样管路方向单向导通。具体的，所述平行取样装置包括：多条取样管路，取样端分别位于不同的所述反应器罐中，另一端为样品出口；第三夹管阀，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述反应器罐和样品出口之间；第二夹管阀，设置于每一条所述取样管路上，且位于第三夹管阀和样品出口之间；第一加热冷却器，分别设于每一条取样管路上，且位于第二夹管阀和样品出口之间；气体总管路，一端依次设置有第四夹管阀、空气过滤器，另一端分支为多条气体分管路，每一条气体分管路分别与一条所述取样管路连通，且连接处位于所述第一蠕动泵与第二夹管阀之间；所述注射泵与所述气体总管路连接，且连接点位于所述第四夹管阀与所述空气过滤器之间；缓冲罐，分别设置于每一条所述气体分管路上。本技术方案，通过将平行反应器多个反应器罐取样功能的集成化，降低了取样装置的设备成本与维护工作量；基于此进行的平行培养实验，缩短取样操作时间，更能从取样环节保证取样的限量、无菌、同步一致性，降低了实验装置的系统偏差。进一步的，所述平行反应器系统还包括电极标定装置，用于对所述传感单元进行标定；所述电极标定装置包括：罐体，用于承装被测液体；罐盖，可盖合在所述罐体上，并设置有若干接插口，所述待测电极插设在所述接插口上；第三进气管路和第三排气管路，所述第三进气管路和第三排气管路装设在所述罐体或所述罐盖上，所述第三进气管路包括并联排布的若干个进气支路，每个所述进气支路上设置有气体流量计和第三进气调节阀，所述出口管路上设置有压力检测装置以及第三排气调节阀；第二搅拌机构，作用于罐体中被测液体使其混合均匀；温度电极以及标准温度计，插设在所述罐盖的接插口中以测量温度；温度调节机构，对罐体液体进行加热和冷却；以及标定机构，对所述待测电极进行标定。其中提及的传感单元，是指温度电极、pH电极、DO电极及其他可用此标定装置标定的电极，如溶解二氧化碳、ORP等。本技术方案，在标定罐的罐盖上设计接插口以插设待测电极，并通过搅拌机构对罐体内的待测液体进行搅拌使其内部理化参数均匀，实现了在同一待测液体环境下同时进行多个电极标定的作用，如此可以解决各个电极单独标定过程中由于标准介质的波动和变化，以及外接干扰因素不确定性问题造成的标定误差，实现了一键式平行标定。同时通过设置罐体、罐盖、搅拌机构、进气排气以罐压测控、温度测控等基本结构，即可实现对于不同种类电极，如温度电极、pH电极、DO电极、二氧化碳电极以及甲醇电极等的标定。具体的，所述缓冲瓶上还设有副排气管路，所述副排气管路上设有手动旁路阀；和/或；所述缓冲瓶上还设有泄压管路，所述泄压管路上设有安全泄压阀；和/或；所述缓冲瓶上还设有排污管路，所述排污管路从所述缓冲瓶的底部引出至所述缓冲瓶外，所述排污管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平行反应器系统，其特征在于，包括：若干个反应器罐，用于进行平行对照试验，内设有测量理化参数的传感单元，每个所述反应器罐上设置有第一进气管路和第一排气管路；打料罐，与每个所述反应器罐通过接种管路分别连通进行接种，每个所述接种管路上设置有接种泵，所述打料罐内设有第一搅拌机构使其内部种子液混合均匀；缓冲瓶，所有所述反应器罐的第一排气管路均连通至所述缓冲瓶，所述缓冲瓶上另设有主排气管路，所述主排气管路上设置有主排气调节阀；所述缓冲瓶或所述主排气管路上设有压力检测机构；以及平行取样装置，与每个所述反应器罐相连通进行取样。

【技术特征摘要】
1.一种平行反应器系统，其特征在于，包括：若干个反应器罐，用于进行平行对照试验，内设有测量理化参数的传感单元，每个所述反应器罐上设置有第一进气管路和第一排气管路；打料罐，与每个所述反应器罐通过接种管路分别连通进行接种，每个所述接种管路上设置有接种泵，所述打料罐内设有第一搅拌机构使其内部种子液混合均匀；缓冲瓶，所有所述反应器罐的第一排气管路均连通至所述缓冲瓶，所述缓冲瓶上另设有主排气管路，所述主排气管路上设置有主排气调节阀；所述缓冲瓶或所述主排气管路上设有压力检测机构；以及平行取样装置，与每个所述反应器罐相连通进行取样。2.根据权利要求1所述的平行反应器系统，其特征在于，所述平行取样装置包括：多条取样管路，取样端分别位于不同的所述反应器罐中，另一端为样品出口；第一蠕动泵，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述取样端和所述样品出口之间；第二蠕动泵，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述第一蠕动泵和所述样品出口之间；第一加热冷却器，分别设于每一条取样管路上，且位于所述第二蠕动泵和所述样品出口之间；气体总管路，一端连接有空气过滤器，另一端分支为多条气体分管路，每一条所述气体分管路分别与一条所述取样管路连通，且连接处位于所述第一蠕动泵与第二蠕动泵之间；第一夹管阀，设置于所述气体总管路上，且位于空气过滤器与气体分管路之间。3.根据权利要求1所述的平行反应器系统，其特征在于，所述平行取样装置包括：多条取样管路，取样端分别位于不同的所述反应器罐中，另一端为样品出口；第一蠕动泵，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述取样端和所述样品出口之间；第二夹管阀，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述第一蠕动泵和所述样品出口之间；第一加热冷却器，分别设于每一条取样管路上，且位于所述第二夹管阀和所述样品出口之间；气体总管路，一端连接有空气过滤器，另一端分支为多条气体分管路，每一条所述气体分管路分别与一条所述取样管路连通，且连接处位于所述第一蠕动泵与第二夹管阀之间；第一夹管阀，设置于所述气体总管路上，且位于空气过滤器与气体分管路之间；每一条所述气体分管路上分别设置有单向阀，所述单向阀为所述气体分管路向所述取样管路方向单向导通。4.根据权利要求1所述的平行反应器系统，其特征在于，所述平行取样装置包括：多条取样管路，取样端分别位于不同的所述反应器罐中，另一端为样品出口；第三夹管阀，设置于每一条所述取样管路上，且位于所述反应器罐和样品出口之间；第二夹管阀，设置于每一条所述取样管路上，且位于第三夹管阀和样品出口之间；第一加热冷却器，分别设于每一条取样管路上，且位于第二夹管阀和样品出口之间；气体总管路，一端依次设置有第四夹管阀、空气过滤器，另一端分支为多条气体分管路，每一条气体分管路分别与一条所述取样管路连通，且连接处位于所述第一蠕动泵与第二夹管阀之间；所述注射泵与所述气体总管路连接，且连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，唐寅，王泽建，曾梁平，马文峰，张鑫，郭美锦，庄英萍，
申请(专利权)人：上海国强生化工程装备有限公司，华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31