一种生物制剂反应器

摘要

本申请公开了一种生物制剂反应器，涉及生物制剂制造设备的领域，其包括罐体，罐体内开设有料腔，罐体的外壁设有相互间隔的外层和内层，外层与内层之间形成用于通入导热介质的介质腔，还包括热交换管和用于加速导热介质运动的驱动组件，热交换管位于料腔内，热交换管设置有多个，多个所述热交换管和罐体固定连接；驱动组件位于热交换管远离罐体的一端，驱动组件包括活塞块、连杆、曲轴和驱动件，活塞块设置有多个，多个活塞块和热交换管对应设置，活塞块和热交换管滑动连接，连杆一端和活塞块铰接，连杆另一端和曲轴铰接，曲轴和罐体转动连接，驱动件能够带动曲轴转动。本申请能够提高导热介质和生物制剂热交换的速度。

权利要求

1.一种生物制剂反应器，包括罐体（1），所述罐体（1）内开设有料腔（101），所述罐体（1）的外壁设有相互间隔的外层（2）和内层（3），所述外层（2）与内层（3）之间形成用于通入导热介质的介质腔（21），其特征在于：还包括热交换管（4）和用于加速导热介质运动的驱动组件（5），所述热交换管（4）位于料腔（101）内，所述热交换管（4）设置有多个，多个所述热交换管（4）和罐体（1）固定连接；

所述驱动组件（5）位于热交换管（4）远离罐体（1）的一端，所述驱动组件（5）包括活塞块（51）、连杆（52）、曲轴（53）和驱动件（54），所述活塞块（51）设置有多个，多个所述活塞块（51）和热交换管（4）对应设置，所述活塞块（51）和热交换管（4）滑动连接，所述连杆（52）一端和活塞块（51）铰接，所述连杆（52）另一端和曲轴（53）铰接，所述曲轴（53）和罐体（1）转动连接，所述驱动件（54）能够带动曲轴（53）转动；

所述外层（2）侧壁还设置有导热介质进口（22），所述导热介质进口（22）与介质腔（21）连通，所述导热介质进口（22）设置有柔性材料制成的导热介质进管（6），所述导热介质进管（6）和外层（2）连接，所述导热介质进管（6）处还设置有用于调节导热介质流速的调速组件（7）；

所述调速组件（7）包括调速块（71）、滑轮（72）和驱动电机（73），所述调速块（71）开设有料槽（711），所述导热介质进管（6）位于料槽（711）内，所述料槽（711）贯穿调速块（71），所述料槽（711）沿其长度方向截面面积逐渐增加，所述调速块（71）侧壁还开设有调速槽（712），所述滑轮（72）位于调速槽（712）内，所述滑轮（72）和调速槽（712）侧壁滑动连接，所述滑轮（72）侧壁和导热介质进管（6）贴合，所述驱动电机（73）能够带动滑轮（72）沿调速槽（712）滑动。

2.根据权利要求1所述的一种生物制剂反应器，其特征在于：所述调速块（71）上还设置有挡条（75），所述挡条（75）至少设置有两个，两个所述挡条（75）间隔设置，两个所述挡条（75）均与调速块（71）固定连接，所述滑轮（72）位于两个挡条（75）之间。

3.根据权利要求2所述的一种生物制剂反应器，其特征在于：所述滑轮（72）外侧设置为粗糙面。

4.根据权利要求1所述的一种生物制剂反应器，其特征在于：所述热交换管（4）靠近罐体（1）的一端设置有滤板（9），所述滤板（9）设置有多个，所述滤板（9）和热交换管（4）可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的一种生物制剂反应器，其特征在于：还包括紊流管（8），所述紊流管（8）设置于热交换管（4）靠近罐体（1）的一端，所述紊流管（8）的管径小于热交换管（4）的管径，所述热交换管（4）和紊流管（8）连通。

6.根据权利要求5所述的一种生物制剂反应器，其特征在于：所述紊流管（8）设置为弹簧管或者蛇形管。

说明书

一种生物制剂反应器

技术领域

[0001] 本申请涉及生物制剂制造设备的领域，尤其是涉及一种生物制剂反应器。

背景技术

[0002] 生物制剂制备过程中需要放置在生物制剂反应器中进行反应，由于生物制剂的产生需要满足相对恒定的温度和酸碱度，并且生物制剂制备过程中会发热或者产生酸性、碱性物质，而生物制剂反应器具备能够对温度和酸碱度进行调节的功能，故而广泛应用于生物制剂产业中。

[0003] 相关技术中公开了一种生物制剂反应器，其包括罐体、罐盖、搅拌球，罐体为夹层壁的玻璃质容器，罐体的外层和内层之间为介质腔；外层设有与介质腔相通的热介质进出口；罐盖为真空夹层不锈钢薄板质构件，罐盖设有温度探管、pH接口、酸接口、碱接口、A料接口、B料接口、气压平衡口、空气过滤器和密封圈，搅拌球为磁芯玻璃球；罐盖可拆卸盖在罐体的上面，搅拌球分散活动位于罐体内腔的底面。

[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为使用相关技术中的生物制剂反应器进行生物制剂制备时，生物制剂制备过程中产生的热量通过内层和导热介质进行热交换，导热介质在介质腔内的运动速度较慢，导热介质与生物制剂反应产生的热量交换的速度较慢。

发明内容

[0005] 为了提高导热介质与生物制剂热量交换的速度，本申请提供一种生物制剂反应器。

[0006] 本申请提供的一种生物制剂反应器采用如下的技术方案：

[0007] 一种生物制剂反应器，包括罐体，所述罐体内开设有料腔，所述罐体的外壁设有相互间隔的外层和内层，所述外层与内层之间形成用于通入导热介质的介质腔，还包括热交换管和用于加速导热介质运动的驱动组件，所述热交换管位于料腔内，所述热交换管设置有多个，多个所述热交换管和罐体固定连接；

[0008] 所述驱动组件位于热交换管远离罐体的一侧，所述驱动组件包括活塞块、连杆、曲轴和驱动件，所述活塞块设置有多个，多个所述活塞块和热交换管对应设置，所述活塞块和热交换管滑动连接，所述连杆一端和活塞块铰接，所述连杆另一端和曲轴铰接，所述曲轴和罐体转动连接，所述驱动件能够带动曲轴转动。

[0009] 通过采用上述技术方案，生物制剂制备过程中放入内层处，导热介质进入介质腔后，导热介质沿介质腔向外层的较高一侧流动，导热介质流动至热交换管内，驱动件带动曲轴转动，曲轴带动连杆和活塞块运动，活塞块在热交换管内往复运动，随着活塞块的运动，导热介质沿热交换管快速运动，方便导热介质通过热交换管和内层内的生物制剂进行热交换，提高导热介质与生物制剂热量交换的速度。

[0010] 可选的，所述外层侧壁还设置有导热介质进口，所述导热介质进口与介质腔连通，所述导热介质进口设置有柔性材料制成的导热介质进管，所述导热介质进管和外层连接，所述导热介质进管处还设置有用于调节导热介质流速的调速组件。

[0011] 通过采用上述技术方案，外界的导热介质通过导热介质进管到达导热介质进口处，导热介质穿过导热介质进口进入介质腔内，当生物制剂进行酸碱中和较为缓慢时，通过调速组件降低导热介质的流速，方便导热介质对生物制剂制造过程中产生的热量进行散热。

[0012] 可选的，所述调速组件包括调速块、滑轮和驱动电机，所述调速块开设有料槽，所述导热介质进管位于料槽内，所述料槽贯穿调速块，所述料槽沿其长度方向截面面积逐渐增加，所述调速块侧壁还开设有调速槽，所述滑轮位于调速槽内，所述滑轮和调速槽侧壁滑动连接，所述滑轮侧壁和导热介质进管贴合，所述驱动电机能够带动滑轮沿调速槽滑动。

[0013] 通过采用上述技术方案，驱动电机带动滑轮沿调速槽滑动，滑轮的轴线和导热介质进管之间的间隙逐渐增加，滑轮与导热介质进管分离，导热介质进管从挤压状态恢复初始状态，导热介质沿导热介质进管向介质腔运动，方便对导热介质和生物制剂反应产生的热量热交换的效率进行控制，提高导热介质与生物制剂进行热交换的效率。

[0014] 可选的，所述调速块上还设置有挡条，所述挡条至少设置有两个，两个所述挡条间隔设置，两个所述挡条均与调速块固定连接，所述滑轮位于两个挡条之间。

[0015] 通过采用上述技术方案，挡条能够减少滑轮和调速块分离的可能性，方便滑轮对导热介质进管进行挤压，提高滑轮对导热介质的流速进行控制的可靠性，提高导热介质对生物制剂制造过程中产生的热量进行散热的可靠性。

[0016] 可选的，所述滑轮外侧设置为粗糙面。

[0017] 通过采用上述技术方案，将滑轮外侧设置为粗糙面，减少滑轮和导热介质进管发生相对滑动的可能性，进而降低导热介质进管发生破损的可能性，提高导热介质向介质腔运动的可靠性。

[0018] 可选的，所述热交换管靠近罐体的一端设置有滤板，所述滤板表面开设有滤孔，所述滤板设置有多个，所述滤板和热交换管可拆卸连接。

[0019] 通过采用上述技术方案，滤板能够将导热介质中的杂质进行封堵，减少导热介质中的杂质进入热交换管后卡滞活塞块的可能性，方便活塞块推动导热介质离开热交换管内部，提高导热介质和生物制剂制造过程中产生的热量进行散热，提高导热介质与生物制剂之间热交换的可靠性。

[0020] 可选的，还包括紊流管，所述紊流管设置于热交换管靠近罐体的一端，所述紊流管的管径小于热交换管的管径，所述热交换管和紊流管连通。

[0021] 通过采用上述技术方案，紊流管能够方便导热介质和生物制剂之间进行热交换，提高导热介质和生物制剂热交换的可靠性，方便导热介质将生物制剂产生的热量带走，从而方便对生物制剂进行降温。

[0022] 可选的，所述紊流管设置为弹簧管或者蛇形管。

[0023] 通过采用上述技术方案，紊流管设置为弹簧管或者蛇形管能够提高导热介质和内层内部生物制剂的接触面积，方便对生物制剂制造过程产生的热量进行散热，提高导热介质对生物制剂制造过程中产生的热量进行散热的可靠性。

[0024] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

[0025] 1.通过在罐体内设置热交换管和驱动组件，驱动组件包括活塞块、连杆、曲轴和驱动件，驱动件的输出轴带动曲轴转动，曲轴带动活塞块沿热交换管滑动，导热介质进入介质腔后，导热介质进入热交换管处，导热介质通过热交换管侧壁和生物制剂进行热交换，生物制剂制备过程中产生热量通过导热介质向外界传递，活塞块的往复运动将导热介质推出或者拉入热交换管内，提高导热介质与生物制剂热量交换的速度；

[0026] 2.外壳上开设导热介质进口，导热介质进口处设置导热介质进管，导热介质进管为柔性材料制成，通过调速组件对导热介质进管进行不同程度的挤压变形，进而控制导热介质在热交换管内的流动速度，提高导热介质与生物制剂热量交换的速度；

[0027] 3.通过在热交换管处设置紊流管，紊流管的管径小于热交换管的管径，能够方便导热介质通过紊流管侧壁和生物制剂进行热交换，活塞块加速导热介质在紊流管内流动的速度，方便导热介质与生物制剂进行热交换。

附图说明

[0028] 图1是本申请实施例的一种生物制剂反应器的结构示意图。

[0029] 图2是本申请实施例的一种生物制剂反应器的立体剖视图。

[0030] 图3是图2中A部分的放大图。

[0031] 图4是图2中B部分的放大图。

[0032] 图5是本申请实施例的一种生物制剂反应器的用于展示调速组件的立体剖视图。

[0033] 图6是图5中C部分的放大图。

[0034] 附图标记说明：1、罐体；101、料腔；2、外层；21、介质腔；22、导热介质进口；22、导热介质出口；3、内层；4、热交换管；5、驱动组件；51、活塞块；52、连杆；53、曲轴；54、驱动件；55、转动管；6、导热介质进管；7、调速组件；71、调速块；711、料槽；712、调速槽；72、滑轮；73、驱动电机；74、凸条；75、挡条；8、紊流管；9、滤板；10、罐盖；11、制备辅料进管；12、调节管；13、导热介质出管。

具体实施方式

[0035] 以下结合附图1‑6对本申请作进一步详细说明。

[0036] 本申请实施例公开一种生物制剂反应器。参照图1至图3，生物制剂反应器包括罐体1、热交换管4和用于加速导热介质运动的驱动组件5，罐体1为长方体状，罐体1竖直设置，罐体1内开设有料腔101，罐体1顶部开口，开口处设置有罐盖10，罐盖10和罐体1扣合固定，罐盖10顶部设置有制备辅料进管11和调节管12，制备辅料进管11和调节管12均与料腔101连通，制备辅料进管11、调节管12均和罐盖10螺纹连接；罐体1的外壁设有相互间隔的外层2和内层3，内层3和罐体1的外壁一体成型，外层2与内层3之间形成用于通入导热介质的介质腔21；外层2较低的侧壁处开设有导热介质进口22和导热介质出口22，导热介质进口22的位置低于导热介质出口22的位置，导热介质进口22处设置有导热介质进管6，导热介质出口22处设置有导热介质出管13，导热介质进管6和导热介质出管13均与介质腔21连通，导热介质进管6、导热介质出管13均与外层2螺纹连接，导热介质进管6远离外侧的一端和导热介质源连接；热交换管4为圆柱形管道，热交换管4设置有多个，多个热交换管4均设置在料腔101内，多个热交换管4均水平设置，多个热交换管4相互交错设置，热交换管4一端和罐体1一体成型，热交换管4另一端还设置有转动管55，转动管55水平设置，转动管55和罐体1侧壁一体成型；驱动组件5位于热交换管4远离罐体1的一端，驱动组件5包括活塞块51、连杆52、曲轴53和驱动件54，活塞块51设置有多个，活塞块51和热交换管4对应设置，活塞块51位于热交换管4内，活塞块51和热交换管4滑动连接，连杆52为长条状，连杆52一端和活塞块51转动连接，连杆52另一端和曲轴53转动连接，曲轴53和转动管55同轴设置，曲轴53和转动管55通过轴承转动连接；驱动件54可以是伺服电机，也可以是设置有齿轮箱的伺服电机，在本实施例中，驱动件54为伺服电机，驱动件54的输出轴和曲轴53通过联轴器固定连接。

[0037] 生物制剂制备过程中需要先将制备原料放置在料腔101内，制备辅料通过制备辅料进管11通入料腔101内，制备原料和制备辅料发生反应产生生物制剂，在生物制剂制备过程中，制备原料和制备辅料反应会产生酸或者碱，通过向调节管12内通入中和剂用于保持混合液的ph值的稳定，中和剂和生物制剂制备过程中产生的碱或者酸进行中和，中和反应过程中会发生产生热量，将导热介质通过导热介质进管6通入介质腔21，导热介质沿介质腔21流动，导热介质流动至热交换管4内，导热介质通过热交换管4管壁和料腔101内的生物制剂进行热交换，同时驱动件54带动曲轴53转动，曲轴53带动连杆52运动，连杆52推动活塞块
51在热交换管4内往复运动，随着活塞块51的运动，导热介质从热交换管4内快速向介质腔
21内运动，导热介质通过导热介质出管13到达介质腔21外侧，从而方便导热介质和生物制剂进行热交换，提高导热介质与生物制剂热交换的速度。

[0038] 参照图2至图4，为了进一步方便导热介质和生物制剂进行热交换，热交换管4靠近罐体1一侧设置有紊流管8，紊流管8的管径小于热交换管4的管径，紊流管8设置有多个，多个紊流管8均水平设置，紊流管8和热交换管4对应设置，紊流管8一端和内层3焊接固定，紊流管8另一端和热交换管4焊接固定，紊流管8可以是蛇形管，也可以设置为螺旋管，在本实施例中，紊流管8设置为水平设置的蛇形管，紊流管8的轴线和热交换管4的轴线位于同一平面内，罐体1侧壁靠近紊流管8的一侧设置有滤板9，滤板9和紊流管8内壁弹性卡接。当导热介质对生物制剂进行散热时，导热介质沿介质腔21朝向紊流管8流动，导热介质内的杂质被滤板9阻挡在介质腔21内，经过过滤的导热介质进入紊流管8内，导热介质通过紊流管8、内层3和热交换管4与生物制剂进行热交换，曲轴53带动活塞块51运动，活塞块51在热交换管4内滑动时，活塞块51带动导热介质进入或者离开紊流管8，提高导热介质和生物制剂进行热交换的可靠性，提高活塞块51推动导热介质运动的可靠性。

[0039] 参照图5和图6，为了方便对导热介质的流动速度进行控制，导热介质进管6为柔性材料制成，导热介质进管6可以是橡胶材料，也可以是塑料材料，还可以是海绵材质，在本实施例中，导热介质进管6为塑料制成，导热介质进管6处设置有调速组件7，调速组件7包括调速块71、滑轮72和驱动电机73，调速块71开设有料槽711，料槽711贯穿调速块71的侧壁，料槽711沿调速块71的长度方向开设，料槽711垂直于调速块71长度方向的截面面积逐渐增加，导热介质进管6位于料槽711内，调速块71侧壁还开设有调速槽712，调速槽712水平设置，调速槽712与料槽711顶壁之间的间距逐渐增加，滑轮72位于调速槽712内，滑轮72和调速槽712侧壁滑动连接，滑轮72侧壁和导热介质进管6之间相互贴合，驱动电机73为伺服电机，驱动电机73的壳体和调速块71滑动连接，驱动电机73的输出轴和滑轮72通过联轴器固定连接；滑轮72和导热介质进管6贴合，滑轮72和导热介质进管6贴合，滑轮72周侧一体成型有多个凸条74形成粗糙面，料槽711内还设置有两个挡条75，挡条75沿料槽711的长度方向间隔设置，滑轮72位于两个挡条75的中间，挡条75和调速块71螺纹连接。当驱动电机73的输出轴带动滑轮72转动时，滑轮72和表面的凸块沿导热介质进管6转动，驱动电机73的壳体沿调速块71滑动，导热介质进管6被滑轮72和凸条74挤压，导热介质进管6发生变形，导热介质进管6横截面积减小，从而导热介质向介质腔21流动的速度增加，方便导热介质快速流动将生物制剂制备过程产生的热量进行消散，提高导热介质和生物制剂进行热交换的效率。

[0040] 本申请实施例一种生物制剂反应器的实施原理为：操作人员先将生物制剂的制备原料放置在料腔101内，再制备辅料通过制备辅料进管11通入料腔101内，制备原料和制备辅料发生反应产生生物制剂，同时反应产生酸或者碱，通过向调节管12内通入中和剂用于保持混合液的ph值的稳定，中和剂和生物制剂制备过程中产生的碱或者酸进行中和，中和反应过程中会发生产生热量，导热介质源沿导热介质进管6将导热介质通入介质腔21，当需要增加导热介质的流动速度时，驱动电机73带动滑轮72转动，驱动电机73的输出轴沿调速槽712转动，驱动电机73的输出轴带动滑轮72挤压导热介质进管6，导热介质进管6的横截面积减少，导热介质的流动速度增加，导热介质进入介质腔21后向热交换管4流动，导热介质内的杂质被阻挡在滤板9的外侧，导热介质通过紊流管8向热交换管4运动，导热介质通过热交换管4、紊流管8、内层3和料腔101内的生物制剂进行热交换，同时驱动件54的输出轴带动曲轴53转动，曲轴53带动连杆52运动，连杆52推动活塞块51在热交换管4内往复运动，随着活塞块51的运动，导热介质从热交换管4内快速离开或者进入紊流管8朝向介质腔21内运动，导热介质通过导热介质出管13到达介质腔21外侧。

[0041] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。