进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统论文和设计-仇建磊

全文摘要

本实用新型属于生物反应器清洗灭菌技术领域，提出了进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，包括生物反应器组，所述生物反应器组连接有物料引入管道、物料排出管道，所述物料引入管道通过清洗液供给管道连接有洗液贮罐、通过蒸汽供给管道连接有蒸汽贮罐，所述物料排出管道连接有清洗液回收管道，所述生物反应器组包括若干相连的生物反应器，所述生物反应器的内壁顶部设置有超声波振动棒，所述生物反应器相互连接的管道上设置有分段加热器。本实用新型解决了生物反应器清洗灭菌效果差的技术问题。

主设计要求

1.进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，包括生物反应器组(2)，所述生物反应器组(2)连接有物料引入管道(11)、物料排出管道(12)，所述物料引入管道(11)通过清洗液供给管道(13)连接有洗液贮罐(3)、通过蒸汽供给管道(14)连接有蒸汽贮罐(4)，所述物料排出管道(12)连接有清洗液回收管道(15)，所述生物反应器组(2)包括若干相连的生物反应器(21)，所述生物反应器(21)的内壁顶部设置有超声波振动棒(10)，所述生物反应器(21)相互连接的管道上设置有分段加热器(9)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述蒸汽贮罐(4)与锅炉(17)连接，所述锅炉(17)的水箱(171)连接有清水加入口(172)和过氧化氢加入口(173)。

3.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述生物反应器组(2)连接有酸液灌(6)、碱液灌(7)，所述清洗液回收管道(15)与所述酸液灌(6)、所述碱液灌(7)均连接，所述清洗液回收管道(15)还连接有中性罐(8)，所述清洗液供给管道(13)上设置有片式热交换器(16)。

4.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述分段加热器(9)设置在所述生物反应器(21)相互连接的管道上靠近生物反应器组(2)的位置。

5.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述分段加热器(9)包括用于套设在管道上的金属套筒(91)，所述金属套筒(91)的外壁设置有与热水源连接的蛇形热交换管(92)。

6.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述生物反应器(21)连接有加压装置(18)，所述加压装置(18)为气泵。

7.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述物料引入管道(11)的拐角处和\/或所述物料排出管道(12)的拐角处和\/或所述清洗液供给管道(13)的拐角处和\/或所述蒸汽供给管道(14)的拐角处和\/或所述清洗液回收管道(15)内设置有超声波振动棒(10)。

8.根据权利要求1所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述物料引入管道(11)的拐角处和\/或所述物料排出管道(12)的拐角处和\/或所述清洗液供给管道(13)的拐角处和\/或所述蒸汽供给管道(14)的拐角处和\/或所述清洗液回收管道(15)的拐角处设置有环带式加热装置(5)。

9.根据权利要求8所述的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，所述环带式加热装置(5)包括用于套设在待加热管道外的C型箍套(51)，所述C型箍套(51)的内壁设置有加热导线(52)，所述C型箍套(51)的一个端部铰接设置有封口件(53)，所述封口件(53)远离其铰接处的一端设置有条形孔(54)，所述C型箍套(51)上设置有用于穿过所述条形孔(54)的固定杆(55)，所述固定杆(55)上设置有锁紧螺母(56)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于生物反应器清洗灭菌技术领域，涉及进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统。

背景技术

清洁的概念是指设备中各种残留物(包括微生物和其代谢产物)的总量低至不影响下批产品的规定疗效、质量和安全性。制药设备具备的功能除了最重要的的工艺过程外，还必须保证有效性和可靠性。而设备的洁净程度取决于残留物(包括微生物和其代谢产物)的性质、设备的结构、材质和清洗灭菌的方法。现有制药设备清洗灭菌的过程中，为保证清洁效果，流程复杂，耗时长，需消耗大量的纯水和热能，并存在一定的能源浪费问题。CIP(cleaning in place)清洗系统是采用高温和高浓度的清洗液对设备装置加以强力作用的清洁工作，根据残留成分针对性采用多种清洗液进行清洁，以达到最佳清洗效果，但现有技术中清洗效果仍然很难令人满意。SIP(sterilizing in place)灭菌系统是利用饱和蒸气在较短的时间内有效杀死微生物和芽胞体的工作，SIP采用过热纯水蒸气灭菌，系统F _{0<\/sub>点升温到指定温度的同时其他部分温度过高，造成消毒效果差，热能也造成极大浪费。}

实用新型内容

本实用新型提出一种具有环带式加热装置的生物反应器在线清洗灭菌系统，解决了现有技术中的上述问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，包括生物反应器组，所述生物反应器组连接有物料引入管道、物料排出管道，所述物料引入管道通过清洗液供给管道连接有洗液贮罐、通过蒸汽供给管道连接有蒸汽贮罐，所述物料排出管道连接有清洗液回收管道，所述生物反应器组包括若干相连的生物反应器，所述生物反应器的内壁顶部设置有超声波振动棒，所述生物反应器相互连接的管道上设置有分段加热器。

进一步，所述蒸汽贮罐与锅炉连接，所述锅炉的水箱连接有清水加入口和过氧化氢加入口。

进一步，所述生物反应器组连接有酸液灌、碱液灌，所述清洗液回收管道与所述酸液灌、所述碱液灌均连接，所述清洗液回收管道还连接有中性罐，所述清洗液供给管道上设置有片式热交换器。

进一步，所述分段加热器设置在所述生物反应器相互连接的管道上靠近生物反应器组的位置。

进一步，所述分段加热器包括用于套设在管道上的金属套筒，所述金属套筒的外壁设置有与热水源连接的蛇形热交换管。

进一步，所述生物反应器连接有加压装置，所述加压装置为气泵。

进一步，所述物料引入管道的拐角处和\/或所述物料排出管道的拐角处和\/或所述清洗液供给管道的拐角处和\/或所述蒸汽供给管道的拐角处和\/或所述清洗液回收管道内设置有超声波振动棒。

进一步，所述物料引入管道的拐角处和\/或所述物料排出管道的拐角处和\/或所述清洗液供给管道的拐角处和\/或所述蒸汽供给管道的拐角处和\/或所述清洗液回收管道的拐角处设置有环带式加热装置。

进一步，所述环带式加热装置包括用于套设在待加热管道外的C型箍套，所述C型箍套的内壁设置有加热导线，所述C型箍套的一个端部铰接设置有封口件，所述封口件远离其铰接处的一端设置有条形孔，所述C型箍套上设置有用于穿过所述条形孔的固定杆，所述固定杆上设置有锁紧螺母。

本实用新型使用原理及有益效果为：

1、生物反应器在线清洗灭菌系统的生物反应器组可以为一个生物反应器或者串联并联的多个生物反应器，涉及到的管道分为两类，一种是物料管道，一种是引入管道，与生物反应器组连接的物料引入管道、物料排出管道均为物料管道，与物料引入管道连接的清洗液供给管道、蒸汽供给管道，以及与物料排出管道连接的清洗液回收管道均为引入管道，在线清洗过程中，酸性\/碱性溶液浓度低会降低对残留物分解力度尤其是死角位置，浓度高会腐蚀容器内壁尤其是焊缝，为了实现生产过程中不产生残留物和有害微生物，或者至少清洁效果达到或超过GMP标准，清洁过流程简洁，低能耗。为了提高清洗液的“分解能力”，我们需要提高浓度，但这样做了会增加对容器壁的腐蚀。经过发明人的大量创造性构思，在生物反应器的内壁顶部设置有超声波振动棒，可从市场购得，超声波振动棒使物体处于振动状态，如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声使用共振频率达到很好清洗效果，同时还能够在容器内壁使用多层防腐蚀涂料，可在涂料使用前使用振动原理混入惰性材料，微观上看防腐层数变多，从而提高清洗液浓度也不会对设备造成腐蚀，同时发明人改进了生物反应器相互连接的管道上设置有分段加热器，从而可以将整体加热温度进行限制和降低，因而很好的减少了对设备的腐蚀，减少了能源的消耗，也达到了相同的清洁效果，如果增加整体温度，效果将会提高。

2、利用电离空气产生的臭氧混入饱和蒸汽中进行杀菌，臭氧浓度最少15ppm，保压一定时间，保证微生物灭活率的前提下，可减少杀菌时长，减少蒸汽使用量在饱和蒸汽中混入一定比例的过氧化氢溶液进行杀菌，由过氧化氢加入口加入至锅炉的水箱，保证微生物灭活率的前提下，可减少杀菌时长，减少蒸汽使用量，实现了很好的效果

3、生物反应器组连接有酸液灌、碱液灌进行选择性清洗，中性罐用于中性回收液的回收，清洗液供给管道上设置有片式热交换器用于对清洗液进行加热，通过本实施例方案很好的保证了全系统全生命周期达到GMP标准无菌运行，即：SAL≤10^(-6)，从而不影响系统使用寿命的同时节约能源，降低成本，而且整体实现了水资源使用降低30％以上，热源节约10％-20％。

4、发明人经过多年经验研究，发现生物反应器连接有加压装置，对生物反应器先打压，然后保压，最后突然泄压，分割残留物与容器壁，使后续清洗过程更容易，从而可以很好的提高持续清洗的效率，达到进一步提高清洁灭菌效果的目的。

5、发明人发现将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构在清洗易出现死角的的位置加一个环带式加热装置，在清洗过程中对该处进行加热，使该处温度高于其他位置，则该处化学反应速率高于其他位置，从而很好的消除了死角处的清洁，实现了很好的清洁效果，从而可以减少清洗周期和时长，从而实现了减少纯水消耗量，降低成本的目的。

6、环带式加热装置的安装使用非常方便，环带式加热装置的C型箍套在使用时将其套入计算选定的加热位置主要是管道拐角处进行加热，C型箍套套入管道拐角处后，由封口件封住，并且封口件上的条形孔可以与C型箍套上设置的固定杆进行连接固定，条形孔使得可以根据实际情况进行大小调整，在调整到合适尺寸由锁紧螺母进行锁紧，从而达到了方便使用安装维护的作用。

7、C型箍套包括依次铰接的第一弧面、第二弧面、第三弧面，依次铰接的结构可以实现完全的打开，因此安装和拆卸更加方便，对于管道密集的情况也能够很好的实现方便安装，进一步提高了使用便捷性；第二弧面上设置有与加热导线电连接的接线柱，从而可以方便的与电源连接从而对加热导线通电实现加热，可以通过电阻加热形式也可以电磁线圈加热形式；加热导线与接线柱之间的绝缘件可以将其隔开，保证接线柱所接电源送至加热导线而不会漏电至C型箍套，从而保证了加热的安全有效进行；绝缘件一端穿过第二弧面上的通孔，另一端设置有环形凸沿，环形凸沿贴紧第二弧面的内壁，在接线柱穿过绝缘件时结构更加稳定，实现了较好的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中环带式加热装置安装示意图；

图3为本实用新型中环带式加热装置结构示意图；

图4为本实用新型中分段加热器结构示意图；

图中：2-生物反应器组，21-生物反应器，3-洗液贮罐，4-蒸汽贮罐，5-环带式加热装置，50-环形凸沿，51-C型箍套，511-第一弧面，512-第二弧面，513-第三弧面，52-加热导线，53-封口件，54-条形孔，55-固定杆，56-锁紧螺母，57-接线柱，58-绝缘件，59-通孔，6-酸液灌，7-碱液灌，8-中性罐，9-分段加热器，91-金属套筒，92-蛇形热交换管，10-超声波振动棒，11-物料引入管道，12-物料排出管道，13-清洗液供给管道，14-蒸汽供给管道，15-清洗液回收管道，16-片式热交换器，17-锅炉，171-水箱，172-清水加入口，173-过氧化氢加入口，18-加压装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图4所示，本实用新型提出的进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统，其特征在于，包括生物反应器组2，生物反应器组2连接有物料引入管道11、物料排出管道12，物料引入管道11通过清洗液供给管道13连接有洗液贮罐3、通过蒸汽供给管道14连接有蒸汽贮罐4，物料排出管道12连接有清洗液回收管道15，生物反应器组2包括若干相连的生物反应器21，生物反应器21的内壁顶部设置有超声波振动棒10，生物反应器21相互连接的管道上设置有分段加热器9。

本实施例中，生物反应器在线清洗灭菌系统的生物反应器组2可以为一个生物反应器或者串联并联的多个生物反应器，涉及到的管道分为两类，一种是物料管道，一种是引入管道，与生物反应器组2连接的物料引入管道11、物料排出管道12均为物料管道，与物料引入管道11连接的清洗液供给管道13、蒸汽供给管道14，以及与物料排出管道12连接的清洗液回收管道15均为引入管道，在线清洗过程中，酸性\/碱性溶液浓度低会降低对残留物分解力度尤其是死角位置，浓度高会腐蚀容器内壁尤其是焊缝，为了实现生产过程中不产生残留物和有害微生物，或者至少清洁效果达到或超过GMP标准，清洁过流程简洁，低能耗。为了提高清洗液的“分解能力”，我们需要提高浓度，但这样做了会增加对容器壁的腐蚀。经过发明人的大量创造性构思，在生物反应器21的内壁顶部设置有超声波振动棒10，可从市场购得，超声波振动棒10使物体处于振动状态，如果振动存在，增加其频率，甚至可以增加到超声使用共振频率达到很好清洗效果，同时还能够在容器内壁使用多层防腐蚀涂料，可在涂料使用前使用振动原理混入惰性材料，微观上看防腐层数变多，从而提高清洗液浓度也不会对设备造成腐蚀。

进一步，蒸汽贮罐4与锅炉17连接，锅炉17的水箱171连接有清水加入口172和过氧化氢加入口173。蒸汽贮罐4还可以连接臭氧送入口送入臭氧。

本实施例中，利用电离空气产生的臭氧混入饱和蒸汽中进行杀菌，臭氧浓度最少15ppm，保压一定时间，保证微生物灭活率的前提下，可减少杀菌时长，减少蒸汽使用量在饱和蒸汽中混入一定比例的过氧化氢溶液进行杀菌，由过氧化氢加入口173加入至锅炉17的水箱171，保证微生物灭活率的前提下，可减少杀菌时长，减少蒸汽使用量，实现了很好的效果

进一步，生物反应器组2连接有酸液灌6、碱液灌7，清洗液回收管道15与酸液灌6、碱液灌7均连接，清洗液回收管道15还连接有中性罐8，清洗液供给管道13上设置有片式热交换器16。

生物反应器组2连接有酸液灌6、碱液灌7进行选择性清洗，中性罐8用于中性回收液的回收，清洗液供给管道13上设置有片式热交换器16用于对清洗液进行加热，通过本实施例方案很好的保证了全系统全生命周期达到GMP标准无菌运行，即：SAL≤10^(-6)，从而不影响系统使用寿命的同时节约能源，降低成本，而且整体实现了水资源使用降低30％以上，热源节约10％-20％。

进一步，分段加热器9设置在生物反应器21相互连接的管道上靠近生物反应器组2的位置。

进一步，分段加热器9包括用于套设在管道上的金属套筒91，金属套筒91的外壁设置有与热水源连接的蛇形热交换管92。

发明人改进了生物反应器21相互连接的管道上设置有分段加热器9，并且分段加热器9设置在生物反应器21相互连接的管道上靠近生物反应器组2的位置，使得整个系统最低位置温度都要达到指定温度，从而可以将整体加热温度进行限制减少，因而很好的减少了对设备的腐蚀，减少了能源的消耗，也达到了相同的清洁效果，如果增加整体温度，效果将会提高。

进一步，生物反应器21连接有加压装置18，加压装置18为气泵。

本实施例中，发明人经过多年经验研究，发现生物反应器21连接有加压装置18，对生物反应器21先打压，然后保压，最后突然泄压，分割残留物与容器壁，使后续清洗过程更容易，从而可以很好的提高持续清洗的效率，达到进一步提高清洁灭菌效果的目的。

进一步，物料引入管道11的拐角处和\/或物料排出管道12的拐角处和\/或清洗液供给管道13的拐角处和\/或蒸汽供给管道14的拐角处和\/或清洗液回收管道15内设置有超声波振动棒10。除了在生物反应器中增加超声波振动棒10，发明人在管道内同样增加设计超声波振动棒10从而进一步提高了在线清洗效果。

进一步，物料引入管道11的拐角处和\/或物料排出管道12的拐角处和\/或清洗液供给管道13的拐角处和\/或蒸汽供给管道14的拐角处和\/或清洗液回收管道15的拐角处设置有环带式加热装置5。

发明人发现将物体或环境的均匀结构变成不均匀结构在清洗易出现死角的的位置加一个环带式加热装置，在清洗过程中对该处进行加热，使该处温度高于其他位置，则该处化学反应速率高于其他位置，从而很好的消除了死角处的清洁，实现了很好的清洁效果，从而可以减少清洗周期和时长，从而实现了减少纯水消耗量，降低成本的目的。

进一步，环带式加热装置5包括用于套设在待加热管道外的C型箍套51，C型箍套51的内壁设置有加热导线52，C型箍套51的一个端部铰接设置有封口件53，封口件53远离其铰接处的一端设置有条形孔54，C型箍套51上设置有用于穿过条形孔54的固定杆55，固定杆55上设置有锁紧螺母56。C型箍套51具有一定的可弯曲性，因此固定杆55可以在条形孔54内合适的位置进行移动，从而匹配不同直径的管道进行调整。

本实施例中，环带式加热装置5的安装使用非常方便，环带式加热装置5的C型箍套51在使用时将其套入计算选定的加热位置主要是管道拐角处进行加热，C型箍套51套入管道拐角处后，由封口件53封住，并且封口件53上的条形孔54可以与C型箍套51上设置的固定杆55进行连接固定，条形孔54使得可以根据实际情况进行大小调整，在调整到合适尺寸由锁紧螺母56进行锁紧，从而达到了方便使用安装维护的作用。

进一步，C型箍套51包括依次铰接的第一弧面511、第二弧面512、第三弧面513，封口件53铰接设置在第一弧面511上，固定杆55设置在第三弧面513上。

进一步，第二弧面512上设置有与加热导线52电连接的接线柱57，接线柱57与第二弧面512的外壁垂直，且两者之间设置有绝缘件58。

进一步，第二弧面512上设置有通孔59，绝缘件58一端穿过通孔59，另一端设置有环形凸沿50，环形凸沿50贴紧第二弧面512的内壁，绝缘件58为柱形且中部由接线柱57穿过。

本实施例中，C型箍套51包括依次铰接的第一弧面511、第二弧面512、第三弧面513，依次铰接的结构可以实现完全的打开，因此安装和拆卸更加方便，对于管道密集的情况也能够很好的实现方便安装，进一步提高了使用便捷性；第二弧面512上设置有与加热导线52电连接的接线柱57，从而可以方便的与电源连接从而对加热导线52通电实现加热，可以通过电阻加热形式也可以电磁线圈加热形式；加热导线52与接线柱57之间的绝缘件58可以将其隔开，保证接线柱57所接电源送至加热导线52而不会漏电至C型箍套51，从而保证了加热的安全有效进行；绝缘件58一端穿过第二弧面512上的通孔59，另一端设置有环形凸沿50，环形凸沿50贴紧第二弧面512的内壁，在接线柱57穿过绝缘件58时结构更加稳定，实现了较好的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统论文和设计

进行温度补偿的超声清洗型生物反应器在线清洗灭菌系统论文和设计-仇建磊

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢