多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及清洗及灭菌装置及其操作方法，尤其涉及一种多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置及其操作方法。

背景技术

CIP清洗系统俗称就地清洗系统，被广泛的用于食品、医药等机械化程度较高的生产企业中。就地清洗是指不用拆开或移动装置，即采用特定的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与物质接触面洗净，用于卫生级别要求较严格的生产设备的清洗、净化。多联生物反应器由于所占的空间小，平行试验操作便捷，优化数据可靠性高。因此在微生物发酵行业工艺优化过程中使用越来越广泛，但由于微生物发酵平行试验过程中需要同时使用多个生物反应器，每个生物反应器都需要备有各自的补料系统管路，每个生物反应器最基本的补料系统管路包括酸、碱、培养基、消泡剂等。当多个生物反应器同时工作的时候，需要对所有的反应器及补料管线进行灭菌处理，常规的方法就是将所有的生物反应器和补料管线进行包扎好搬运到高压蒸汽灭菌锅中进行离线灭菌。试验中使用的平行反应器越多，与之匹配的补料管线相应也越多，在做离线灭菌的时候，常常会发生多个补料管线相互缠绕，操作起来非常不方便，每次整理管线将花费大量的工时，严重的情况还会出现多个补料管线扭曲漏液。因此，研发一种多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置及其操作方法，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述不足，本发明提供了一种多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置及其操作方法。本发明采取消毒液进行补料管线的除菌消杀处理，然后再用无菌的漂洗液进行补料管线的冲洗，将管路中残留的消毒液冲洗干净。

本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置，包括消毒液瓶、漂洗瓶和废液瓶；

所述消毒液瓶、漂洗瓶的瓶盖上均设置一针头式过滤器；所述消毒液瓶、漂洗瓶之间通过若干条软管连通，且每软管两端分别伸入消毒液瓶、漂洗瓶的瓶内底部，每条软管通过三通接头各自连接一个多联三通，每个三通接头两侧均设有止水夹；

所述废液瓶为两个，每个废液瓶的瓶盖上设有一针头式过滤器和两个多联三通，两个废液瓶共有四个多联三通，分别途经一蠕动泵对应连接消毒液瓶和漂洗瓶之间四条软管上的四个多联三通。

进一步地，所述消毒液瓶、漂洗瓶和废液瓶、蠕动泵、多联三通均通过鲁尔公母接头与软管连接。当多联生物反应器罐体完成离线灭菌后，可以通过补料在位清洗灭菌管路上的鲁尔公母接头进行快速的将补料瓶、生物反应器罐体同本发明所述的装置除菌后的补料管线连接。

进一步地，所述消毒液瓶、漂洗瓶和废液瓶的瓶盖上均安装有针头式过滤器，便于平衡瓶内的压力及保证瓶内的无菌环境。

进一步地，所述软管为由硅胶制成。

进一步地，所述蠕动泵为Acid泵、Base泵、Feed泵或AF泵。

本发明的一种多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置的操作方法，包括以下步骤：

（1）消毒操作：关闭漂洗瓶一侧的四个止水夹，打开消毒液瓶一侧的四个止水夹，设置蠕动泵流速为100ml/h（可为10-300ml/h），消毒时间为15min(可为5-60min)，开启所有蠕动泵控制操作，消毒液瓶中消毒剂即通过蠕动泵泵出，对相应的补料管线进行消毒处理，废液通过蠕动泵的另一端排到废液瓶中；当补料管线消毒时间结束后，蠕动泵停止运转；关闭消毒液瓶一侧的四个止水夹；

（2）漂洗操作：打开漂洗瓶一侧的四个止水夹，设置蠕动泵流速为100ml/h（可为10-300ml/h），漂洗时间为15min(可为5-60min)，开启所有蠕动泵控制操作，漂洗瓶中的漂洗液即通过蠕动泵泵出，对相应的补料管线进行漂洗处理，废液通过蠕动泵的另一端排到废液瓶中；当补料管线漂洗时间结束后，蠕动泵停止运转，关闭漂洗瓶一侧的四个止水夹；

（3）管线连接操作：将离线灭好菌的生物反应器罐体及补料瓶放置到操作平台相应的位置上，生物反应器罐体及补料瓶都预先留置好能够同本发明所述的装置快速对接的鲁尔公母接头；在火焰或者其它无菌安全操作的保护下，将本发明所述的装置上相应的鲁尔公母接头同生物反应器罐体和补料瓶预留的鲁尔公母接头进行快速连接。

经过本发明处理过的补料管线在做大肠杆菌发酵的过程中，整个发酵周期为36h，经过多个批次的验证试验，均未出现染菌现象，由此可见本发明对多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌的装置和方法都是安全可靠的。

本发明的工作原理：

本发明中，消毒液瓶装有除菌的洗涤液，常用的有酸、碱、醇、次氯酸钠等，但并不限于这些。具体的消毒液消毒时间可为1-60min。漂洗瓶装有无菌的软化水，但并不限于这些。具体的漂洗液漂洗时间可为1-60min。废液瓶用于回收清洗补料管线的废液。当消毒液瓶工作时，关闭对应漂洗瓶的止水夹。同理，当漂洗瓶工作时，关闭对应消毒液瓶的止水夹。本发明可以共用消毒液瓶和漂洗瓶。根据反应器补料系统的个数，可以通过延长多联三通来实现对多个反应器的补料管线在位清洗灭菌操作。本发明可为一台或者多台生物反应器在线清洗及灭菌。

本发明与现有技术相比的优点是：本发明使得多联生物反应器无需进行复杂的离线灭菌操作和装配工作，可以通过本发明所述的装置进行在线清洗灭菌处理。当多联生物反应器罐体进行离线灭菌的时候，补料管线不需要离线处理，只需要启动本发明所述的装置即可实现对多联生物反应器的补料管线进行灭菌处理，待多联生物反应器离线灭菌完毕归位后，补料管线也将通过本发明所述的装置进行在线灭菌处理完毕，只需要在火焰或者其它无菌操作安全的保护下将补料管线相应的接头同各反应器和补料瓶进行快速对接即可。本发明使用方便、操作简单、安全可靠，避免了多联生物反应器过多的补料管线离线灭菌时发生相互缠绕，扭曲打结的现象。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是生物反应器、补料管线、补料瓶平面示意图。

图4是补料管线在位清洗管线的结构示意图。

图5是生物反应器的结构示意图。

图6是补料瓶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述。

如图1、图2所示，一种多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置，包括消毒液瓶1、漂洗瓶2和废液瓶3；

所述消毒液瓶1、漂洗瓶2的瓶盖上均设置一针头式过滤器8；所述消毒液瓶1、漂洗瓶2之间通过若干条软管连通，且每软管两端分别伸入消毒液瓶1、漂洗瓶2的瓶内底部，每条软管通过三通接头9各自连接一个多联三通6，每个三通接头9两侧均设有止水夹7；

所述废液瓶3为两个，每个废液瓶3的瓶盖上设有一针头式过滤器8和两个多联三通6，两个废液瓶3共有四个多联三通6，分别途经一蠕动泵5对应连接消毒液瓶1和漂洗瓶2之间四条软管上的四个多联三通6。

进一步地，所述消毒液瓶1、漂洗瓶2和废液瓶3、蠕动泵5、多联三通6均通过鲁尔公母接头4与软管连接。当多联生物反应器罐体完成离线灭菌后，可以通过补料在位清洗灭菌管路上的鲁尔公母接头4进行快速的将补料瓶、生物反应器罐体同本发明所述的装置除菌后的补料管线连接。

进一步地，所述消毒液瓶1、漂洗瓶2和废液瓶3的瓶盖上均安装有针头式过滤器8，便于平衡瓶内的压力及保证瓶内的无菌环境。

进一步地，所述软管为由硅胶制成。

本发明中，消毒液瓶1装有除菌的洗涤液，常用的有酸、碱、醇、次氯酸钠等，但并不限于这些。 具体的消毒液消毒时间可为1-60min。漂洗瓶2装有无菌的软化水，但并不限于这些。具体的漂洗液漂洗时间可为1-60min。废液瓶3用于回收清洗补料管线的废液。当消毒液瓶1工作时，关闭对应漂洗瓶2的止水夹。同理，当漂洗瓶2工作时，关闭对应消毒液瓶1的止水夹。本发明可以共用消毒液瓶1和漂洗瓶2。根据反应器补料系统的个数，可以通过延长多联三通来实现对多个反应器的补料管线在位清洗灭菌操作。本发明可为一台或者多台生物反应器在线清洗及灭菌。

实例1：2.4L四联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置。

具体的2.4L四联生物反应器补料管线在位清洗灭菌装置包括以下结构：消毒液瓶1、漂洗瓶2、废液瓶3、鲁尔公母接头4、蠕动泵5、多联三通6、止水夹7、针头式过滤器8。

消毒液瓶1和漂洗瓶2分别为1个1000ml体积的玻璃瓶，每个瓶体配备五个插孔的不锈钢瓶盖，其中一个插孔装有针头式过滤器，另外四个插口分别对应每个生物反应器的外置蠕动泵，具体的蠕动泵分别为Acid泵、Base泵、Feed泵、AF泵。所有的管线都通过内径1mm或2mm的硅胶软管连接，硅胶软管上配有鲁尔公母接头，便于将本补料管线在位清洗灭菌系统同灭菌后的补料瓶快速连接。消毒液瓶1和漂洗瓶2外部通过软管连接，并配有三通接头，三通接头两端各配有止水夹，当消毒液瓶1工作的时候，关闭漂洗瓶2的止水夹。同理，当漂洗瓶2工作的时候关闭消毒液瓶1的止水夹。

蠕动泵5的另一端配有废液瓶3，共配有两个500ml的废液瓶3，每个瓶体配备三个插孔的不锈钢瓶盖，其中一个插孔装有针头式过滤器，另外两个插口分别对应每个生物反应器的外置蠕动泵，所有的管线都通过内径1mm或2mm的硅胶软管连接，硅胶软管上配有鲁尔公母接头，便于将本补料管线在位清洗灭菌系统同灭菌后的生物反应器罐体快速连接。

根据多联生物反应器的个数确定多联三通的用量，本实施例四联生物反应器补料管线在位清洗灭菌系统共用掉36个鲁尔外旋三通接头。

实例2：2.4L四联生物反应器补料管线在位清洗灭菌的方法：

四联生物反应器补料管线在位清洗灭菌系统按照实例1连接好，其中消毒液瓶1中装有75%的乙醇溶液也可选用其它的消毒液，漂洗瓶2中装有无菌的软化水可提前灭好备用。当四联生物反应器和补料瓶进行离线灭菌的过程中，可以开启在线的补料管线在位清洗灭菌系统进行补料管线的灭菌清洗，具体的操作方法如下：

（1）消毒操作：关闭图2所示的止水夹7.1、7.2、7.3、7.4，打开止水夹7.5、7.6、7.7、7.8，设置蠕动泵流速为10-300ml/h，消毒时间为5-60min，开启所有蠕动泵控制操作，消毒液瓶中消毒剂即通过蠕动泵泵出，对相应的补料管线进行消毒处理，废液通过蠕动泵的另一端排到废液瓶中；当补料管线消毒时间结束后，蠕动泵停止运转；关闭图2所示的止水夹7.5、7.6、7.7、7.8；

（2）漂洗操作：打开止水夹7.1、7.2、7.3、7.4，设置蠕动泵流速为10-300ml/h，漂洗时间为5-60min，开启所有蠕动泵控制操作，漂洗瓶中的漂洗液即通过蠕动泵泵出，对相应的补料管线进行漂洗处理，废液通过蠕动泵的另一端排到废液瓶中。当补料管线漂洗时间结束后，蠕动泵停止运转，关闭止水夹7.1、7.2、7.3、7.4；

（3）管线连接操作：将离线灭好菌的生物反应器罐体及补料瓶放置到操作平台相应的位置上，生物反应器罐体及补料瓶都预先留置好能够同本发明所述的装置快速对接的快接接头；在火焰或者其它无菌安全操作的保护下，将本发明所述的装置上相应的快接接头同生物反应器罐体和补料瓶预留的快接接头进行快速连接；

步骤（3）所述的快速对接方法如图3至图6所示：

首先，补料管线与补料瓶快速对接的方法：

补料管线上的A1a-A4a分别与补料瓶上的A1A-A4A对接；

补料管线上的B1a-B4a分别与补料瓶上的B1A-B4A对接；

补料管线上的F1a-F4a分别与补料瓶上的F1A-F4A对接；

补料管线上的AF1a-AF4a分别与补料瓶上的AF1A-AF4A对接；

其次，补料管线与生物反应器快速对接的方法：

补料管线上的A1b-A4b分别与生物反应器上的A1B-A4B对接；

补料管线上的B1b-B4b分别与生物反应器上的B1B-B4B对接；

补料管线上的F1b-F4b分别与生物反应器上的F1B-F4B对接；

补料管线上的AF1b-AF4b分别与生物反应器上的AF1B-AF4B对接。

经过本发明处理过的补料管线在做大肠杆菌发酵的过程中，整个发酵周期为36h，经过多个批次的验证试验，均未出现染菌现象，由此可见本发明对多联生物反应器补料管线在位清洗灭菌的装置和方法都是安全可靠的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。