專利名稱：一種擴(kuò)張床吸附分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物化工及生物制藥領(lǐng)域，具體的說是利用擴(kuò)張床吸附分離技術(shù)分離純化蛋白質(zhì)的一種擴(kuò)張床吸附分離裝置。
背景技術(shù)：
擴(kuò)張床吸附分離技術(shù)是英國劍橋大學(xué)Chase教授(1992年)首先提出，它是利用吸附劑本身的物理性質(zhì)，通過仔細(xì)設(shè)計(jì)流化床裝置，來得到穩(wěn)定的、返混很小的流化床，即 擴(kuò)張床(expanded bed)。隨后的研究表明，擴(kuò)張床吸附層析可直接從原料液中吸附并初步純化目標(biāo)蛋白，它把澄清、濃縮和初步純化幾個(gè)步驟集成于一個(gè)單元操作中，減少了操作步驟，提高了產(chǎn)品收率，減少了純化費(fèi)用和資本投入，因此McCormick稱擴(kuò)張床是近幾十年來出現(xiàn)的第一個(gè)新的單元操作。作為一個(gè)新的單元操作，擴(kuò)張床吸附層析技術(shù)綜合了流化床和填充床的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了流化床和填充床自身的一些缺陷。擴(kuò)張床的操作方式與填充床不同，料液是從擴(kuò)張床的底部泵入，利用流體從下向上流動產(chǎn)生的速度和浮力，床內(nèi)的吸附劑不同程度地向上浮動而引起擴(kuò)張，當(dāng)吸附劑顆粒的沉降速度與流體向上的流速相等時(shí)，擴(kuò)張床達(dá)到平衡。此時(shí)由于吸附劑的擴(kuò)張，吸附劑之間空隙率增大，足以讓料液中的細(xì)胞、細(xì)胞碎片等固體顆粒順利通過床層，達(dá)到除去這些顆粒的目的。由于擴(kuò)張床吸附劑粒徑有一分布，在擴(kuò)張過程中會分層，粒徑大的吸附劑在擴(kuò)張床的底部，而粒徑小則在床層的上部，這樣，與傳統(tǒng)的流化床相比，擴(kuò)張床內(nèi)的填料層處于相對穩(wěn)定，床內(nèi)返混小，所以料液中的目標(biāo)蛋白基本上按填充床的模式被吸附在吸附劑上。為了使料液盡量以活塞流的方式流經(jīng)吸附劑，現(xiàn)有的流體分布裝置是多是采用孔板或篩網(wǎng)或玻璃珠來均勻分布料液，但是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)存在下述缺點(diǎn)I、隨著柱子直徑的放大，流體沿柱截面的分布均勻性變差，很容易形成偏流或溝流，影響吸附分離的效率。2、料液中的固相物容易積聚在篩網(wǎng)或玻璃珠上，不易清洗和滅菌?，F(xiàn)有專利中也有對擴(kuò)張床的相關(guān)專利，如申請?zhí)枮?00420023639.3，申請日為2004-6-7，名稱為“一種用于層析過程和反應(yīng)過程的擴(kuò)張床”的實(shí)用新型專利，其技術(shù)方案為一種擴(kuò)張床裝置，包括上端流體分布系統(tǒng)、柱體和下端流體分布系統(tǒng)；其特征在于，上端流體分布系統(tǒng)包括一上分布頭、一金屬網(wǎng)和一連接桿，金屬網(wǎng)套在上分布頭的下部，連接桿連接上分布頭，連接桿下部開孔，與上分布頭的中心孔相通，連接桿下部孔道的另一端通向其側(cè)部；連接桿之外套有套管，套管下部有楔型墊環(huán)和0型環(huán)，旋緊連接桿頂端的固定環(huán)即可壓緊楔型墊環(huán)和0型環(huán)，以固定上分布頭在柱體中的位置并密封上分布頭，所述上端流體分布系統(tǒng)還包括一導(dǎo)管，從側(cè)面接入連接桿下部孔道；下端流體分布系統(tǒng)包括一下分布頭、一金屬網(wǎng)和兩層大小不同的珠子，金屬網(wǎng)嵌入下分布頭上部，珠子放在金屬網(wǎng)上，大珠在下層，小珠在上層；下分布頭上部為喇叭型的開孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)卡環(huán)放在其中，卡住金屬網(wǎng)，下分布頭外套有套管，套管可通過固定環(huán)與下分布頭固定，還可通過外表面的螺紋調(diào)節(jié)與內(nèi)襯塞的相對位置；下分布頭的上部嵌入0型環(huán)，以密封下分布頭；柱體兩端套有內(nèi)襯塞，內(nèi)襯塞外面通過螺紋旋入外套塞，內(nèi)襯塞和外套塞之間夾有卡口環(huán)，旋動內(nèi)襯塞和外套塞即可夾緊柱體。上述專利的擴(kuò)張床上分布頭的下部設(shè)置的是金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)上部設(shè)置有大珠和小珠兩層結(jié)構(gòu)，并且下端流體部分包括分布頭，分布頭是上部嵌入0型環(huán)中，套管與分布頭固定，這種結(jié)構(gòu)的分布頭仍然存在隨著柱子直徑的放大，流體沿柱截面的分布均勻性變差，很容易形成偏流或溝流，影響吸附分離的效率和料液中的固相物容易積聚在篩網(wǎng)或玻璃珠上，不易清洗和滅菌的問題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的擴(kuò)張床存在的隨著柱子直徑的放大，流體沿柱截面的分布均勻性變差，很容易形成偏流或溝流，影響吸附分離的效率和料液中的固相物容易積聚在篩網(wǎng)或玻璃珠上，不易清洗和滅菌的問題?，F(xiàn)特別提出一種采用擺動分布頭替代了孔板或篩網(wǎng)或玻璃珠，提高了進(jìn)液分布的均勻性，并使擴(kuò)張床很易實(shí)現(xiàn)線性比例放大的一種擴(kuò)張床吸附分離裝置?！?br> ·[0009]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的具體方案如下一種擴(kuò)張床吸附分離裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、支撐座、設(shè)置在支撐座上的層析柱，支撐座內(nèi)部設(shè)置有心軸，心軸的一端與層析柱連通，另一端與進(jìn)液管相連，其特征在于所述心軸為空心結(jié)構(gòu)，心軸與層析柱連通的一端設(shè)置有擺動分布頭，擺動分布頭與心軸連通，心軸外部設(shè)置有第一定位套，心軸套接有傘齒輪，傘齒輪與步進(jìn)電機(jī)輸出軸相連。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述擺動分布頭剖面為“T”型結(jié)構(gòu)，擺動分布頭的橫向管道與縱向管道貫通，橫向管道下表面設(shè)置有出液孔，出液孔數(shù)量為多個(gè)，縱向管道與心軸相連通。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述擺動分布頭采用螺紋與心軸連接，采用硅膠墊圈進(jìn)行密封，娃膠墊圈為平墊或0形密封形式。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接有第一傘齒輪，第一傘齒輪與第二傘齒輪嚙合，第二傘齒輪套接在心軸外。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述擺動分布頭為不銹鋼或塑料。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述心軸與進(jìn)液管連接處設(shè)置有支座，心軸與支座之間設(shè)置有0形密封圈、螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)與壓蓋，0形密封圈套接在心軸外，螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)擠壓0形密封圈，螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)外蓋有壓蓋，進(jìn)液管固定連接在支座上。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述心軸通過軸承安裝在支撐座上，采用唇形密封圈實(shí)現(xiàn)心軸與支撐座的密封，唇形密封圈數(shù)量為一個(gè)或是成對布置的兩個(gè)。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述第二傘齒輪通過第二定位套和鎖緊螺母與心軸相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于I、本實(shí)用新型可以通過調(diào)整擺動分布頭的擺動頻率和幅度，可以很好地提高進(jìn)液分布的均勻性；通過改變擺動分布頭的出液孔尺寸，使同一套裝置適應(yīng)不同性質(zhì)的料液。2、由于進(jìn)液分布均勻性的提高，從而大大提高了擴(kuò)張床的吸附分離效率。3、由于擺動分布頭結(jié)構(gòu)簡單，使擴(kuò)張床的進(jìn)液分布裝置的成本得到降低。
圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為擺動分布頭結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中I層析柱、2擺動分布頭、3硅膠墊圈、4、唇形密封圈、5支撐座、6軸承、7第一定位套、8心軸、9第二定位套、10第二傘齒輪、11鎖緊螺母、12壓蓋、13壓環(huán)、14 0形密封圈、15支座、16第一傘齒輪、17步進(jìn)電機(jī)、18進(jìn)液管、19、出液孔。
具體實(shí)施方式
擴(kuò)張床吸附分離裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、支撐座、設(shè)置在支撐座上的層析柱，支撐座內(nèi)部設(shè)置有心軸，心軸的一端與層析柱連通，另一端與進(jìn)液管相連，心軸為空心結(jié)構(gòu)，心軸與層析柱連通的一端設(shè)置有擺動分布頭，擺動分布頭與心軸連通，心軸外部設(shè)置有第一定位套，心軸套接有傘齒輪，傘齒輪與步進(jìn)電機(jī)輸出軸相連。擺動分布頭剖面為“T”型結(jié)構(gòu)，擺動分布頭的橫向管道與縱向管道貫通，橫向管道下表面設(shè)置有出液孔，出液孔數(shù)量為多個(gè)，縱向管道與心軸相連通。擺動分布頭采用螺紋與心軸連接，采用硅膠墊圈進(jìn)行密封，硅膠墊圈為平墊或0形密封形式。擺動分布頭為不銹鋼或塑料。步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接有第一傘齒輪，第一傘齒輪與第二傘齒輪嚙合，第二傘齒輪套接在心軸外。心軸與進(jìn)液管連接處設(shè)置有支座，心軸與支座之間設(shè)置有0形密封圈、螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)與壓蓋，0形密封圈套接在心軸外，螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)擠壓0形密封圈，螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)外蓋有壓蓋，進(jìn)液管固定連接在支座上。心軸通過軸承安裝在支撐座上，采用唇形密封圈實(shí)現(xiàn)心軸與支撐座的密封，唇形密封圈數(shù)量為一個(gè)或是成對布置的兩個(gè)。第二傘齒輪通過第二定位套和鎖緊螺母與心軸相連。所述擺動分布頭內(nèi)部的通道和出液孔的尺寸根據(jù)進(jìn)液量及進(jìn)液物料確定。步進(jìn)電機(jī)通過傘齒輪與的嚙合帶動心軸轉(zhuǎn)動，通過PLC控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，就可以控制擺動分布頭的擺動幅度和方向。通?？稍O(shè)置在(T270度旋轉(zhuǎn)。心軸與支座間作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。擺動分布頭出液孔的大小和數(shù)量根據(jù)流體的種類和流量的大小經(jīng)計(jì)算確定。如圖I所示，先將心軸與支撐座、軸承、第一定位套裝配好，再用壓板、螺釘固定，然后裝唇形密封圈，裝密硅膠墊圈，將擺動分布頭旋入心軸。再裝第二定位套、傘齒輪，用鎖緊螺母固定。將上述組裝好的部件插入支座，支座與支架焊接，并用螺栓固定在固定架上。第一傘齒輪固定在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，并用螺栓固定在固定架上，調(diào)整第一傘齒輪和第二傘齒輪的嚙合間隙，使其能很好的傳動。最后裝入硅膠墊圈，并將層析柱旋入支撐座內(nèi)完成裝配。
權(quán)利要求1.一種擴(kuò)張床吸附分離裝置，包括步進(jìn)電機(jī)(17)、支撐座(5)、設(shè)置在支撐座(5)上的層析柱(1)，支撐座(5)內(nèi)部設(shè)置有心軸(8)，心軸(8)的一端與層析柱(I)連通，另一端與進(jìn)液管(18)相連，其特征在于所述心軸(8)為空心結(jié)構(gòu)，心軸(8)與層析柱(I)連通的一端設(shè)置有擺動分布頭(2)，擺動分布頭(2)與心軸(8)連通，心軸(8)外部設(shè)置有第一定位套(7)，心軸(8)套接有傘齒輪，傘齒輪與步進(jìn)電機(jī)(17)輸出軸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在于所述擺動分布頭(2)剖面為“T”型結(jié)構(gòu)，擺動分布頭(2)的橫向管道與縱向管道貫通，橫向管道下表面設(shè)置有出液孔(19 )，出液孔(19 )數(shù)量為多個(gè)，縱向管道與心軸(8 )相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在于所述擺動分布頭(2)采用螺紋與心軸(8)連接，采用硅膠墊圈(3)進(jìn)行密封，硅膠墊圈(3)為平墊或O形密封形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在于所述擺動分布頭(2)為不銹鋼或塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在于所述步進(jìn)電機(jī)(17)輸出軸連接有第一傘齒輪(16)，第一傘齒輪(16)與第二傘齒輪(10)嚙合，第二傘齒輪(10)套接在心軸(8)外。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在于所述心軸(8)與進(jìn)液管(18 )連接處設(shè)置有支座(15 )，心軸(8 )與支座(15 )之間設(shè)置有O形密封圈(14 )、螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)(13)與壓蓋(12)，O形密封圈(14)套接在心軸(8)タト，螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)(13)擠壓O形密封圈(14)，螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓環(huán)(13)外蓋有壓蓋(12)，進(jìn)液管(18)固定連接在支座(15)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在于所述心軸(8)通過軸承(6)安裝在支撐座(5)上，采用唇形密封圈(4)實(shí)現(xiàn)心軸(8)與支撐座(5)的密封，唇形密封圈(4)數(shù)量為ー個(gè)或是成對布置的兩個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種擴(kuò)張床吸附分離裝置，其特征在干所述第二傘齒輪(10)通過第二定位套(9)和鎖緊螺母(11)與心軸(8)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及生物化工及生物制藥領(lǐng)域，具體的說是利用擴(kuò)張床吸附分離技術(shù)分離純化蛋白質(zhì)的一種擴(kuò)張床吸附分離裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、支撐座、設(shè)置在支撐座上的層析柱，支撐座內(nèi)部設(shè)置有心軸，心軸的一端與層析柱連通，另一端與進(jìn)液管相連，心軸為空心結(jié)構(gòu)，心軸與層析柱連通的一端設(shè)置有擺動分布頭，擺動分布頭與心軸連通，心軸外部設(shè)置有第一定位套，心軸套接有傘齒輪，傘齒輪與步進(jìn)電機(jī)輸出軸相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過調(diào)整擺動分布頭的擺動頻率和幅度，可以很好地提高進(jìn)液分布的均勻性；通過改變擺動分布頭的出液孔尺寸，使同一套裝置適應(yīng)不同性質(zhì)的料液。
文檔編號B01D15/14GK202410234SQ201120528518
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者李泉, 邱家山 申請人:成都英德生物工程有限公司