生物搅拌叶片以及包含其的搅拌桨、搅拌装置和反应设备的制作方法
本技术属于生物，具体涉及一种生物搅拌叶片以及包含其的搅拌桨、搅拌装置和反应设备。
背景技术：
1、生物反应设备指利用酶或生物体(如微生物动植物细胞)所具有的特殊功能，在体外进行生物化学反应的装置系统。如实验室或工业生产中用于细胞培养的装置(方瓶、锥形瓶、发酵装置、琼脂斜面)。
2、通过生物反应装置，为细胞代谢提供一个优化的物理化学环境,使细胞更快更好地生长，得到更多的需要的生物量或代谢产物。
3、机械搅拌式为生物反应设备中一种常见的反应装置，而机械搅拌中进行搅拌的桨叶(叶片)具有双重的作用，一方面，转动的桨叶能够带动反应器内液体运动，进而实现液体内物质的混合，利于整个反应器内细胞吸收营养物质；另一方面，桨叶转动导致流体内部速度梯度的形成，进而产生剪切力，当剪切力到达一定值时会造成细胞损伤，不利于细胞培养。
4、桨叶的结构和转速决定了反应器内的混合效果和产生的剪切力大小，这两个因素往往互相矛盾，即混合效果好时产生的剪切力大，混合效果差时产生的剪切力小，如何既能保证一定混合效果，又能使搅拌产生的剪切力小是生物反应器桨叶设计的关键所在。
技术实现思路
1、本实用新型提供一种既能保证一定混合效果，又能使搅拌产生的剪切力较小的生物搅拌叶片以及包含其的搅拌桨、搅拌装置和反应设备。
2、为此，本实用新型提供了以下的技术方案：
3、本实用新型提供一种生物搅拌叶片，其特征在于，具有：叶片面，总体轮廓呈曲面，所述叶片面在使用时平行搅拌轴的方向上，远离搅拌轴的端侧缘为远离端，靠近所述搅拌轴的端侧缘为靠近端，其中，所述远离端的轮廓曲线以及与该远离端的轮廓曲线平行的各个轮廓曲线，均形成有至少一个弯曲弧，所述弯曲弧的两个弧端点之间的连接直线长度d，与该弯曲弧的最高弯曲点到相应连接直线的垂直距离h之间满足：h:d比值的范围为：大于0，小于0.5，优选地，大于等于0.05，小于等于0.2，更优选地，大于等于0.05，小于等于0.15。
4、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征：其中，各个所述轮廓曲线均形成有连续的且弯曲方向相反的两个弯曲弧：第一弯曲弧和第二弯曲弧，各个所述第一弯曲弧组成第一曲面，各个所述第二弯曲弧组成第二曲面。
5、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征：其中，所述第一弯曲弧的所述连接直线与所述第二弯曲弧的所述连接直线的比例范围为以下中的任意一种：1-2；大于1且小于2；大于1.5小于2；和/或所述第一弯曲弧的h:d比值与所述第二弯曲弧的h:d比值接近，优选地，所述第一弯曲弧的h:d比值接近且大于所述第二弯曲弧的h:d比值。
6、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征：其中，从所述靠近端向所述远离端，所述轮廓曲线的弯曲弧的h：d比值逐渐增加。
7、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征，还具有：叶柄，用于安装，所述叶柄纵向设置在所述靠近端，在一示例中，所述叶柄为平直。
8、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征：所述叶柄与所述叶片面一体成型。
9、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征：其中，所述叶片面上设置有多个通孔，优选地，所有所述通孔的面积占比整个所述叶片面的面积的至少10％、或至少20％、或至少30％，或至少40％。
10、本实用新型提供的生物搅拌叶片，还具有这样的特征：其中，当所述搅拌轴为竖直方向时，所述远离端的位于竖直上方的端点比所述靠近端的同一侧边的端点的位置高。
11、本实用新型还提供一种搅拌桨，其特征在于，包括：多个前述的生物搅拌叶片，其中，多个所述叶片水平间隔环绕搅拌轴设置。
12、本实用新型还提供的搅拌桨，还具有这样的特征：其中，各个第一弯曲弧形成的凹面推动液体的方向与所述搅拌轴的转动方向一致，优选地，当所述搅拌轴竖直设置时，第一曲面位于第二曲面的上方，也即第一曲面位于第二曲面的竖直方向的上方。
13、本实用新型还提供的搅拌桨，还具有这样的特征：其中，所述生物搅拌叶片的数量范围为大于等于3，小于等于32，或大于等于5，小于30，或为大于等于5且小于等于11的奇数。
14、本实用新型还提供一种搅拌桨，还具有这样的特征，还包括：承载座，所述承载座具有叶片座，所述叶片座用于安装所述生物搅拌叶片。
15、本实用新型还提供的搅拌桨，还具有这样的特征：其中，所述承载座由多个相互可分离的叶片座环绕组成，优选地，所述叶片座的数量大于等于3，另一优选地，每个所述叶片座上的叶片数量为多个，优选地，小于等于3个；再一优选地，多个所述叶片座通过抱箍进行所述抱合固定。
16、本实用新型还提供的搅拌桨，还具有这样的特征：其中，所述叶片可拆卸或固定地安装在所述叶片座上，在一示例中，所述叶片座上设置有与所述叶片的叶柄适配的安装槽，用于可插拔地安装所述叶片。
17、本实用新型提供的搅拌桨，还具有这样的特征：其中，所述叶片的叶片面能相对所述叶片座摆动。
18、本实用新型提供的搅拌桨，还具有这样的特征：其中，所述承载座通过抱箍抱合固定在所述搅拌轴上。
19、本实用新型还提供一种搅拌装置，其特征在于，包括：至少一个前述的搅拌桨；和搅拌轴和/或驱动所述搅拌轴转动的电机。
20、本实用新型还提供一种生物反应设备，其特征在于，包括：前述的搅拌桨或前述的搅拌装置；以及反应本体，用于容纳进行生物反应的生物原料。
21、本实用新型还提供一种前述的生物搅拌叶片在生物反应中的应用方法，具有以下特征：使用时，第一曲面的凹面随搅拌轴的转动方向推动液体。
22、本实用新型提供的应用方法，还具有以下特征中的一个或多个的组合：
23、(1)使用时，搅拌轴竖直放置，所述第一曲面位于上方，所述第二曲面位于下方；
24、(2)使用中，搅拌的转速范围为30-180r/min；优选地，当叶
25、片
26、数量小于等于11片时，转速范围为100-180r/min或120-180r/min，当叶片数量大于11片小于等于32片时，转速范围为30-100r/min；
27、(3)所述生物反应为生物发酵。
28、实用新型作用与效果
29、本实用新型提供的生物搅拌叶片以及包含其的搅拌桨、搅拌装置和反应设备以及相应的使用方法，具有至少以下优势：
30、(1)由于叶片面总体轮廓呈曲面，且限定了所述叶片面在使用时平行搅拌轴的方向的远离端的轮廓曲线以及与该远离端的轮廓曲线平行的各个轮廓曲线上的弯曲弧的两个弧端点之间的连接直线长度d，与该弯曲弧的最高弯曲点到相应连接直线的垂直距离h之间满足：h:d比值的范围为：大于0，小于0.5，优选地，大于等于0.05，小于等于0.2，更优选地，大于等于0.05，小于等于0.15。使得既能保证一定的搅拌效果，还能减少剪切力，保证了反应物料的生物活性，而且相比同等产品，即使减少叶片数量，也无须过高转速，也能保证更好的混合效果，且能保证更好的反应的生物活性；
31、(2)进一步地，由于各个所述轮廓曲线均形成有连续的且弯曲方向相反的两个弯曲弧，也即在使用时，与搅拌轴平行的方向上具有连续的、弯曲方向相反的第一曲面和第二曲面，能使得一个曲面的凹面连续顺着搅拌方向推动液体，进一步减少了堆积，而又由于两个弯曲弧的h:d比值在上述的范围，也即相对特定直线d的弯曲程度不至于过大，使得从一个凹面到一个凸面的流动过程相对较缓，所以在进一步减少堆积，提高混合效果的同时，也尽量避免了前述的剪切力；
32、(3)进一步地，第一弯曲弧的弧线长度大于第二弯曲弧的弧线长度，当使用时，以各个较长的第一弯曲弧形成的凹面(也即第一曲面的凹面)顺着搅拌轴转动方向推动液体，能更多面积接触推动液体，更好地进行混合；
33、(4)再进一步地，所述第一弯曲弧的h:d比值与所述第二弯曲弧的h:d比值接近(h1:d1比值接近h2:d2比值)，也即两个弯曲方向相反的连续弯曲弧的弯曲程度接近，使得从一个弯曲弧向另一个弯曲弧平缓过度，从而能让液体从第一曲面的凹面沿着第二曲面11b的凸面的流动过度较缓，使得进一步减小了剪切力；
34、(5)当使用时，在平行搅拌轴的方向，以各个第一弯曲弧位于各个第二弯曲弧的上方，也即第一曲面位于第二曲面的上方，这样可以使得第一曲面推动液体后，由于重力的作用，能更好地沿着第二曲面流动，更符合液体流动方向，也更加节能。
技术特征：
1.一种生物搅拌叶片，其特征在于，具有：
2.根据权利要求1所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
5.根据权利要求1-3任意一项所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
6.根据权利要求1-3任意一项所述的生物搅拌叶片，其特征在于，还具有：
7.根据权利要求6所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
9.根据权利要求1-3任意一项所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
11.根据权利要求1-3任意一项所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
12.根据权利要求1-3任意一项所述的生物搅拌叶片，其特征在于：
13.一种搅拌桨，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的搅拌桨，其特征在于：
15.根据权利要求14所述的搅拌桨，其特征在于：
16.根据权利要求13-15任意一项所述的搅拌桨，其特征在于：
17.根据权利要求13-15任意一项所述的搅拌桨，其特征在于，还包括：
18.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于：
19.根据权利要求18所述的搅拌桨，其特征在于：
20.根据权利要求18所述的搅拌桨，其特征在于：
21.根据权利要求19所述的搅拌桨，其特征在于：
22.根据权利要求18所述的搅拌桨，其特征在于：
23.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于：
24.根据权利要求18所述的搅拌桨，其特征在于：
25.根据权利要求23所述的搅拌桨，其特征在于：
26.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于：
27.根据权利要求17所述的搅拌桨，其特征在于：
28.一种搅拌装置，其特征在于，包括：
29.一种生物反应设备，其特征在于，包括：
技术总结
本技术提供一种既能保证一定混合效果，又能使搅拌产生的剪切力较小的生物搅拌叶片以及包含其的搅拌桨、搅拌装置和反应设备，其中的生物搅拌叶片具有：叶片面，总体轮廓呈曲面，叶片面在使用时平行搅拌轴的方向上，远离端的轮廓曲线以及与该远离端的轮廓曲线平行的各个轮廓曲线，均形成有至少一个弯曲弧，弯曲弧的两个弧端点之间的连接直线D，与该弯曲弧的最高弯曲点到相应连接直线的垂直距离H之间满足：H:D的范围为：大于0，小于0.5，优选地，大于等于0.05，小于等于0.2，更优选地，大于等于0.05，小于等于0.15。
技术研发人员：郭敏,高琼,陈文芳,于雪
受保护的技术使用者：康码（上海）生物科技有限公司
技术研发日：20230831
技术公布日：2024/9/23