论文总字数：19338字

摘 要

快速发展的动物细胞培养技术极大地推动了现代生物医药产业的发展，这一技术已广泛应用于蛋白质药物研发、疫苗制造、干细胞移植、人造组织器官培养等各个领域，日益成为当今生命科学研究和生物医药开发的强力工具。由于动物细胞与微生物细胞有很大差异，传统的微生物反应器显然不适用于动物细胞的大规模培养，能否大规模工业化生产取决于设计出合适的生物反应器，如何开发剪切力低、混合效率高的液体设备系统在动物细胞高密度培养中显得尤为重要，也是制造大规模反应器系统的难题之一。

本次毕业设计的任务是开发3L动物细胞培养系统。设计中首先查阅文献熟悉动物细胞培养工艺及其常用反应器，然后选择反应器种类并进行设计计算，绘制动物细胞培养罐CAD结构图与系统流程CAD图，阐述各个系统过程原理与作用，如搅拌系统、灭菌系统、控温系统、通气系统、接种系统、取样补料系统和尾气安全系统。根据动物细胞反应器性能评估标准，对反应器进行试验验证。

关键词：动物细胞 培养 系统 设计

Abstract

The rapid development of animal cell culture technology has greatly promoted the development of modern biological medicine industry,This technology has been widely used in protein drugs and vaccine manufacture, stem cell transplantation, artificial organs and tissue culture and other fields,Increasingly in today's life science research and development of the biomedical powerful tool.Animal cells can depends on design proper bioreactors for mass industrial production, because the animal cells and microbial cells have very big difference, the traditional microbial reactors obviously does not apply to large-scale culture of animal cells, how to develop low shear force, high mixing efficiency of liquid equipment system is particularly important in the animal cell density culture, is one of the manufacturing problem of large-scale reactor system.

The graduation design task is to develop 3 L animal cell culture system. In the first place in the design of animal cell culture technology and are familiar with common reactor through the literature, and then select the reactor type and design calculation, drawing animal cell culture tank CAD diagram and system process CAD figure, process principle and function of the system, such as mixing system and sterilization system, temperature control system, ventilation system, inoculation system and sampling system and tail gas safety system. According to the animal cell reactor performance assessment standard, the reactor was tested and verified.

Key words：animal cell culture system design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 设计依据 1

1.2 指导思想 1

1.3 设计要求 1

1.4 设计范围 1

1.5 设计目标 1

第二章 文献综述 3

2.1 课题研究的背景及意义 3

2.2 动物细胞反应器的简介 4

2.3 动物细胞反应器应用现状及展望 5

第三章 机械搅拌式动物细胞培养生物反应器 8

3.1 机械搅拌式生物反应器的定义 8

3.2 机械搅拌式生物反应器的分类及选择 8

3.3 机械搅拌式生物反应器的原理 8

3.4 机械搅拌式生物反应器的系统功能 9

第四章 3L动物细胞培养罐系统设计 11

4.1 罐体材质与尺寸 11

4.1.1罐体材质 11

4.1.2罐体尺寸计算 11

4.2 搅拌系统 12

4.2.1搅拌器选型 12

4.2.2搅拌轴直径 12

4.3 通气及排气系统设计 13

4.4 控温系统设计 14

4.5 管路系统设计 15

4.5.1 加料、接种、补料管路设计 16

4.5.2 取样管路 17

4.5.3 放料管路 18

第五章 3L动物细胞反应器实验应用评估方法 19

5.1 实验材料 19

5.1.1细胞株 19

5.1.2培养基 19

5.1.3试剂 19

5.2 实验方法 19

5.2.1 实验应用操作过程 19

5.2.2 实验应用评估方法 20

结语 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1 设计依据

南京工业大学生物与制药工程学院下达的毕业设计书。

1.2 指导思想

生物技术产业化装置是由若干个单元设备以系统的、合理的方式组织起来的整体。过程系统设计依据生物工艺条件，选择适当操作系统，确定合理的经济和有效的安全途径，使之生产出符合质量标准的生物产品。

1.3 设计要求

（1）符合国家和地方的环境保护法规，按照工业生态学减少原料和能量的使用，物料的多层多级综合利用使用和废弃物资源化循环利用的“3R”原则，达到清洁生产。

（2） 必须充分考虑各种明显的和潜在的危险，保证生产人员的健康和安全，如生物反应器的压力容器，易燃易爆挥发性溶剂的管理以及微生物的扩散等。

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