Экструзионный дезинтегратор

 

СООЭ СОВЕТСНИХ

И З ЮЮ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 12 М 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авчонснову свидп ввствм (21) 3632207/28-13 (22) 08 .08 .83 (46) 07.02.85. Бюл. ¹ 5 (72) В.И.Кукушкин, А.В.Алымов и E,À.Ëóêüÿíîâ.(71) Отделение Ордена Ленина института химической физики АН СССР (53) 616.372 (088.8) (56) 1.Лабораторный гомогенизатор типа 15М-8ВА. Каталог фирмы АРЧ Nanton

Gactin, публикационный № 33-57,1978..

2.Техническое оборудование, гомо-генизаторы. Каталог фирмы ALFA-1.АЧИ., 1980, с. 3.

З.Авторское свидетельство СССР № 478861, кл. С 12 М 1/00, 1Р73.. (54) (57) ЭКСТРУЗИОННЬЙ ДЕЗИНТЕГРАТОР, содержащий дезинтегрирующую головку, „.ЯК„1138402 А состоящую из корпуса, дроссельного клапана и размещенного в корпусе нлунжера, подключенного к системе давления, и систему заправки биоматериалом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения асептичности и безопасности при работе с .биоматериалами, в частности с патогенньяи, и снижения. степени загрязнения последних частицами металла с трущихся поверхностей, внутри корпуса установлен подпружиненный перфорированный стакан, заключенный внутри сильфона и служащий для подачи дезинтегрируемого биоматериала к дроссельному клапану, при этом полость корпуса заполнена инертной жидкостью для передачи давления от плунжера к стакану. вязанной то с биоматериалом, то с атмосферой, происходит попадание микродоз патогенного биоматериала в окружающую атмосферу, а при износе уплотнения и утечка его °

Известно также устройство для дезинтеграции и гомогенизации биоматериалов, содержащее систему давления, выполненную в виде кривошипного механизма с приводом, дезинтегрирующую головку, состоящую из корпуса, плунжера с уплотнениями дроссельного клапана и системы заправки.

Данная конструкция гомогенизаторов высокого давления позволяет проводить стерилизацию подвижных частей дезинтегрирующей головки паром при

140 С или конденсатом (в процессе работы) и благодаря этому производить обработку некоторых биоматериалов в асептических условиях 2j.

Однако данное устройство не предотвращает возможность выноса микродоз патогенных биоматериалов в окружающую среду. Кроме того, для получения микробных дезинтеграторов в активном состоянии данное устройство не пригодно, так как работает при повышенных температурах инактивацни живых микробных организмов и при обработке биоматериалов происходит загрязнение их продуктами износа подвижных частей.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является экструзионный дезинтегратор, содержащий дезинтегрирующую головку, состоящую из корпуса, дроссельного клапана и размещенного в корпусе плунжера, подключенного к системе давления, и систему заправки биоматериалом (3).

Однако известное устройство характеризуется тем, что подвижные части деэинтегрирующей головки находятся в прямом контакте с биоматериалами, поэтому при работе происходит загрязнение их продуктами износа подвижных частей дезинтегрирующей головки, локальный нагрев биоматериала и не обеспечивается безопасность при обработке патогенных биоматериалов, так как даже через герметичные (с точки зрения создания давления) подвижные уплотнительные устройства плунжера в процессе их возвратнопоступательного движения со смоченной биоматериалом поверхности корпуса периодически связанной то с био1 1138407

Изобретение относится к оборудованию экструэионного типа для дезинтег.— рации микроорганизмов и других биологических материалов, в частности патогенных, находящихся в виде водных суспензий и предназначенных для использования в микробиологических, биохимических, молекулярно-биологических, иммунологических и т.п. лабораториях, в микробиологических и 10 медицинских производствах, связанных с перераооткой биомассы (в производстве пищевого блока, производстве ферментов, фармацевтике, в экспериментальной и практической медицине 15 и т.п.), а также для получения субмикронных эмульсий из несмешивающихся между собой жидкостей, например для получения газопереносящнх эмульсий типа "искусственная кровь". 2О

Известно устройство для дезинтеграции и гомогенизации-биоматериалов, содержащее систему давления, выполненную в виде кривошипного механизма с приводом, дезинтегрирующую головку,25 состоящую из корпуса, плунжера с неподвижным уплотнительным.устройством, дроссельного клапана и системы заправки 1 ).

Недостатком указанного устройства являет=я то, что плунжер и уплотнительное устройство дезинтегрирующей головки, расположенные в рабочей полости корпуса, находятся в прямом контакте с дезинтегрируемым биома- 35 териалом, поэтому при работе происходит, загрязнение его частицами металла с трущейся пары — плунжер и корпус, что особенно недопустимо при получении субмикронных эмульсий, предназначенных для внутривенного вливания, например газопереносящих эмульсий типа "искусственная кровь".

Кроме того, при длительной работе подвижных частей дезинтегрирующей 45 головки происходит локальный нагрев плунжера и корпуса. Действие этого нежелательного эффекта приводит к частичной или полной инактивации ферментов и снижению биохимических 50 показателей дезинтеграта. Причем конструкция данного устройства не обеспечивает безопасность при обра ботке биоматериалов, в особенности патогенных, так как со смоченной-био-55 материалом цилиндрической поверхности корпуса при возвратно-поступатель ном движении плунжера, периодически з 1138 материалом, то с атмосферой,не исключено попадание микродоз патогенного биоматериала в окружающую атмосферу," а при износе уплотнения и утечка его.

Цель изобретения — обеспечение асептичности и безопасности при работе с биоматериалами, в частности с патогенными, и снижение степени загрязнения последних частицами метал- 1р ла с трущихся поверхностей.

Цель достигается тем, что в экструзионном дезинтеграторе, содержащем дезинтегрирующую головку, состоящую из корпуса, дроссельного клапана и размещенного s корпусе плунжера, подключенного к системе давления, и систему заправки биоматериалом, внутри корпуса установлен подпружиненный перфорированный стакан, заключенный внутри сильфона и служащий для подачи дезинтегрируемого биоматериала к дроссельному клапану, при этом полость корпуса заполнена инертной жидкостью для передачи давления от плунжера к стакану.

На чертеже изображен экструзионный дезинтегратор, вертикальный разрез.

Экструзионный дезинтегратор содер-zp жит дезинтегрирующую головку I, состоящую из корпуса 2, дроссельного клапана 3 и размещенного в корпусе

2 плунжера 4, подключенного к системе 5 давления, и систему 6 заправки биоматериалом. Внутри корпуса 2

35 дезинтегрирующей головки 1 установлен перфорированный стакан 7 с пружиной

8, заключенный внутри сильфона 9 и служащий для подачи дезинтегрируемого биоматериала к дроссельному клапану 3, при этом полость 10 корпуса 2 заполнена инертной жидкостью для передачи -давления от плунжера 4 к стакану 7.

Система 5 давления связана с плунжером 4, а полость 10 корпуса 2 через впускное отверстие 11 соединена с компенсатором 12 инертной жидкости, содержащим расходную емкость 13 с sp клапаном 14 и корпус 15, внутри которого размещены подпружиненный поршень 16 для подачи инертной жидкости из дозированного объема 17 в полость

10 дезинтегрирующей головки 1 и от- ы сечкой клапан 18, запорная игла 19 которого соединена с подпружиненными поршнем 20. Полость 21 и 22 компенса407 4 тора 12 инертной жидкости соединены с воздушной сетью. Дроссельный клае пан 3 подсоединен к выходному отверстию 23 с гнездом 24 в корпусе 2 дезннтегрирующей головки 1. Внутри корпуса 25 дроссельного клапана 3 помещены винт 26, возвратная пружина 27 и запорный конус 28, который совместно с гнездом,24 образует дросселирующую щель 29, соединенную с приемной емкостью 30. Через впускное отверстие 3 1 внутренняя полость сильфона 9 соединена посредством клапана 32 с расходной емкостью 33 системы 6 заправки биоматериалом.

Датчик 34 положения сильфона 9 выполнен, например, в виде индуктивной катушки 35 с сердечником 36 и связан с блоком 37 управления, который в свою очередь через воздухораспределитель 38 соединен с воздушной сетью и компенсатором 12 инертной жидкости. Клапан 39, содержащий подпружиненный поршень 40 с запорной иглой 4 1, подсоединен к выпускному отверстию 42 сброса воздуха из полости 10 и через вентиль 43 подключен к воздушной сети.

Экструзионный деэинтегратор работает следующим образом.

Дезинтегрируемый биоматериал из системы б заправки поступает во внут. реннюю полость сильфона 9. Затем системой 5 давления перемещают плунжер 4 вверх в полости 10 дезинтегрирующей головки 1. При.этом перфорированный стакан 7 с пружиной 8, заключенной внутри сильфона 9 посредством инертной жидкости, соответственно также перемещается вверх, сжимая во внутренней полости сильфона, 9 корпуса 2 дезинтегрирующей головки 1 жидкую биомассу, под действием давления которой запорный корпус 28 отходит от гнезда 24 до упора в винт 26, преодолевая сопротивление возвратной пружины 27, при этом сжатая биомасса продавливается в приемную емкость 30 . через образовавшуюся дросселирующую щель 29.

Величину дросселирующей щели 29 устанавливают винтом 26 при первом рабочем ходе плунжера 4 в зависимости от требуемого давления биомассы во внутренней полости сильфона 9 корпуса 2 дезинтегрирующей головки 1 и оставляют неизменной при всех последующих рабочих ходах плунжера 4.

1138407 дача воздуха в полости 21 и 22 корпуса 15 компенсатора 12 инертной жидкости и они соединяются с атмосферой. Подпружиненный поршень 20 перемещает запорную иглу 19 отсеч" ного клапана 18 вправо, а подпружиненный поршень 16 перемещается влево, в объеме 17 создается разрежение, открывается клапан. 14 и новая доза инертной жидкости из расходной емкости 13 поступает в дозированный объем 17 корпуса 15 хомпенсатора 12 инертной жидкости. При первоначальной заправке полости 10 инертной жидкостью через вентиль 43 в клапан 39 подается сжатый воздух. При этом подпружиненный поршень 40 с запорной иглой 41 перемещается вправо, открывается выпускное отверстие 42 и воздух из полости 10 вытесняется через отверстие в стенке клапана 39 в атмосферу заправляемой инертной жидкос>0 тью. При сбросе иэ клапана 39 сжатого воздуха подпружиненный поршень 40 с запорной иглой 41 перемещаются влево, закрывая выпускное отверстие

42.

35 стакану, позволяет обеспечить асеп41 тичность и получать чистые продукты. о, вая тем самым безопасность при работе с патогенными биоматериалами и сни3

Обратным движением плунжера 4 во внутренней полости сильфона 9 создают разрежение, при этом возвратная пружина 27 прижимает запорный конус 28 к гнезду 24, ликвидируя дрос- 5 селирующую щель 29 и тем самым не позволяя разрушенной биомассе и воз,духу из приемной емкости 30 перетекать во внутреннюю полость сильфона 9, а через открытое впускное отверстие 31 иэ емкости 33 через клапан 32 системы 6 заправки внутренняя полость сильфона заполняется новой порцией неразрушенной биомассые

При длительной работе экструзионного дезинтегратора через подвижные уплотнительные устройства плунжера

4 в процессе его возвратно-поступательного движения (плотность соединения подвижных пар обеспечивается выполнением гарантированного микронного зазора) со смоченной инертной жидкостью поверхности корпуса 2, периодически.связанной то с инертной жидкостью, то с атмосферой за счет испарения и сдвига пленки инертной жидкости подвижным плунжером, происходит потеря некоторого количества инертной жидкости из полости 10, а при износе уплотнения плунжера 4 также и ее утечка.

При уменьшении объема инертной жидкости в полости 10 подпружиненный сильфон 9 с жестко связанным сердечником 36 датчика 34 уровня опускается вниз. При определенном уровне опускания сильфона 9, при котором еще сохраняется его работоспособность, сердечник 36 входит внутрь индуктивной катушки 35 датчика 34 уровня положения сильфона 9, подается сигнал на блок 37 управления, который воздействует на воздухо распределитель 38 так, что сжатый воздух поступает в полости 21 и 22 корпуса 15 компенсатора 12 инертной жидкости. При этом подпружиненный поршень 20 перемещается влево сов« местно с запорной иглой 19 отсечного клапана 18, а подпружиненный поршень

16 перемещается вправо и при закрытом клапане 14 расходной емкости 13 из дозированного объема 17 вытесняет через впускное отверстие 11 в полость 10 дезинтегрирующей головки званную дозу инертной жидкости.

В результате компенсации инертной жидкости подпружиненный сильАон

9 занимает первоначальное положение, а датчик 34 уровня положения сильфона 9 совместно с блоком 37 управления воздействует на воздухораспределитель 38 так, что прекращается поУстановка внутри корпуса дезинтегратора подпружиненного перфорированного стакана, заключенного внутри сильфона и служащего для подачи дезинтегрируемого биоматериала к дроссельному клапану и заполнение полости корпуса инертной жидкостью для передачи давления от плунжера к дезинтеграции в биологически активном состоянии, исключает возможность контакта дезинтегрируемого биоматериала с окружающей средой, обеспечижая на 95-97Х степень загрязнения получаемого дезинтеграта частицами металла с трущихся поверхностей,что позволяет получать мелкодисперсные эмульсии, пригодные для внутривенного вливания.

1138407

ЗНЦИПИ Заказ 10634/18 Тираж 525 По сное

H T T ° r. У п оиод,Мл.Проехтная 4