Аппарат для культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, точнее к аппаратам для культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов. Цель изобретения - увеличение производительности. Аппарат содержит емкость 1 с технологическими патрубками 2, 3, 4 и 5 для подвода среды, посевного материала и отвода газа и целевого продукта, соответственно. В емкости 1 размещены устройство для аэрации в виде камеры 6 с пористой стенкой 7, устройство для отвода метаболитов, выполненное аналогично в виде камеры 8. Камеры 6 и 8 установлены друг над другом на полом валу 9, который соединен с виброприводом 15. Вал 9 разделен продольной перегородкой на две секции, одна из которых сообщена с камерой 6, а другая - с камерой 8. Указанные камеры снабжены патрубками 16 и 17 для подвода газа и отвода метаболитов соответственно. На торцах камер 6 и 8 укреплены конусообразные колпачки 14, служащие для перемешивания среды, при этом отношение диаметра большего основания конусных колпачков 14 к диаметру герметичных камер составляет 1,5-3,0. Аппарат позволяет культивировать различные культуры клеток и микроорганизмов при мягком и интенсивном перемешивании среды и повышенном ее насыщении газом при одновременном отводе метаболитов, что приводит к увеличению выхода целевого продукта. 1 з.п., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 12 Il 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

6

Рие 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 435 45 45 /30-1 3 (22) 26,10,87 (46) 23,03.90. Бюл. Р 11 (71) Всесоюзньп» научно — исследовательский биотехнический институт (72) В. Ю. Ракитин, Б. С. Лебедев и И. К. Федоров (53) 576. 093. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1025726, кл. С 12 !, 3/00, 1981. (.4) UIIJAPAT "». Л УЛЪТИБИРОБАНИЯ

i. CIILH3II0HHIiIX КУЛЬТУР КЛЕТОК ИЛИ II! К РООР ГА ВИЗГОВ (57) Изобрет ..ние относится к микробиологической промь»шленности, точнее к аппаратам для культивирования сусгензионных культур клеток или микроорган.»змов. Ilez» изобретения — увеличение производительности. Аппарат соде ржит емкость 1 с технологическими патрубками 2-5 для подвода среды, посевного материала и отвода газа и целевого продукта соответственно.

В емкости 1 размещены устройство для аэрации в виде камеры 6 с пористой стенкой 7, устройство для отвода метаболитов, выполненное аналогично в виде камеры 8. Камеры 6 и 8 установлены друг над другом на полом валу 9, который соединен с виброприводом 15 °

Вал 9 разделен продольной перегородкой на две секции, одна из которых сообщена с камерой 6, а другая с камерой 8. Указанные камеры снабжены патрубками 16 и 17 для подвода га,а и отвода метаболитов соответственно. На торцах камер 6 и 8 укреплены конусообразные колпачки 14, служащие

„ля перемешивания среды, при этом отношение диаметра большего основания конусных колпачков 14 к диаметру rep„„SU„„1551730 А 1

2 метичных камер составляет 1,5-3,0.

A»ll1арат позволяет культивировать различные культуры клеток и микроорганизмов. при мягком и интенсивном перемешивании среды и повьппенном ее насьпцении газом при одновременном оТ воде метаболитов, что приводит к увеличению выхода целевого продукта. з.п.йгль», 2 ил.

1551730

Изобретение относится к микробиологической промышленности, к аппаратам для культивирования клеток или микроорганизмов в суспензии. 5

Целью иэобрете ния является увеличение производительности.

На фиг. 1 изображен аппарат для культив ирования, продольный раэ ре э; на фиг. 2 — устройство для аэрации, 1р персмешивания среды и отвода метаболитов.

Аппарат для культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода питательной среды, патрубком 3 для подачи в емкость 1 посевного материала, патрубком 4 для отвода отработ,.нных газов и патрубком 5 для отвода целевого продукта. 2р

В емкости 1 размещены устройство для аэрации среды, выполненное в виде цилиндрической герметичности камеры

6 с пористой стенкой 7, и устройство для отвода метаболитов, выполненное 25 аналогично устройству для аэрации„ включающее камеру 8. Указанные устройства установ,ены одно над другим па полом валу 9, который разделен продольной перегородкой 10 на две 30 секции 11 и t"2,,одна 11 из которьгх служит для подвода газа, а вторая

12 — для отвода метаболитов. Стенки вала 9 в нюх:;ей части камер 6 и 8 имеют перфорацию 13. В емкости 1 размещено также устройство для перемешивания среды, состоящее из укрепленных на торцах камер 6 и 8 конусообразных колпачков 14, обращенных большим основанием к днищу емкости 1. 4

Полый вал 9 установлен с возможностью вибрации в вертикальной плоскости и соединен с виброприводом 15. Секции

11 и 12 полого вала 9 снабжены патрубками для подвода газа 16 и отвода 45 метаболитов 17. Угол конусности внутренней поверхности каждого ко тпачка 14 превышает угол конусности Р его внешней поверхности, а отношение диаметра большого основания 0 конус5 ного колпачка 14 к диаметру герметичной камеры d составляет D-d

1, 5-.3, О.

Аппарат работает следующим образом, 55

После стерилизации аппарата емкость 1 заполняют питательной средой через патрубок 2 и вносят посевной материал клеток или микроорганизмов через патрубок 4. Затем через патрубок 16 начинают подавать аэрирующий ras, который проходит по секции

11 полого вала 9, поступает в камеру

6 н через ее пористую стенку 7 выделяется в виде пуэырьков в культураль" ную среду.

Перемешивание среды в емкости 1 осуществляется путем сообщения полому валу 9 вибрации от вибропривода 15, при этом конусообразные колпачки 14 совершают возвратно †поступательн перемещение в вертикальной плоскости и создают зоны перемешивания среды по всей высоте и объему емкости 1.

Выполнение конусообразных колпачков 14 с различным углом конусности внутренней и внешней поверхностей, а именно, когда внешний угол превышает внутренний, позволяет организовать турбулиэацию среды при движении колпачков 14 вниз и плавное их обтекание жидкостью при движении вверх, чем достигается мягкий и интенсивный режим перемешивания.

0тношение диаметров большего основания колпачка 14 к диаметру герметичной камеры 6, равное 1,5-3,0, обеспечиъают наиболее интенсивное и полное н а сыще ние сред газом з а сче т в з аимодействия потока среды иэ-под колпачка 14 при его движении вниз и потока пузырьков газа, выделяющихся через пористую стенку 7 камеры 6, который движется вверх.

В процессе культивирования в культуральной среде накапливаются продукты метаболизма, которые ингибируют, угнетают жизнедеятельность, развитие и размножение клеток или микроорганизмов.

Для поддержания оптимальных условий культивирования продукты метаболизма на стадии их накопления отводят из емкости 1 с помощью устройства для отвода метаболитов, которое выполнено аналогично устройству для аэрации и также содержит цилиндрическую герметичную камеру 8 с пористой стенкой, полость которой сообщена с секцией 12 полого вала 9.

Продукты метаболизма отделяются от клеток или микроорганизмов посредством пористой стенки камеры 8 и выводятся из емкости через патрубок 17 путем его подключения к отсасывающему устройству.

5 15517

Накоплению клеток или микроорганизмов на внешней поверхности пористой стенки камеры Я препятствует образование нисходящеrn потока жидкости изпод колпачка 14, размещенного над

5 этой камерой.

В процессе отвода метаболитов емкость 1 доливают свежей питательной средой через патрубок 2 °

После проведения полного цикла культивирования целевой продукт, культуру клеток или микроорганизмов выводят из емкости 1 через гатрубок 5, при этом часть культуры остается 15 в емкости в качестве посевного материала для следующего цикла культивирования.

Конструктивные особенности аппарата, а именно выполнение устройств для 20 аэрации и отвода метаболитов аналогично друг другу, их размещение по высоте емкости 1 в сочетании с устройством для перемешивания — конусообразными колпачками 14 и установка этих 25 элементов на общем валу 9, имеющем возможность возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, позволяют устанавливать различные режимы культивирования в зависимости рт выбранной культуры клеток игл микроорганизмов.

Предлагаемый аппарат обеспечивает мягкие условия перемешивания среды при одновременном интенсивном ее наЗг сыщении газом и отводе метаболитов, что приводит к увеличению производительности по целевому продукту.

30 6

Формул а изобретения

1. Аппарат ппя культивирования суспе н з ионных культур клеток или микроорганизмов, содержащий емкость с технологическими патрубками, размещенные в емкости устройство для аэрации среды, устройство для ее перемешквания и установленное на полом валу с возможностью вибрации устройство для отвода метаболитов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности, устройство для отвода метаболитов выполнено в виде цилиндрической герметичной камеры с пористой стенкой, а устройство для аэрации выполнено аналоги;но и укреплено также на полом валу, полый вал разделен продольной перегородкой на две секции, одна иэ которых служит для подвода газа, а вторая — для отвода метаболитов, при этом стенки вала в нижней части камеры имеют перфорацию, а устройство для перемешивания среды состоит иэ укрепленных на торцах указанных камер конусообразных колпачков, обращенных большим основанием к днищу емкости.

2. Аппарат по п. 1, и т .п и ч аю шийся тем, что угол конусности внутренней поверхности каждого колпачка превышает угол конусности его внешней поверхности, а отношение диаметра большего основания конусного колпачка к диаметру герметичной камеры составляет 1,5-3,0, 1ý51730

1б

19

8 ,9

J3

l) 10

Состав итель Н. Осипов

Текред !!.Сердюкова

Редактор Н. Гунько

Корректор !! Ревская

Закаэ 308

Тираж 81! одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д ч/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, !01