Установка для культивирования биологических объектов

 

Использование: область биотехнологии, культивирование биологических объектов, культур растений, клеток и микроорганизмов. Сущность изобретения: установка содержит камеру, представляющую собой эластичную емкость, укрепленную на наклонном жестком каркасе и разделенную на отсеки - питательный, ростовой, промежуточный и приемный. Отсеки разделены прижимными элементами, промежуточный и приемный отсеки выполнены с возможностью герметизации, между питательным и ростовым отсеками размещена встроенная прокладка из пористого материала. Приемный и промежуточный отсеки имеют раздельный газообмен, а ростовой и приемный отсеки соединены трубопроводом с насосом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к биологической промышленности, а именно к установкам для промышленного культивирования каллусных культур растений и базидальных грибов, например, плодовых тел грибов полипорус или культуры клеток женьшеня.

Известны устройства, предназначенные для выращивания грибов и каллусных культур растений [1], [2].

Известна взятая за прототип установка для культивирования микроорганизмов [3] . Эта установка содержит две камеры, соединенные между собой по типу сообщающихся сосудов гибким трубопроводом, снабженным устройством для стерильного слива и долива. В установке также имеется устройство для аэрации и стерилизации воздуха и устройство для взаимного перемещения камер по вертикали.

Недостатком известной установки являются значительные габариты. Кроме того, здесь происходит большой расход питательной среды, нарушение стерильности при удалении биомассы. Кроме того, невозможна перезарядка камер новым ростовым материалом, снижается удельная скорость роста биомассы. Все это ведет к снижению эффективности работы установки в целом.

Цель изобретения - повышение эффективности работы установки при сохранении ее стерильности.

Это достигается тем, что установка для культивирования живых организмов содержит камеру с устройствами для аэрации, стерилизации, слива и долива. Камера выполнена в виде эластичной емкости, закрепленной на установленном под углом к горизонту жестком каркасе, емкость разделена на питательный, ростовой, промежуточный и приемный отсеки прижимными элементами, причем промежуточный и приемный отcеки выполнены с возможностью герметичного перекрытия, приемный отсек имеет горловину, между питательным и ростовым отсеками встроена прокладка из пористого материала, а на нижней внутренней поверхности ростового отсека расположен материал для иммобилизации клеток, при этом приемный и промежуточный отсеки выполнены с возможностью независимого газообмена, а ростовой и приемный отсеки соединены трубопроводом с насосом. Кроме того, для равномерного распределения посевного материала и быстрого удаления нарастающей биомассы донная часть жесткого каркаса содержит вибраторы.

По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение содержит новые существенные признаки. Следовательно, оно соответствует критерию изобретения "Новизна". В известных науке и технике технических решениях не обнаружено совокупности существенных признаков, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих получить положительный эффект, нашедший свое отражение в поставленной цели. Следовательно, заявляемое технического решение соответствует критерию изобретения "Существенные отличия".

Положительный эффект при использовании заявляемого технического решения проявляется при наличии совокупности всех признаков (как новых, так и известных). Заявленная совокупность признаков позволяет обеспечить поставленную в заявке цель, а именно повысить эффективность работы установки при сохранении ее стерильности. Следовательно, заявляемое технического решение соответствует критерию изобретения "Положительный эффект".

На фиг.1,2 изображена установка.

Установка для культивирования живых организмов содержит эластичную емкость 1, расположенную на жестком каркасе 2, установленном под углом к горизонту, который крепится на несущей раме 3. Эластичная емкость 1 разделена на питательный 4, ростовой 5, промежуточный 6 и приемный 7 отсеки внешними прижимными планками 8, осуществляющими герметизацию отсеков 6 и 7. Между отсеками 4 и 5 встроена прокладка 9 из пористого материала, которая создает негерметичность, что позволяет питательному раствору свободно перетекать в ростовой отсек 5. Прижимная планка 8'предназначена для регулирования проницаемости пористого материала. Отсек 7 имеет горловину 10 для выгрузки биомассы. На нижней внутренней поверхности отсека 5 расположен материал (подложка) 11 для иммобилизации клеток (ткань, стеклянные шарики и т.п.). Штуцер 12 предназначен для подачи питательного раствора в отсек 4, штуцер 13 - для удаления питательного раствора из отсека 5. Штуцера 14 и 15 предназначены для забора свежего питательного раствора и сливания отработанного раствора при помощи насоса 16. Штуцера 17, 18 предназначены для аэрации ростового отсека 5, а штуцер 19 - для внесения посевного материала (инокулята). Через штуцера 20-23 происходит газообмен в отсеках 6 и 7. На донной части жесткого каркаса 2 установлены вибраторы 24.

Установка работает следующим образом.

В предварительно простерилизованную емкость через штуцер 12 вводят стерильный питательный раствор и через штуцер 19 - инокулят. Засев инокулята осуществляется один раз.

В процессе выращивания в отсек 4 из нижней части отсека 5 по трубопроводу насосом 16 перекачивают питательный раствор, из отсека 4 он через пористую прокладку 9 вновь просачивается в ростовой отсек 5 и равномерно стекает по волокнам тканевой подложки 11. Скорость стекания задается степенью пережима емкости планками 8 и работой насоса 16. Аэрация биомассы осуществляется стерильным воздухом через штуцера 17-18 либо в непрерывном режиме, либо периодически, заменяя воздух внутри ростового отсека 5 на свежий.

По окончании процесса культивирования из отсека 5 через штуцер 13 удаляют остатки питательного раствора. Поднимают прижимные планки 8, делящие емкость на отсеки 6 и 7, в результате чего упомянутые отсеки с отсеком 5 образуют единую камеру. С помощью вибраторов 24 полученная биомасса сбрасывается в отсек 7. Затем отсеки вновь перекрываются, причем отсек 6 подвергают газовой стерилизации через штуцера 22-23, после чего открывают горловину 10 и выгружают собранную биомассу (сухой каллус, крупные плодовые тела - грибы). После выгрузки отсек 7 герметизируют и также подвергают газовой стерилизации через штуцера 20,21. В случае необходимости эластичная емкость снимается с каркаса 2 и заменяется на новую стерильную емкость.

В заявляемой установке регулируется скорость подачи питательного раствора, что позволяет обеспечить его рациональный расход, доступен ввод добавок в питательный раствор. За счет создания ламинарного стока питательного раствора предотвращаются унос клеток из ростового отсека, их травмирование. В этом отсеке сохраняется стерильность. Наличие промежуточного отсека с независимым газообменном дополнительно гарантирует сохранение стерильности в период сбора урожая живых организмов. Имеющиеся вибраторы позволяют равномерно распределить посевной материал и обеспечить быстрый сбор урожая. Все это в конечном счете свидетельствует о повышении эффективности установки.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащая камеру с устройствами для аэрации, стерилизации, слива и долива среды, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения более мягких условий культивирования, снижения их травмируемости, возможности поддержания различных режимов культивирования и повышения стерильности, камера представляет собой эластичную емкость, закрепленную на установленном наклонно к горизонтальной плоскости жестком каркасе, емкость разделена прижимными элементами на расположенные последовательно отсеки - питательный, ростовой, промежуточный и приемный, при этом промежуточный и приемный отсеки выполнены с возможностью герметичного перекрытия, приемный отсек имеет горловину для выгрузки биомассы, между питательным и ростовым отсеками размещена встроенная прокладка из пористого материала, а на нижней внутренней поверхности ростового отсека расположен материал для иммобилизации клеток биологических объектов, причем приемный и промежуточный отсеки выполнены с возможностью раздельного газообмена, а ростовой и приемный отсеки соединены трубопроводом с насосом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью равномерного распределения посевного материала и быстрого вывода накапливаемой биомассы, донная часть жесткого каркаса снабжена вибраторами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2