Устройство для измерения теплопродукции микроорганизмов при объемном культивировании

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВ9ЩИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 18р 281 (21) 3255365/18-25 с присоединением заявки ¹ -.

Р М К з

G 01 и 25/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приормтет—

Опубликовано 1501.83. Бюллетень Мо 2 (53) 3ЩК 53б. 24 (088.8) Дата опубликования описания 150183."» с11 и

К П. ЛИОИДИН, И.T. КаЛИНИН, В.Г. Полон и О.И. Гирипииио" — а ,(T,- ъ-. д

Всесоюзный научно-исследовательский инстит т бирпогичеекого приборостроения — -- . -"

» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ

МИКРООРГАНИЗМОВ ПРИ ОБЪЕМНОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ

Изобретение относится к тЕпломет рии и может быть использовано для лабораторных исследований роста микроорганизмов в ферментрах малого рабо- 5 чего объема в медицинской, микробиологической, фармацевтической и других промьвшенностях.

Известны устройства для измерения .теплбпродукции микроорганизмов в про: цессе их роста, содержащие ростовый сосуд .(Ферментер), датчики для измерения параметров питательной среды . (датчики температуры, рН среды, pCO, PO и др.) и проточный микрокалориметр, соединенный с ферменте-. ром. Измерение теплопродукции микроорганизмов производится путем измерения параметров среды и измерения микрокалориметром тепловых выделений.

Такие устройства могут быть использованы в основном для измерения тепло продукции анаэробных микроорганизмов и неВяэких микробиологических суспенэий (1).

В этих устройствах имеются большие транспортные пути между калориметром и ферментером, что ухудшает условия аэрации кислородом суспензии и ее стерильности, т.е. снижает точ- ность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее рабочйй калориметрическнй сосуд и теплообменник, помещенные в термостатируемую камеру,. устройство содержит также контрольный калориметрический сосуд, датчики теплового потока, размещенные между сосудами и включенные по дифференциальной схеме, и электрическую схему обработки сигналов с датчиков. Устройство работает следующим образом. Оба сосуда заполняют питательной средой, термостатируют до достижения одинаковой температуры с теплообменником и производят посев культуры в рабочий сосуд (2 ).

Недостатком. известного устройства является наличие транспортных путей между Ферментером и детектором калориметра, что приводит к кислородному обеднению суспензии и снижению сигнала калориметра уменьшению теплопродукции. В известном устройстве (с проточным калориметром) транспортные пути до ферментера имеют значительную длину и растущая аэробная культура. переходит полностью в анаэробное состояние. Этому способствувт большое время пребывания культу989420

Формула изобретения

Устройство для измерения теплопродукции микроорганизмов при объемном культивировании, содержащее ра,бочий калориметрический сосуд и теп,лообменник, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с.целью повышения точности ры в транспортных путях (обычно скорость прокачки суспенэии очень неэначительна, определяется расход до

1 мл/мин). В таких условиях использование калориметра, как устройства контроля, дает неадекватные результаты о росте культуры в ферментере.

Цель изобретения - повышение точности измерения теплопродукции микробиологических культур.

Поставленная цель достигается тем,!О что в устройство, содержащее рабочий калориметрический сосуд, тепЛо обменник, введены дифференциальный термометр для измерения температуры суспенэии в рабочем калориметриче- 15 сном сосуде, емкость, охватывающая рабочий калориметрический сосуд калориметр с контрольной и измерительной кюветами, термостат и блок управления температурой теплоносителя 2О в термостатирующей емкости, при этом выход дифференциального термометра связан со входом блока управления, выход блока управления связан с первым входным каналом теплообменника, второй выходной канал теплообменника связан со входом контрольной кюветы калориметра, выход контрольной кюветы и вход измерительной кюветы свя.заны с термостатирующей емкостью, выход измерительной (рабочей кюветы) связан со вторым входным каналом теплообменника через термостат.

Расширение функциональных возможностей, в отличие от известных кон-струкций проточных микрокалориметров, 3 достигается за счет того, что контролируемая суспензия не прокачивается через измерительную ячейку микрокало иметра, что дает возможность изме-. рять теплопродукцию как анаэробных, 40 так и аэробных культур при.различной степени вязкости суспензий ° Кроме того, исключается необходимость стерилизации микрокалориметра и упроща-, ется стерилизация ростового калори- 45 метрического сосуда, что повышает точность измерения теплопродукции микробиологических культур.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство состоит из рабочего . калориметрического сосуда с мешалкой и патрубками для аэрации воздуха 1, охваченной термостатирующей емкоа тью 2. Входы и выход термостатирующей емкости соединен с выходом контрольной и входом измерительной кюветы калориметра 3. В ростовой калориметрический сосуд 1 помещен дифференциальный термометр 4, соединенный с аО блоком управления 5 температурой теплоносителя в теплообменнике б, который установлен на входе в контрольную кювету калориметра 3. Для организации общего термостатирования жидкости в б5 емкости 2 устройство содержит термостат 7. Все устройство помещено в бокс 8 с автономной системой термостатирования 9.

Устройство работает следующим образом.

Термостатируют устройство с помощью системы термостатирования бокса 9 и термостатирования жидкости термостатом 7. Через герметическое уплотнение в верхнюю часть ростового калориметрического сосуда вводят посевную культуру, выдерживают до достижения температуры термостатирующей емкости. устанавливают "ноль" на дифференциальном калориметре при включенной мешалке и аэрации воздуха.

Вводят посевную культуру в ростовую калориметрическую емкость 2.

Включают дифференциальный термометр 4 с блоком управления 5 и начинают измерение теплопродукции с помощью калориметра. При изменении (повышении) температуры суспензии в ростовом сосуде по сигналу дифференциального термометра 4 блоком управления 5 пропорционально изменяется температура теплоносителя, прохОдящего через теплообменник б, и соответственно температура термостатирующей жидкости на входе в контрольную кювету калориметра 3. Температура теплоносителя, проходящая через контрольную кювету калориметра 3, пропорциональна изменению температуры суспенэии. Через рабочую кювету калориметра 3 проходит теплоноситель температура которого пропорциональна температуре термостатирующей емкости 2. Электрический сигнал с калориметра 3 пропорционален величине теплопродукции, выделяемой микроорганизмами в ростовом сосуде 1.

В лабораторной практике промышленности еще нет освоенных устройств для точного определения теплопродукции. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повы-. сить точность измерения теплопродукции.

Получение более точного значения теплопродукции используется для определения оптимальной площади поверхности теплосъемной аппаратуры для проектирования и разработки ферментеров, снижает нагрузку при работе системы автоматического регулирования.

989420

Составитель Г. Кулаков

Редактор Т. Веселова Техред A. Ач Корректор М. Шарощи

Заказ 11114/61 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерения теплопродукции, в него введены дифференциальный термометр для измерения температуры суспензии в рабочем калориметрическом сосуде, термостатирующая емкость, охватывающая рабочий калориметрический сосуд, калориметр с контрольной и измерительной кюветами,-термостат и блок управления температурой теплоносителя в термостатирующей емкости, при этом выход дифференциального термометра связан со входом блока управ ления, выход блока управления связан с первым входным каналом тенлообменника, второй выходной канал теплообменника связан со входом контрольной кюветы калориметра, выход контрольной и вход измерительной кювет калориметра связан с термостатирующей емкостью, выход измерительной кюветы связан со вторым входным каналом теплообменника через термостат.

Источники информации, принятые во внимание при зкcпeртизe

Ф

1. Monk Р. eta 1 А Flow - Mlcvoreact ion Ca lonmeter. - А acta сЬеа.

Scand, 22, 1969, р. 1842.

2. Авторское свидетельство СССР 9 690329, кл.. G 01 К 17/00, 1976

15 (прототип).