Мельник В.М. Тривайло М.С., Карачун В.В.,

Кузьменко К.В., Ковальчук В.В.

Національний технічний університет України «КПІ»

УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ

Пропонуєма конструкція відноситься до біотехнології і може бути використана для культивування мікроорганізмів в рідинних середовищах при виготовленні біологічно-активних речовин і вакцин.

Відома установка для культивування мікроорганізмів (УКМ), яка містить раму і обертаючу в похилій площині платформу з посудинами для культивування, а також привод. Недолік цієї УКМ полягає в незручності користування, оскільки потребує при використанні розфасовки робочої рідини.

Відома також конструкція, яка містить раму і з’єднані між собою в нижній частині гнучким трубопроводом дві камери з технологічними патрубками і пристроями для подачі стерильного повітря, а також механізм зворотно-поступального переміщення камер у вертикальній площині. Недолік УКМ полягає у відносно низькій продуктивності внаслідок пасивного насичення робочої рідини повітрям, яке здійснюється тільки дифузійним шляхом, що зменшує наявність в ній кисню і уповільнює ріст мікроорганізмів.

В основу пропонуємої конструкції поставлена задача вдосконалення УКМ, в якій шляхом модифікації з’єднання та розташування камер забезпечується інтенсивність насичення робочої рідини повітрям, що підвищує вміст в ній повітря, а отже, прискорює ріст мікроорганізмів і приводить до підвищення продуктивності.

Поставлена задача вирішується тим, що в УКМ, яка містить раму і з’єднані між трубопроводом дві камери з технологічними патрубками і пристроями для подачі стерильного повітря, а також механізм зворотно-поступального переміщення камер у вертикальній площині, згідно корисної моделі новим є те, що камери з’єднані між собою в верхніх частинах, розташовані під прямим кутом одна до одної і приєднані до приводу з можливістю повороту (переміщення) навколо горизонтальної осі.

Зазначені відмітні ознаки забезпечують при переливанні робочої рідини між камерами проходження її через об’єм повітря, що підвищує насиченість робочої рідини повітрям, а отже, і киснем. Збільшення кисню в робочій рідині прискорює ріст мікроорганізмів і приводить до зростання продуктивності.

На рис. 1 схематично зображена заявляємо УКМ, загальний вигляд; на рис. 2 – вигляд збоку на рис. 1; на рис. 3 – положення камер в проміжному стані.

УКМ містить фундаментну раму (плиту) 1 і дві, наприклад, прямокутні в поперечнім перерізі, камери 2, 3 з пристроями 4 для подачі стерильного повітря та технологічними патрубками 5, 6 для відведення відпрацьованого повітря і заправки та зливання вмісту камер, а також механізм зворотно-поступального переміщення камер в вертикальній площині у вигляді самогальмуючого (черв’ячного) мотор-редуктора 7 з блоком керування 8. Камери 2, 3 в верхніх (підпотолочних) частинах з’єднані між собою трубопроводом 9, розташовані під прямим кутом одна до одної і приєднані до приводу за допомогою сегментної вилки 10 з можливістю повороту навколо горизонтальної осі “О-О” (рис. 2). Вилка 10 нерухомо закріплена на вихіднім валу 11 мотор-редуктора 7, а камери 2, 3 – зафіксовані від зміщень на ній, наприклад, гвинтами 12 або іншим відомим способом. Трубопровід 9 містить кран 13 для його технологічного перекриття, а патрубки 6 – крани 14 такого ж призначення. Мотор-редуктор 7 закріплений на рамі 1 болтами 15.

Працює УКМ наступним чином. Одну із попередньо простерилізованих камер, наприклад в показаному на рис. 1 положенні камеру 2, заправляють живильною рідиною і посівним матеріалом (робоча рідина), після чого відкривають кран 13 на трубопроводі 9 і здійснюють культивування поміщених в живильну рідину культур.

Відкривання крану 13 приводить до перетікання робочої рідини по трубопроводу 9 з камери 2 в камеру 3, яка виливаючись з трубопроводу в об’єм повітря 14 розбризкується і переміщується разом з ним. Перетікання робочої рідини між камерами спричинює зниженню її рівня в камері 2 та підвищенню рівня Н в камері 3. Після утворення необхідного рівня Н робочої рідини в камері 3, блок керування 8 вмикає мотор-редуктор 7 і змінює положення камер (рис. 3) у вертикальній площині: камеру 2 переводить в вертикальне положення, а камеру 3 – в горизонтальне положення, в якому вони залишаються на визначений час. Перетікання робочої рідини між камерами в зміненому положенні відбувається в зворотному напрямку, тобто з камери 3 в камеру 2.

Після необхідного для культивування числа переміщень, вміст камер зливають через кран 6 для подальшого використання.

В пропонуємій УКМ, переливання робочої рідини між камерами здійснюється через об’єм повітря, тому її насичення киснем повітря збільшується, а це прискорює ріст мікроорганізмів і приводить до підвищення продуктивності.