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

Довгодько Н.В., Стоян В.М.

Національний технічний університет України «КПІ»

УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ

Пропонуємо конструкція відноситься до мікробіологічної промисловості, а саме, до установок промислового культивування мікроорганізмів в рідинних середовищах і може бути використана для виробництва біологічно-активних речовин і вакцин.

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

Найбільш близькою до корисної моделі за технічною суттю і досягаємим ефектом є прийнята за прототип УКМ, яка містить з’єднані між собою в нижніх частинах гнучким трубопроводом дві циліндричні камери з технологічними патрубками і пристроями для подачі і відведення відпрацьованого стерильного повітря, а також механізм зворотно-поступального переміщення камер в вертикальний площині.

Недолік відомої УКМ полягає в тому, що її камери мають збільшену вагу (матеріалоємність) та шлях переміщення, внаслідок чого зростають витрати енергії на культивування, що неминуче приводить до підвищення собівартості продукту.

В основу пропонуємої корисної моделі поставлена задача вдосконалення УКМ, в якій шляхом зміни форми камер досягається зменшення їх ваги та забезпечується потрібне переміщення, що знижує витрати енергії на переміщення камер і приводить до зниження вартості використання.

Поставлена задача вирішується тим, що в УКМ, яка містить з’єднані між собою в нижній частині гнучким трубопроводом дві камери з технологічними патрубками і пристроями для подачі стерильного і відведення відпрацьованого повітря, а також механізм зворотно-поступального переміщення камер у вертикальний площині, яка відрізняється тим, що камери мають форму сфер.

Зазначена відмітна ознака забезпечує, в порівнянні з прототипом, зменшення ваги та потрібного переміщення камер, що обмежує витрати енергії на їх переміщення і приводить до поменшення вартості використання. Крім цього зменшуються габарити УКМ по її висоті.

Пропонуєма УКМ схематично зображена на кресленні, загальний вигляд.

УКМ містить з’єднані між собою гнучким трубопроводом 1 дві камери 2, 3 з пристроями 4, 5 для подачі стерильного повітря 6 і відведення відпрацьованого. Камери 2, 3 мають сферичну форму радіуса «R» і приєднані до механізму їх переривчастого зворотно-поступального руху в вертикальній площині, привод якого містить реверсивний мотор-редуктор 7 з блоком керування 8 та барабаном 9, який охоплює перекинутий через блоки 10 і приєднаний кінцями до камер трос 11. Камери 2, 3 мають технологічні патрубки 12 для введення робочої рідини та патрубки 13 для приєднання гнучкого трубопроводу 1. Гнучкий трубопровід 1 має кран 14 для зливання вмісту камер і технологічного перекриття трубопроводу.

Працює УКМ наступним чином.

Одну із попередньо простерилізованих камер, наприклад, в наведеному на кресленні положенні камеру 2, заповнюють до необхідного рівня Н живильною рідиною і посівним матеріалом (робоча рідина). Після цього відкривають кран 14 на трубопроводі 1 і здійснюють культивування поміщених в живильну рідину культур. Відкривання крана 14 трубопроводу 1 приводить до перетікання робочої рідини по трубопроводу 1 з камери 2 в камеру 3, при цьому витісняючи з неї повітря 6. При перетіканні відбувається перемішування робочої рідини та збільшення її рівня Н₁ в камері 3. Після заповнення робочою рідиною до необхідного рівня камери 3, блок керування 8 вмикає мотор-редуктор 7 і змінює положення камер в вертикальній площині: камеру 2 переводять в нижнє положення, а камеру 3 – в верхнє положення, в якому вони залишаються на визначений для переливання час.

Перетікання робочої рідини між камерами в зміненому положенні відбувається в зворотному напрямку, тобто з камери 3 в камеру 2, описаним вище шляхом.

Після необхідного числа циклів переміщень і часу переливання, вміст камер зливають через кран 14 для подальшого використання.

Внаслідок того, що сферичні камери, в порівнянні з циліндричними в прототипі, при однаковій товщині стінок і об’ємі мають значно меншу вагу та потребують в певній мірі меншого переміщення (внаслідок меншого розміру по висоті), тому витрати енергії на багатоциклові переміщення камер в процесі культивування суттєво зменшуються, що незмінно призводить до зниження вартості використання. Цьому сприяє також поменшена висота УКМ.