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

Шибецький В.Ю.

Національний технічний університет України «КПІ»

АКТИВІЗАЦІЯ КУЛЬТУВАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ

В РІДИННИХ СЕРЕДОВИЩАХ

Специфіка культивування мікроорганізмів в рідинному середовищі має цілий ряд своїх, притаманних тільки цьому процесу, особливостей і відмін від інших.

Для культивування мікроорганізмів при виготовленні біологічно активних речовин, а також вакцин, як правило, використовують установку, що містить раму і обертаючу в похилій площині платформу з посудинами для культивування. Приводом слугує електричний двигун з редуктором.

Очевидно, що така конструкція, окрім другорядних, має головний недолік – необхідність розфасовки робочої речовини.

Незаперечними перевагами перед цією конструкцією володіє установка із з’єднаних між собою в нижній частині гнучким трубопроводом двох камер з технологічними патрубками і пристроями для подачі стерильного повітря. Крім того, зворотнопоступальний рух у вертикальній площині забезпечується відповідним механізмом.

Пасивне насичення робочої рідини повітрям шляхом дифузійної взаємодії з ним, збіднює ідею цієї конструкції. Бо має місце досить повільний ріст мікроорганізмів внаслідок дефіциту потрібної кількості кисню.

Пропонується позбавлення цієї вади шляхом введення ще одного трубопроводу, який збільшить об’єм перемішуємості з повітрям рідини і, природно, з киснем, який в ньому міститься. Таким чином, збільшиться швидкість росту мікроорганізмів і підвищиться продуктивність процесу культивування.

Поставлена задача вирішується тим, що камери обладнані додатковим гнучким трубопроводом, який з'єднує їх середні частини.

Обладнання камер додатковим трубопроводом, який з'єднує їх середні частини, забезпечує перемішування частини переливаємої робочої рідини з повітрям, що підвищує в ній вміст кисню і прискорює ріст мікроорганізмів, внаслідок чого продуктивність культивування зростає.

Апарат схематично зображений на рис.1.

Рис.1

Установка для культивування мікроорганізмів містить з'єднані між собою в нижній частині гнучким трубопроводом 1 дві камери 2, 3 з пристроями 4, 5 для подачі стерильного повітря. Камери 2, 3 обладнані додатковим гнучким трубопроводом 6, який з'єднує їх середні частини, і приєднані до механізму їх переривчастого зворотнопоступального переміщення в вертикальній площині. Привод має реверсивний мотор-редуктор 7 з блоком керування 8 та барабаном 9, який охоплює перекинутий через блоки 10 і приєднаний кінцями до камер 2, 3 трос 11. Камери 2, 5 мають технологічні патрубки 12 для введення робочої рідини, а трубопроводи 1,6- крани 13 для зливання вмісту камер, а також технологічного перекриття трубопроводів.

Працює установка наступним чином.

Одну із попередньо простерилізованих камер, наприклад, в показаному на рис.1 положенні камеру 2, заправляють живильною рідиною з інокулятором (робоча рідина), після чого відкривають крани 13 на трубопроводах 1, 6 і здійснюють культивування поміщених в живильну рідину культур. Відкриття кранів 13 приводить до перетікання робочої рідини по трубопроводам 1, 6 з камери 2 в камеру 3, яке здійснюється двома потоками 14, 15. Потік 14, як і в прототипі, заповнює нижню частину камери 3, витісняючи з неї через пристрій 5 повітря, а потік 15 - витікає в об'єм повітря, в якому розбризкується і перемішується з ним, падаючи на поверхню робочої рідини в камері. Перетікання робочої рідини між камерами викликає зниження її рівня в камері 2 і збільшення рівня в камері 3. При зменшенні робочої рідини в камері 2 до рівня "Н", на якому до неї приєднаний додатковий трубопровід 6 (місце 16), робоча рідина продовжує переливатися в камеру 3 по трубопроводу 1. 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 - переводить в нижнє, 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, раніше описаним способом.

Після необхідного числа циклів переміщень і часу переливання вміст камер зливають через крани 13 для подальшого використання.

Так як переливання робочої рідини між камерами відбувається двома потоками, в одному з яких робоча рідина перемішується з повітрям, то насичення її повітрям, а отже і киснем, зростає, а це стимулює ріст мікроорганізмів і приводить до підвищення продуктивності.