Мельник В.М., Тривайло М.С., Карачун
В.В.,
Костик
С.І., Шибецький В.Ю.
Національний технічний університет України
«КПІ»
АКТИВІЗАЦІЯ МАСООБМІНУ В РІДИННОМУ СЕРЕДОВИЩІ
Ефективність виготовлення вакцин та біологічно активних речовин, які
культивуються в рідинному середовищі, суттєво залежить від ступеня якості
масообміну. В першу чергу, це стосується перемішуючих пристроїв, головне
завдання котрих полягає саме в забезпеченні достатньої кількості кисню, що
слугує гарантією швидкого розвитку клітин.
Відомий апарат для культивування клітин,
який містить корпус з технологічними патрубками і розміщений по осі корпусу
пустотілий вал імпульсного привода з втулкою, до якої приєднаний перемішуючий
елемент у формі чотирьохланцюгового шарніра з лопатками на кінцях, з’єднаний з
порожниною і рухомою втулкою шарніра фільтруючий елемент, а також аератор.
Недолік цього апарата полягає в низькій
продуктивності і обумовлений тим, що при зменшенні числа обертів вала
знижується інтенсивність перемішування, внаслідок чого клітини не забезпечуються
у достатній кількості киснем і це уповільнює їх розвиток, а, отже, знижує
продуктивність, а при збільшенні числа обертів вала – перемішуючий елемент
руйнує їх оболонки, що також не сприяє зростанню продуктивності. Крім того,
апарат має складну конструкцію.
Технічно реалізований апарат для
культивування клітин, містить циліндричний корпус з відбиваючими перегородками
і технологічними патрубками, розміщений вздовж осі корпусу вал з закріпленим на
ньому під прямим кутом диском, вертикально розташовані по периферії диска
круглі перемішуючі лопатки, аератор і привод.
Недолік цього АК полягає також в низькій продуктивності внаслідок
пасивного перемішування робочої рідини як по її висоті, так і в радіальних
напрямках, що обумовлено круглою формою перемішуючих лопаток та їх
розташуванням під прямим кутом до осі вала.
В основу пропонуємої конструкції
покладена задача вдосконалення АК, в якому шляхом модифікації форми та
розташування перемішуючих лопаток забезпечується перемішування робочої рідини
по всій її висоті та в радіальних напрямках, що активізує масообмін, а це, в
свою чергу, прискорює ріст клітин і приводить до підвищення продуктивності.
Поставлена задача вирішується тим, що в
АК, який містить циліндричний корпус з технологічними патрубками, розміщений
вздовж осі корпусу вал з радіально
розташованими перемішуючими лопатками, аератор і привод, згідно корисної моделі
новим є те, що лопатки виконані в формі щонайменше одної S-подібної пластини,
яка похило розташована до осі вала і з’єднана з ним центральною частиною. Вказана
відмінність дозволяє інтенсифікувати
процес перемішування біомаси, що прискорює ріст клітин і приводить до
суттєвого підвищення продуктивності.
На рис.1 схематично зображено апарат для культивування; на рис. 2 – переріз А-А на рис 1.
АК містить циліндричний корпус 1 з
патрубком 2 для введення живильної рідини і посівного матеріалу, патрубком 3 з
аератором 4, патрубком 5 для видалення культуральної рідини і патрубком 6 для
видалення відпрацьованого газу. Вздовж осі корпусу 1 розташований приєднаний до
привода (мотор – редуктора) 7 вал 8 з перемішуючими лопатками 9. Лопатки 9
виконані в формі шириною В щонайменше
одної S-подібної пластини 10 (рис 2), яка розташована похило під кутом 
до осі вала 8 і
з’єднана з ним центральною частиною. Величину кута вибирають за умови,
щоб пластина 10 перекривала висоту Н робочої рідини в корпусі 1, а її кінці –
не торкались стінок корпусу.
Працює апарат наступним чином.
В корпус 1, попередньо
простерилізований, через патрубок 2 вводять живильну рідину і посівний матеріал
(інокулят). Після цього в аератор 4 подають газ для аерації культурального
середовища і включають привод 7. Привод 7
приводить в обертовий рух вал 8 з
лопатками 9, які чинять
|
|
