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

Костик С.І., Шибецький В.Ю.

Національний технічний університет України «КПІ»

АКТИВІЗАЦІЯ ПЕРЕМІШУВАННЯ КУЛЬТУРАЛЬНОЇ РІДИНИ

Для культивування клітин при виготовленні вакцин використовують апарат, який містить циліндричний корпус з технологічними патрубками, пустотілий вал з регульованим по частоті обертання приводом, закріплену на валу мішалку у вигляді чотирьохланкового шарнірного механізму з лопатками, фільтр і аератор.

Недоліки цього апарату полягають в складності конструкції внаслідок наявності в ній регульованого приводу та складної форми мішалки, пасивному перемішуванні робочої рідини по її висоті, забруднені робочої рідини продуктами зносу, що виникають в результаті механічного тертя в шарнірному механізмі та пошкодження клітин.

Відома конструкція для культивування, яка містить циліндричний корпус з технологічними патрубками, розміщений вздовж осі корпусу вал з зовнішньою різьбою, нагвинчений на різьбу вала перемішувач в формі розташованої під прямим кутом до осі корпусу круглої пластини (диска) з напрямною, аератор, а також реверсивний привод.

Цей апарат має більш просту від попереднього конструкцію та забезпечує активне перемішування робочої рідини по всьому її об'єму, але він не усуває забруднення робочої рідини продуктами зносу, оскільки містить зони механічного тертя на поверхнях перемішувача, та пошкодження клітин, що є його основним недоліком і знижує якість готового продукту.

В основу пропонуємої моделі поставлена задача вдосконалення апарату, в якому шляхом усунення механічного тертя в об'ємі робочої рідини усувається забруднення робочої рідини продуктами зносу (при збереженні активного перемішування рідини та простоти конструкції) і пошкодження клітин, що підвищує якість готового продукту.

Поставлена задача вирішується тим, що в апараті, який містить циліндричний вертикальний корпус з технологічними патрубками, розміщений вздовж осі корпусу вал, приєднаний до вала перемішувач у вигляді пластини, аератор і реверсивний привод, згідно з корисною моделлю новим є те, що пластина розташована вздовж осі корпусу і радіально закріплена на одній з сторін вала, а корпус обладнано вертикальною перегородкою, яка перекриває зазор між поверхнями стінок корпусу і вала.

Вказані відмітні ознаки, в порівнянні з найближчим аналогом, усувають механічне тертя в об'ємі робочої рідини, а отже і його наслідки - забруднення робочої рідини та пошкодження клітин, що поліпшує якість готового продукту.

У найприйнятнішому прикладі виконання пропонуємого апарату по меншій мірі прилегла до стінки корпусу частина перегородки виконується перфорованою, що усуває виникнення застійних зон і інтенсифікує перемішування, а пластина і перегородка розташовані так, що перекривають технологічний рівень робочої рідини - внаслідок чого забезпечується піногасіння, а отже і прискорення процесу культивування.

Сутність моделі пояснюється кресленнями, де схематично зображено: на рис.1 - поздовжній розріз апарату, на рис.2 - переріз А-А на рис.1. Апарат 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 мотор-редуктора 7 з командним - реверсивним пристроєм 8 вал 9, до якого нерухомо приєднаний перемішувач 10. Перемішувач 10 виконаний у вигляді пластини 11 шириною «а» і довжиною «1», яка розташована вздовж осі корпусу 1 і радіально розміщена на одній із сторін вала 9 та утворює з стінкою корпусу зазор «Ь» для перетікання робочої рідини. Корпус 1 обладнаний приєднаною до його стінки вертикальною перегородкою 12. Перегородка 2, крім суцільної, може бути виконана перфорованою, по меншій мірі в її пристінній частині 13 і разом з пластиною 11 перекриває технологічний рівень 14 робочої рідини 15 на величину «Н» для забезпечення піногасіння.

Рис.1

Рис.2

Апарат працює наступним чином. В попередньо простерилізований в корпус 1 через патрубок 2 вводять живильну рідину і посівний матеріал (інокулят), після чого в сепаратор 4 подають газ для аерації культурального середовища і вмикають командний пристрій, по сигналу якого приходить в дію мотор-редуктор 7 і вал 9, який в межах кута «а» приводить у зворотно-обертовий рух пластину 11. Переміщаючись в коловому напрямку, наприклад, по стрілці 16 (рис. 2), пластина 11 чинить тиск «Р» на робочу рідину 15, яка знаходиться між нею і перегородкою 12, внаслідок чого відбувається її перетікання крізь зазор «Ь», та активне перемішування.

Так як, на відміну від відомих апаратів, в об'ємі робочої рідини пропонованої конструкції відсутні елементи (деталі) з механічним тертям, то її забруднення продуктами зносу та пошкодження клітин тертям усувається, внаслідок чого якість готового продукту зростає.

Пропонована корисна модель проста в реалізації та, окрім підвищення якості, зменшує енергозатрати на перемішування внаслідок усунення механічного тертя в об'ємі робочої рідини.