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

Національний технічний університет України «КПІ»

УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ МІКРООРГАНІЗМІВ

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

Існує відома установка для культивування мікроорганізмів (УКМ), яка містить раму і обертаючу в похилій площині платформу з посудинами для культивування, а також привод [А.с. СССР №1731801, С12М1/10, 1992].

Недолік цієї УКМ полягає в незручності користування, оскільки потребує при використанні розфасовки робочої речовини.

Відома також УКМ, яка містить 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 в вертикальній площині [А.с. СССР №1131899, С12М1/00, 1984].

Ця УКМ є найбільш близькою до пропонуємої конструкції за технічною суттю та досягаємим ефектом.

Недолік відомої установки полягає в підвищеному забрудненні зовнішнього середовища відпрацьованим повітрям та великих витратах стерилізованого повітря, оскільки, заповнюючи камери, відпрацьоване повітря при кожному циклі їх зворотно-поступального переміщення викидається в атмосферу і заміняється новим. Підвищення забруднення навколишнього середовища та витрат стерилізованого повітря знижують ефективність використання.

В основу пропонуємої конструкції поставлена задача зменшення забруднення навколишнього середовища при одночасному зниженні витрат стерилізованого повітря шляхом усунення необхідності викидання відпрацьованого та подачі стерильного повітря в камери при кожному циклі їх зворотно-поступального переміщення.

Поставлена задача вирішується тим, що в УКМ, яка містить з’єднані між собою в нижній частині гнучким трубопроводом дві камери з пристроями для подачі стерильного повітря і механізм переміщення камер в вертикальній площині. УКМ схематично зображена на рис. 1.

УКМ 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 верхні частини, і приєднані до механізму їх зворотно-поступального переміщення в вертикальній площині. Привод містить реверсивний мотор-редуктор 7 з блоком керування 8 та барабаном 9, який охоплює перекинутий через блоки 10 і приєднаний до камер 2, 3 трос 11. Камери 2, 3 мають технологічні патрубки 12 для виведення робочої рідини, а трубопроводи 1, 6 – крани 13 для зливу вмісту камер і технологічного перекриття трубопроводів. Пристрої 4, 5 для подачі стерильного повітря мають патрубки 14 з кранами 15 для відведення з камер відпрацьованого повітря в навколишнє середовище.

Працює УКМ наступним чином.

Одну з 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 потоком 16 по трубопроводу 1 з камери 2 в камеру 3 і витиснення повітря з камери 3 в камеру 2 по трубопроводу 6. 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 – у верхнє положення, в якому вони залишаються на визначений для переливання час. Перетікання робочої рідини і повітря між камерами в зміненому положенні відбувається в зворотному напрямку, тобто з камери 3 в камеру 2, раніше описаним шляхом.

Рис. 1

При культивуванні, внаслідок життєдіяльності мікроорганізмів, відбувається зменшення кисню в повітрі, що знаходиться в камерах, а тому при його зниженні до припустимої норми, відкривають крани 15 пристроїв 4, 5 і через патрубки 14 відпрацьоване повітря виводять в атмосферу шляхом подачі в камери нової порції стерилізованого повітря, тобто здійснюють продувку камер стерилізованим повітрям.

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

Так як переливання робочої рідини між камерами відбувається одночасно з перетіканням робочої рідини, то число необхідних замін повітря в камерах зменшується, оскільки відбувається епізодично, замість одноциклового в найближчому аналозі.

Зменшення числа замін повітря в камерах зменшить в декілька разів забруднення навколишнього середовища та витрати стерилізованого повітря і приведе до зростання ефективності використання.