Проточный микрокалориметр

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1415083 17/О(51)4 С ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРС И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(1) Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения(56) Авторское свидетельство СССР У 466406, кл, С 01 К 17/08, 1972.Авторское свидетельство СССР В 1137343 р кл. С 01 К 17/08 р 1977. (54) ПРОТОЧНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР (57) Изобретение относится к области калориметрических измерений теплопродукции микроорганизмов при их объемном культивировании в ферментере на жидких питательных средах и может быть использовано в медицинской,микробиологической областях промьппленности для непрерывного контроля роста и развития микроорганизмов. Цель изобретения - повышение точности измерения з теплообменника 7 культуральная суспензия и контрольная жидкость поступают соответственно в измерительную кювету 12 и эталоннуюкювету 13. При этом на электрическихвыводах основного датчика 17 возникает сигнал термоЭДС, пропорциональныйпередаваемому теплу и концентрацииживых клетокКонтрольная жидкость,проходя по каналу 14 эталонной кюветы 13, обеспечивает стабильность"экспериментального нуля" микрокалориметра за счет компенсационного сигнала дополнительного датчика 18. Приросте концентрации микроорганизмовв ферментере в измерительной кювете12 увеличивается передача тепла втепловой радиатор 4. Тепловой потокот таддоаото радиатора 4 к этадоииой Якювете 13 образует на электрическихвыводах дополнительного датчика 18 Свсигнал термоЭДС,пропорциональныйэтому потоку. Этот сигнал суммируется с сигналом основного датчика 17.1 ил.Изобретение относится к областикалориметрических измерений теплопродукции микроорганизмов при их объемном культивировании в ферментерена жидких питательных средах и можетбыть использовано в медицинской, микробиологической и других областяхпромышленности, для непрерывногоконтроля роста и развития микроорганизмов.Цель изобретения - повышение точности измерения.На чертеже показана конструкцияпроточного микрокалориметра, вид спереди, разрез,Микрокалориметр содержит корпус 1 цилиндрической формы из теплоизоляционного материала с крышками 2 и теплостатирующим экраном 3, расположенным на внешней поверхности корпуса1 и крышек 2. Внутри корпуса 1 раэмещен тепловой радиатор 4, выполненныйв виде двух дисков 5 из высокотеплолроводного материала, скрепленных 25винтами б. Внутрь теплового радиатора 4 помещен теплообменник 7 в виде диска из высокотеплопроводного материала с двухсторонним лабиринтным каналом 8, входными 9 и выходными 10 30штуцерами. Между теплообменником 7и тепловым радиатором 4 установленыуплотнительные прокладки 11, обеспечивающие герметизацию каналов 8. Между измерительной 12 и эталонной (компенсационной) 13 кюветами, выполненными в виде дисков из высокотеплопроводного материала с лабиринтными каналами 14, и входными 15 и выходными16 штуцерами размещены контактирующие каждый с соответствующей кюветойосновной 17 и дополнительный 18 датчики теплового потока, а также тепловой радиатор 4, имеющий тепловой контакт с датчиками 17 и 18, электричес- А 5ки соединенными между собой последовательно. Между крышками 2 и кюветами 12 и, 13 установлены уплотнительные прокладки 19, обеспечивающие герметизацию каналов 14. Выходные штуцера 10 соединены с входными штуцерами 15 патрубками 20 из эластичного материала. Прокладки 21 и 22 и гайки 23 обеспечивают герметизацию корпуса мнкрокалориметра в случае работы в погружном режиме. Винты 24 крепят крышки 2 к корпусу 1. Микрокалориметр работает следующим образом.Через входные штуцера 9 в теплообменник 7 поступают культуральная суспензия из ферментера и контрольная (нейтральная) жидкость например дистиллированная вода, иэ сборника, расположенного в ферментере. Проходя по каналу 8, жидкости выравнивают свои температуры эа счет теплообмена через тонкую стенку с точностью, ограниченной термическим сопротивлением стенки. Из теплообменника 7 культуральная суспензия и контрольная жидкость по выходным штуцерам 1 О, соеди" нительным патрубкам 20 и входным штуцерам 15 поступают соответственно в измерительную 12 и эталонную 13 кюветы. Проходя по каналу 14 измерительной кюветы 12, культуральная суспензия нагревается эа счет теплопродукции живых клеток. Выделяемое тепло передается через основной датчик 17 теплового потока в тепловой радиатор 4, в котором оно рассеивается. При этом на электрических выводах основ" ного датчика 17 возникает сигнал термоЭДС, пропорциональный передаваемому теплу и концентрации живых клеток, Контрольная жидкость в это время проходит по каналу 14 эталонной кюветы 13 для обеспечения стабильности экспериментального нуля микрокалориметра при воздейСтвии на него нестационарного теплового поля окружающей среды за счет компенсационного сигнала, снимаемого с дополнительного датчика 18.В ходе процесса роста концентрации микроорганизмов в ферментере и, соответственно, роста выделяемого тепла в измерительной кювете 12 увеличивается передача тепла в тепловой радиатор 4, что приводит к увеличению его температуры. По этой причине измеряемый тепловой поток уменьшается, как если бы на него стал действовать противоположно направленный теп" ловой поток, вызванный повышением температуры теплового радиатора. Однако одновременно с этим фактором возникает и тепловой поток, направленный от теплового радиатора 4 к эталонной кювете 13, а на электрических выводах дополнительного датчика 18 теплового потока появляется сигнал термоЭДС, пропорциональный этомупотоку. Снимаемый сигнал суммируется1415083 Составитель Н. СоловьеваТехред М. Ходанич Корректор М,Демчик едактор Н.Рогули акаэ 3863/3 07 ПодписноеСР ВНИИПИ Г дарствен изобрете Ж, ого комитетаий и открытий по делам 5, Москв 113 аушская наб,оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро роектная,с сигналом с основного датчика 17 и следовательно, компенсирует его уменьшение. Через выходные штуцера 16 культуральная суспензия и контрольная жидкость возвращаются в ферментер и сборник.Конструкция микрокалориметра предусматривает его использование в погружном виде для ферментеров объемом более 20 л. Для ферментеров меньшего объема микрокалориметр может быть использован в состыкованном с корпусом ферментера состоянии.Формула и з о б р е т е н и яПроточный микрокалориметр, содержащий устаноЪленные в корпусе из теплоизоляционного материала теплообменник и соединенные с ним измерительную и эталонную кюветы, между которыми размещен датчик теплового потока,контактирующий с измерительной кюветой, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения, в него введены дополнителЬныйдатчик теплового потока, контактирующий с эталонной кюветой, и тепловойрадиатор из высокотеплопроводного материала, размещенный между кюветамив тепловом контакте с основным и дополнительным датчиками теплового потока, электрически соединенными между собой последовательно.