Культивирования микроорганизмов

Союз Советских Социалистических Республик(088.8) риорит Государственныйомитет ло деламизобретенийи открытий СССР 965, БюллетеньУД"бликовано ата опубликования описания 28,И.19 Авторизобретения Н, Черно 3 аявител УЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМО СОСУД Д матичнэ изобраг ный сосуд в раз азана часть к эмагннтной лгл а фнг, 3 - осн мы управления ген предлагаерезе; на фиг. 2 ультурального фтой и датчиовные электримуфтон. На фиг, 1 схе мый культураль схематично пок сосуда с электр ком скорости; й ческие узлы схе 30 одггиская грутга Лд 14 с присоединением заявкиОтработка технологического процесса культивирования того или нного микроорганизма предполагает подбор оптилгального релкима перемешваня ждост в культуральном сосуде, Перемешивание осуществляют с помощью лгешалок. Для исключения проникновения посторонних микроорганизмов из окружающей среды во внутреннюю полость сосуда мешалки связывают с приводом посредством магнитных муфт, позволявших разделить ведущую и ведомую часть муфты перегородкой, герметизирующей сосуд.Для подбора оптимальных режимов культивирования необходимо обеспечить бесступенчатое регулирование и стабилизацию скорости вращения мешалки, С этой целью предлагаемый сосуд снабжен следящим регулятором сколькения муфты. Регулятор содержит измерительный канал с датчиком скорости мешалки и канал эталонных частот с генератором, выполненным с возможностью настройки на различные частоты, сэо.ветствующие требл емьм скоростям мзшалк:. Основными частями регулятора являотся электромагнитная муфта 1 скольжения, измерительный канал 2 с датчиком 3 скорости вращения мешалки, канал 4 эталонных частот с задающим генератором, реверсивный двигатель б, работающий на разностном сигнале измерительного и эталоннэго каналов, н регулятор б тока управления в катушке муфты, связанный с реверсивным электродвигателем 7. На валу электродвигателя установлен индуктор о, служащий ведущей частью муфты, Ведомая часть - корпус 9 якоря - за счет магнитной связи с индуктором увлекается последним при вращении электродвигателя.Вал 10 корпуса якоря вращается в подшипнике скольжения 11, установленном в кронштейне 12, который в свою очередь крепится на внутренней стороне верхней крышки культуральнэго сосуда 13. Внизу вала установлена мешалка 14. В зазоре между индукторол и якорем расположен стакан 15 нз немагннтной нержавеющей стали. Наличие этой перегородки исключает необходимость установки сальникового уплотнения в месте выхода вала, вращающего мешалку, нз культурального сосуда. Отсутствие сальника надежно защищает внутреннюю полость культ. рального сосуда от попадания пос ронннх микроорганизмов.Обмотка 1 б индуктора номешсна и кольцевой паз; выходные концы эбмотк соединены50 55 60 с токосъемными кольцами 17. Кольцевой якорь 18 выполнен из материала с,высокой магнитной проницаемостыо. Якорь помещен в герметичную полость корпуса 9, выполненного из,немагнитного антикоррозионного материала, например из нержавеющей стали.Датчик скорости вращения мешалки содержит диск 19, жестко установленный на валу 10, фотоэлектрическое устройство, состоящее из осветителя 20 и фотоэлемента 2. Диск имеет окно 22 в виде полукольца. Свет от осветителя, снабженного отражателем 23, проходит через светопровод 24, окно в диске, светопровод 25 и попадает далее на фотоэлемент. Светопроводы заключены в защитные трубки 26. Снаружи осветитель и фотоэлемент закрыты светонепроницаемым кожухом 27, имеющим перегородку 28 для предотвращения непосредственного попадания света от осветителя на фотоэлемент. При вращении вала вместе с диском световой поток, попадающий на фотоэлемент, модулпруется частотой вращения вала,Как видно из описанного, узел индикации скорости вращения вала с мешалкой не содержит в себе движущихся частей, выходящих из внутренней стерильной полости культурального сосуда в окружающую атмосферу, что гарантирует надежную стерильность процесса, Кроме того, детали, входящие в узел индикации, допускают стерилизацию острым паром и не подвержены влиянию повышенной влажности.Электрическая схема регулятора содержит датчик 3 скорости врагцения мешалки, эталонный и измерительный каналы - соответственно 4 и 2, контактный вибропреобразователь 29, усилительные схемы 30, реверсивный двигатель 5, регулятор 6 тока муфты и источник питания 31.Электрический сигнал переменного тока, выделяющийся на нагрузке 32 фотоэлемента, поступает на усилительно-ограничительную схему 33 и далее на ждущий генератор 34 пилообразного напряжения, Амплитуда сигнала, формируемого на выходе генератора, пропорциональна скорости вращения вала с мешалкой. Амплитудный детектор, состоящий из диода 35 и конденсатора 36, преобразует пилообразный сигнал в постоянное напряжение, равное по величине амплитуде переменной составляющей пилообразных импульсов, Высокоомное сопротивление 37 предназначено для создания цепи разряда конденсатора 36 при уменьшении числа оборотов вала.Эталонный канал, необходимый для создания опорного напряжения, пропорционального известной частоте, содержит генератор 38 эталонных частот с плавной регулировкой ча 5 10 15 20 25 30 35 40 45 стоть 1, усилительограничитель 39 и генера тор 40 пилообразного напряжения.Напряжение, формируемое генератором 38, преобразуется усилителем-ограничителем 39 в сигнал, прямоугольной формы, а затем так же как и в измерительном канале, - в пилообразное напряжение. Назначение остальных элементов схемы диода 41, конденсатора 42 и сопротивления 43 аналогично описанному ранее.Постоянные напряжения с выходов измерительного канала и канала эталонных частот подаются на контакты впбропреобразователя 29. Разностный сигнал прямоугольной формы поступает далее на усилитель 44 напряжения и усилитель 45 мощности. Нагрузкой последнего является управляющая обмотка реверсивного двигателя 5. Двигатель механически связан с регулятором 6 тока муфты (реостатом), установленным в цепи питания обмотки 16 индуктора.Стабилизация скорости мешалки осуществляется следующим образом,При изменении вязкости культуральной жидкости изменяется нагрузочный момент мешалки, Если вязкость возрастает, скорость вращения мешалки и, соответственно, частота сигнала на выходе датчика уменьшаются по сравнению с эталонной частотой. Вследствие этого возрастает амплитуда пилообразного напряжения на конденсаторе 36. Возникающий при этом разностный сигнал приводит во вращение реверсивный электродвигатель, который, воздействуя на реостат, увеличивает ток в обмотке индуктора, и скольжение муфты уменьшается, Это приводит к увеличению числа оборотов и, следовательно, к уменьшению разностного сигнала. Дальнейший процесс восстановления заданной скорости будет происходить до тех пор, пока разностный сигнал не станет равным нулю.Регулирование скорости вращения мешалки осуществляется путем изменения частоты задающего генератора вручную или посредством программного механизма,Предмет изобретенияСосуд лля культивирования микроорганизмов, снабженный мешалкой, связанной с приводом посредством магнитной муфты, отличаюиийся тем, что, с целью стабилизации скорости вращения мешалки, а также обеспечения возможности бесступенчатого регулирования этой скорости, он снабжен следящим регулятором сколькения муфты, содержащим измерительный канал с датчиком скорости мешалки и канал эталонных частот с генератором, выполненным с возможностью настройки иа различные частоты, соответствующие требуемым скоростям мешалки.ипография, пр. Сапунова, д. Заказ 1309/1 О Тираж 575 ФорматЦ 11 ИИПИ осударствеппого комитМосква, Ц м. 60(90/Объем 0,27 изд. л. Цспа 5 коп.а по делам изобретений и открытий СССРтр, пр. Серова, д. 4