Дифференциальный калориметр

О П И С А Н И Е (и) 552525ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30.03,77 Государственный комитет овета Министров СССР по делам изобретений и открытий) УДК 536,628(088.8) оллетепь ата опубликования описания 11,04.) Автор изобретени Г. Н. Гусенков, Б. И ов и А. Н. Шкидченк анизмов АН СССР Институт биохимии и физиологии ми 1) Заявит ЛЬНЫЙ КАЛОРИМЕТ 54) ДИФФЕР в естественных услов ферментере.лансированность повам является важнейяющим точность прибоимость тщательного пталона, разного для виях непосредс цессов венноСба теплофизнческнм шнм фактором, опра н вызывает неодбора специаль- различных суспеноис обх ног зий 15 алорнм 2 - раз 1Изобретение относится к области калориметрических исследований в ходе ферментационных процессов выращивания микроорганизмов и может быть применено в микробиологии, микробиологической технологии, пищевой и фармацевтической промышленности,Для исследования термогенеза обычно применяют дифференциальные калориметры типа Кальве 1, состоящий из двух одинаковых камер (рабочей и эталонной), при этом в рабочую камеру помещают исследуемую суспензию, а в эталонную - эталонное вещество. Обе камеры термостатируются путем выдерживания в массивном блоке. Для регистрации теплового эффекта используют термобатареи, помещенные между камерами и блоком калориметра. Измерения делаются после выравнивания температур камер и блока. Однако несмотря на высокую чувствительность этих приборов они требуют строгой сбалансированности суспензии и эталонной жидкости как по температуре, так и по теплофизическим свойствам.Сбалансированность по температуре требует длительной термостабилизацин обеих камер в строго идентичных условиях, что невозможно без значительных изменений в параметрах процесса и, следовательно, не позволяет проводить последования ни аэробных культур, ни тем более ферментационных проС целью повышения точности измерения тепловыделения в условиях, близких к естественным (опытным, промышленным), без применения специальных эталонов в предложенном устройстве эталонная и измерительная камеры выполнены в виде разъемных теплоизоляционных крышек с симметричными углублениями, расположеннымн встречно и разделенными термобатареей, установленной в теплонзоляцнонной прокладке.Измерительная и эталонная камеры выполнены разлнчнымп по глубине.На фнг. 1 показано сечениеетра в плоскости симметрии; на фиг. рез по А - А на фиг. 1,В круглых крышках 1 и 2 нз теплоизоляционного материала (например, тефлон) сделаны плоские углубления, образующие прн смыкании с теплоизолирующей прокладкой 3 с закрепленной в ней термобатареей 4 измерительную 5 и эталонную 6 камеры. Площади поверхностей соприкосновения камер 5, 6 стермобатареей идентичны и равны площадям поверхностей термобатареи. Глубины камер различаются в отношении 2; 1 (1,5: 1) и выбираются для уменьшения постоянной времени калориметра по возможности малыми, например, глубина измерительной камеры может быть порядка 3 мм, а эталонная - порядка 1 мм. В каждой из камер находится калибровочный нагреватель 7. Выступы 8 и пазы 9 служат для устранения контакта камер 5 и 6 с внешней средой в захлопнутом состоянии калориметра. Для лучшей теплоизоляции в пазы 9 вставляются эластичные прокладки (например, из мягкой резины или поролона).Пластины 10 из нержавеющей стали являются крепежными и соединяются с крышками 1 и 2 при помощи винтов 11. Крышка 2 вместе с пластиной 10 жестко скреплена со штоком 12, строго параллельным ее оси симметрии. Последний свободно проходит через прокладку 3, крышку 1 с пластиной 10 и трубку 13, имея в средней части стопор 14, не позволяющий штоку выпадать из трубки 13. Трубка 13 жестко крепится с одной стороны к крышке 1 с пластиной 10, а с другой - к крышке ферментера. Верхняя часть штока 12 выведена через трубку 13 наружу ферментера и сочленяется с тянущим устройством (например, электромагнитом) .При поднятии штока 12 крышка 2 и прокладка 3 с датчиком теплового потока свободно перемещаются до полного смыкания по общим направляющим 15 (фиг. 2), выполненным в виде цилиндрических стальных столбиков переменного диаметра, крепящихся к пластине 10 на крышке 1.Перед посевом культуры калориметр выдерживают в ферментере несколько часов (2 - 3) в раскрытом состоянии, погруженным в питательную среду.Ферментер должен быть выведен на рабочий режим по всем параметрам, необходимым для ведения процесса культивирования. За это время происходит выравнивание температуры частей калориметра и температуры ферментера. После этого производится внесение инокулята, Спустя несколько минут тянущим усилием на шток 12 (фиг. 1) осуществляется захлопывание крышек калориметра. По части направляющих 15 (фиг. 2) большего диаметра крышка 2 приходит в контакт с прокладкой, образуя эталонную камеру с заключенной в ней жидкостью. Затем крышка 2 вместе с прокладкой и термобатареей движутся по части направляющих 15 (фиг. 2) меньшего диаметра до полного смыкания с крышкой 1, При этом формируется измерительная камера с аналогичной жидкостью внутри. Таким образом, обе камеры заполнены одним и тем же 5 по своим свойствам веществом, что исключает необходимость в подборе специального эталона.Через несколько минут шток 12 отпускаетсяи осуществляется раскрытие калориметра в 10 обратном порядке. Рабочие поверхности термобатареи смешиваются жидкостью, однородной по теплофизическим параметрам, прп этом сигнал термобатареи фиксирует базисную линию.15 Далее захлопывания производятся периодически с интервалом 10 - 30 мин. Поскольку камеры отличаются по объему, а следовательно и по количеству генерируемого в них суспензией тепла, датчик регистрирует разност ную тепловую мощность, соответствующуюэтому моменту времени, Если, например, соотношение между объемными камерами равно 2: 1, то регистрируемый датчиком тепловой поток будет равен 2 О - у=пу, где и( 25 ( 1 д - тепловая мощность, развиваемая вкамере меньшего объема (эталонной). Момент раскрытия определяется временем достижения максимума (плато) в показаниях датчика теплового потока в данном такте.30 Результирующая кривая термогенеза в процессе роста строится по амплитудам сигнала калориметра (датчика) при каждом захлопывании.Формул а изобретения1. Дифференциальный калориметр, содержащий измерительную и эталонную камеры, тер 40 мобатарею, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения, эталонная и измерительная камеры выполнены ввиде разъемных теплоизоляционных крышекс симметричными углублениями, расположен 45 ными встречно и разделенными термобатареей, установленной в теплоизоляционной прокладке,2. Дифференциальный калориметр по п. 1,отличающийся тем, что эталонная и из 50 мерительная камеры выполнены различнымипо глубине,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Кальва Э., Прат А, Микроколориметрия.55 М. Иностранная литература, 1963, с, 54 (прототип),552525 Тираж 829Совета Министрои открытийская наб., д. 4/5 Изд. М 308 Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш9ЦНИ ПодписноеССР каз Типограф апунова,Составитель Н. Горшковадактор С, Заика Техред А. Камышникова Корректор И. Позняковска