Устройство для измерения теплопродукции микроорганизмов при объемном культивировании

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВЩИТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСфциалистическикРеспублик ов 989420(61) Дополнительное к авт. сеид-ву- (22) Заявлено 183231 (21) 3255365/18-25 с присоединением заявки Нов Р 1 МК з 6 01 М 25/20 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийДата опубликования описания 150183 д.д. Лебедев, В.т. Калинин, В.Г. Попов и О.д. Грддееио"Всесоюзный научно-исследовательский инстит т бирпогичеекогоприборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ ПРИ ОВЬЕМНОМ КУЛЬТИВИРОВАНИИ Изобретение относится к тЕплометрии и может быть использовано для лабораторных исследований роста микроорганизмов в Фермент,.оах малого рабо чего объема в медицинской, микробиологической, фармацевтической и других промьаапенностях.Известны устройства для измерения .теплбпродукции микроорганизмов в про цессе их роста, содержащие ростовый сосуд,(ферментер), датчики для измерения параметров питательной среды (датчики температуры, РН среды, рСО,РО и др.) и проточный микрокалориметр, соединенный с ферменте-. ром. Измерение теплопродукции микроорганизмов производится путем измерения параметров среды и измерения микрокалориметром тепловых выделений. Такие устройства могут быть использованы в основном для измерения тепло продукции анаэробных микроорганизмов и неВяэких микробиологических суспен. эий 1.В этих устройствах имеются большие транспортные пути между калориметром и ферментером, что ухудшает условия аэрации кислородом суспензии и ее стерильности, т.е. снижает точ- ность измерений. Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее рабочйй калориметрическнй сосуд и теплооб" менник, помещенные в термостатируемую камеру,. устройство содержит также контрольный калориметрический сосуд, датчики теплового потока, размещенные между сосудами и включенные по дифференциальной схеме, и электрическую схему обработки сигналов с датчиков. Устройство работает следующим образом. Оба сосуда заполняют питательной средой, термостатируют до достижения одинаковой температуры с теплообменником и производят посев культуры в рабочий сосуд (,2 .Недостатком известного устройства является наличие транспортных путей между Ферментером и детектором калориметра, что приводит к кислородному обеднению суспензии и снижению сигнала калориметра уменьшению тепло- продукции. В известном устройстве (с проточным калориметром) транспортные пути до Ферментера имеют значительную длину и растущая аэробная культура, переходит полностью в анаэробное состояние. Этому способствувт большое время пребывания культу989420 Формула изобретения Устройство для измерения тепло- продукции микроорганизмов при объемном культивировании, содержащее ра,бочий калориметрический сосуд и теп,лообменник, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с.целью повышения точности ры в транспортных путях (обычно скорость прокачки суспенэии очень неэначительна, определяется расход до 1 мл/мин). В таких условиях использование калориметра, как устройства контроля, дает неадекватные результаты о росте культуры в ферментере,Цель изобретения - повышение точности измерения теплопродукции микробиологических культур. Поставленная цель достигается тем,О что в устройство, содержащее рабочий калориметрический сосуд, тепло обменник, введены диФференциальный термометр для измерения температуры суспенэии в рабочем калориметриче сном сосуде, емкость, охватывающая рабочий калориметрический сосудкалориметр с контрольной и измерительной кюветами, термостат и блок управления температурой теплоносителя 2 О в термостатирующей емкости, при этом выход дифференциального термометра связан со входом блока управления, выход блока управления связан с первым входным каналом теплообменника, второй выходной канал теплообменника связан со входом контрольной кюветы калориметра, выход контрольной кюветы и вход измерительной кюветы свя.заны с термостатирующей емкостью, выход измерительной ( рабочей кюветы) ЗО связан со вторым входным каналом теплообменника через термостат.Расширение функциональных возможностей, в отличие от известных кон-струкций проточных микрокалориметров, З 5 достигается за счет того, что контролируемая суспензия не прокачивается через измерительную ячейку микрокалоиметра, что дает возможность изме-. рять теплопродукцию как анаэробных 40 так и аэробных культур при.различной степени вязкости суспензийКроме того, исключается необходимость стерилизации микрокалориметра и упроща-, ется стерилизация ростового калори метрического сосуда, что повышает точность измерения теплопродукции микробиологических культур. На чертеже показана схема устРойства,Устройство состоит из рабочегокалориметрического сосуда с мешалкойи патрубками для аэрации воздуха 1,охваченной термостатирующей емкос"тью 2. Входы и выход термостатирующей емкости соединен с выходом контрольной и входом измерительной кюветы калориметра 3. В ростовой калориметрический сосуд 1 помещен дифференциальный термометр 4, соединенный с бОблоком управления 5 температурой теплоносителя в теплообменнике б, кото" рый установлен на входе в контрольную кювету калориметра 3, Для организации общего термостатирования жидкости в б 5 емкости 2 устройство содержит термостат 7. Все устройство помещено в бокс 8 с автономной системой термостатирования 9.Устройство работает следующим образом.Термостатируют устройство с помощью системы термостатирования бокса 9 и термостатирования жидкости термостатом 7. Через герметическое уплотнение в верхнюю часть ростового калориметрического сосуда вводят посевную культуру, выдерживают до достижения температуры термостатирующей емкости. Устанавливают "ноль" на дифференциальном калориметре при включенной мешалке и аэрации воздуха. Вводят посевную культуру в ростовую калориметрическую емкость 2.Включают дифференциальный термометр 4 с блоком управления 5 и начинают измерение теплопродукции с помощью калориметра. При изменении (повышении) температуры суспензии в ростовом сосуде по сигналу дифференциального термометра 4 блоком управления 5 пропорционально изменяется температура теплоносителя, прохОдящего через теплообменник б, и соответственно температура термостатирующей жидкости на входе в контрольную кювету калориметра 3. Температуратеплоносителя, проходящая через контрольную кювету калориметра 3, пропорциональна изменению температуры суспенэии. Через рабочую кювету калориметра 3 проходит теплоноситель температура которого пропорциональна температуре термостатирующей емкости 2. Электрический сигнал с калориметра 3 пропорционален величине теплопродукции, выделяемой микроорганизмами в ростовом сосуде 1. В лабораторной практике проьыаленности еще нет освоенных устройств для точного определения теплопродукции. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет повы-. сить точность измерения теплопродукции. Получение более точного значения теплопродукции используется для опре.деления оптимальной площади поверхности теплосъемной аппаратуры дляпроектирования и разработки ферментеров, снижает нагрузку при работесистемы автоматического регулирования.989420 Составитель Г. КулаковРедактор Т. Веселова Техред А. Ач Корректор М. Ша с 114/61 Тир ВНИИПИ Государ по делам изПодписнокомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 аж 872 твенного бретений Ж, Р акаэ илиал ППП "Патентф, г. УжгороД, ул. Проектная измерения теплопродукции, в него введены дифференциальный термометр для измерения температуры суспензии в рабочем калориметрическом сосуде, термостатирующая емкость, охватывающая рабочий калориметрический сосуд, калориметр с контрольной и измерительной кюветами,.термостат и блок управления температурой теплоносителя в термостатирующей емкости, при этом выход дифференциального термометра связан со входом блока управ ления, выход блока управления связан с первым входным каналом тенлообменника, второй выходной канал тепло.обменника связан со входом контрольной кюветы калориметра, выход контрольной и вход измерительной кюветкалориметра связан с термостатирующей емкостью, выход измерительнойкюветы связан со вторым входным каналом теплообменника через термостат. Источники информации,принятые во внимание приэкспертизеФ1. Ноп 1 с Р. еса 1 А Г 1 ои Мсчогеасоп Са 1 опвесег. - А асса спее.5 сапд, 22, 1969, р. 1842.2. Авторское свидетельство СССРР 690329, кл 0 01 К 17/00, 1976 15 (прототип).