Проточный микрокалориметр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 091 О) 4(5 С 01 К 17/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ л.Ъ йОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 496476 кл. С 0 1 К 19/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 466406, кл. С 01 К 17/08, 1972(54)(57) 1. ПРОТОЧНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР,содержащий измерительную и эталонную кюветы с входными и выходнымипатрубками, а также датчик тепловогопотока, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности ичувствительности и уменьшения габаритов и веса микрокалориметра, внего введен двухканальный теплообменник, соединенный расположеннымисимметрично его продольной оси идентичными трубопроводами с измерительной и эталонной кюветами, находящимися в непосредственном контакте с размещенным между ними датчиком теплового потока, при этом теплообменник и кюветы установлены в корпусе, выполненном из нетеплопроводного материала.2. Микрокалориметр по п, 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что теплообменник выполнен в виде пластины из высокотеплопроводного материала с параллельными друг другу фигурными каналами и снабжен крышками из нетеплопроводного материала и входными патрубками для ввода соответ-. ственно эталонной жидкости и суспензии. е3. Микрокалориметр по и. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что измерительная и эталонная кюветы выполнены каждая в виде пластины из высокотеплопроводного материала с Фигурным ка- р налом, снабженной крышкой из нетепло- проводного материала.Ф 1137Изобретение относится к устройствам дпя теплофизических измерений иможет быть использовано для изученияи непрерывного контроля биохимических и биологических процессов в различные периоды роста микроорганизмов, клетки крови, планктона и т.п.Известен проточный дифференциальный калориметр, содержащий массивныйблок из высокотеплопроводного мате Ориала,1 в котором расположены заключенные в отдельные корпуса рабочая и эталонная камеры с размещенными внутри йоршнями. Эталонная камера снабжена эластичным наконечникбм,заполняемым эталонной жидкостью. Массивный блок помещается непосредственно в ферментер 1 .Недостаток указанного калориметразаключается в том, что в калориметрических камерах выделяется паразитное тепло, в результате трения поршней о стенки, которое может превосходить тепло, выделяемое микроорганизмаии за один период измерения.Наиболее близок к предлагаемомупроточный микрокалориметр, содержащий измерительную и эталонную кюветы с входными и выходными патрубками и датчик теплового потока. Микрокалориметр погружается непосредст-.венно в термостатирующую среду Фермеитера. Обе кюветы, размещены в массивном блоке из высокотеплопроводного материала 21,35Однако в непосредственной близости от него возникают зоны с недостаточным перемешиванием термостатирующей среды,рабочая и эталонная камеры оказываются в неодинаковых тем" 40 пературных условиях, что приводит к болыним ошибкам в измерениях, Кроме того, микрокалориметр с массивным блоком не допускает работы с небольшими лабораторными ферментерами.Цель изобретеийя - повышение точности и чувствительности и уменьше. ние габаритов и веса микрокалориметра.Указанная цель достигается тем, ф что в микрокалориметр введен двух, канальный теплообменник, соединенный распопоженными симметрично его про- . дольной оси идентичными трубопроводами с измерительной и эталонной кюветами, находящимися в непосредственном контакте с размещенным между ними датчиком теплового потока,343 2при этом теплообменник и кюветы установлены в корпусе, выполненном из нетеплопроводного материала.Теплообменник выполнен в виде плас.тины из высокотеплопроводного материала с параллельными друг другу фигурными каналами и снабжен крышками из нетеплопроводного материала и входными патрубками для ввода соответственно эталонной жидкости и суспензии, а измерительная и эталонная кюветы выполнены каждая в виде пластины из высокотенлопроводного материала с фигурным каналом, снабженной крышкой из нетеплопроводного материала.Такое выполнение позволяет повысить точность и чувствительность микрокалориметра за счет одинакового термостатирования эталонной жидкости и суспензии с помощью теплообмей ника, а также размещения датчика теплового потока между кюветами в непосредственном с ними контакте. Корпус, в котором. размещены теплообменник и кюветы, позволяет уменьшить влияние паразитных тепловых потоков, вызванных внешними темпе.ратурными возмущениями.Выполнением теплообменника и кювет в виде пластин с Фигурными каналами достигается уменьшение габаритов и веса микрокалориметра.На чертеже изображен проточный микрокалориметр. Микрокалориметр содержит две калориметрические кюветы - измерительную и эталонную, Каждая кювета выполнена в виде пластины 1 из высокотеплопроводного материала, в которой с целью увеличения теплообмена выфрезерован канал Фигурной Формы. Кювета снабжена крышкой 2 иэ нетеплопроводного материала, уменьшающей общую теплоемкость кюветы. Между пластиной и крышкой установлена уплотнительная прокладка 3. Крышка к пластине прикреплена посредством фланца 4.Обе калориметрические кюветы находятся в непосредственном контакте с расположенным между ними датчиком 5 теплового потока. Теплообменник выполнен в виде пластины 6 из высокотеплопроводного материала, с каждой стороны которой выфрезерованы идущие параллельно друг другу фигурные каналы для создания хорошего тепло3 11373 обмена между исследуемой суспензией и эталонной жидкостью. Теплообменник снабжен крышками 7 из нетеплопроводного материала. Между пластинами и каждой крышкой установлены уплотнитель"5 ные прокладки 8. Крышки 7 прикреплены к теплообменнику посредством фланцев 9, Измерительная и эталонная кюветы помещены. в корпус 10, выполненный из нетеплопроводного матерна" 1 р .ла. Канал 11 теплообменника для протока эталонной жидкости и канал 12 теплообменника дпя протока суспензия соединены симметрично расположенными идентцчными трубопроводами 13 соответственно с каналом 14 эталонной кюветы и каналом 15 измерительной кюветы.Устройство работает следующим образом. 20Вся конструкция микрокалориметра помещается в ферментер. С помощью насоса на входы теплообменника подается эталонная жидкость из резервуара, помещенного в Ферментер, и ис следуемая суспензия непосредственно из ферментера, Проходя по фигурным каналам пластины 6 теплообменника, эталонная жидкость.и исследуемая суспензия выравнивают свои температуры за счет взаимного теплообмена, так что на входы измерительной и эталонной капориметрических кювет они приходят с одинаковыми температурами. Поскольку длина фигурного канапа достаточно мала по сравнению с об 43 4; щим транспортным путем, по которому проходит суспензия, то последняя в измерительной кювете остается активной, не успевая обескислораживаться. В измерительной кювете, вследствие выделения тепла микроорганизмами происходит повышение температуры ис. следуемой суспензии. Выделяемое тепло передается через датчик теплового потока 5 к эталонной кювете, из которой это тепло выводится эталонной жидкостью. Тепло, выделяемое микроорганизмами и проходящее через датчик теплового потока 5, фиксируется последним в виде термо-ЭДС возникающей на его выводах. Конструкцчя микрокалориметра разборная и позволяет проводить предварительную обработку кювет и подготовку микро- калориметра к работе.Предлагаемая конструкция проточного микрокалориметра обладает чувствительностью не хуже 1 мкап/чемп. Вес предлагаемого устройства не пре- вышает 3 кг.Испапьзование проточного микрокалбриметра позволит повысить точность и надежность контроля. биохимических и биологических процессов, проводить широкие лабораторные исследования с различного рода микроорганизмами. Проточный микрокалориметр, включенный в систему контроля и автоматического регулирования за процессами промыпленной ферментации,позволит их оптимизировать.113 7343 РиР ьяалцниой Составитель Г.Мухина актор Л,Пчелинская Техред Л.Мартяшова Корректор О,ТигПодписное город,ул,тная,П"Патент",каз 10512/30 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Тиран 89 венного к ретений и Ж,. Раув митета С открытий ская наб