Установка для культивирования микроорганизмов

(5) С 12 И 1/ РЕТЕНИЯ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ руа троиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ(72) А.10. Попов и Н.Б. Ферапонтов (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии .(53) 663.14.032 (088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СС Р 240645, кл. С 12 М 3/12, 1966.2. Патент США У 3929582, кл. 195-107, 1975 (прототип).(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ИИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая ферментатор, снабженный аэратором патрубками для подвода и отвода воздуха, и систему рециркуляции воздуха, включающую насос и ус ство для очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребляемых компонентов, связанныетрубопроводами с ферментатором,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью упрощения установки и повышения надежности ее работы, устройство для очистки воздуха от продук"тов метаболизма и подпитки потребляемых компонентов содержит герметичную камеру и размещенную внутри.нее полую вставку, стенки которойвыполнены из пористой пленки, приэтом полая вставка подключена к тбопроводам системы рециркуляции,герметичная камера подсоединена кпобудителю расхода воздуха и сообщена с атмосферой.Изобретение относится к микробиологической промьпапенности, вчастности к культивированию аэробных микроорганизмов в ферментаторах, например, при производствесредств защиты растений.Известна установка для культивирования азробных микроорганизмов,в которой необходимый для их дыхания воздух забирается иэ окружающей атмосферы, причем воздух барботирует через культуральную жидкость в виде мелких пузырьков.Для получения чистой культурывоздух в ферментатор подается сте- Ирильным. Стерилизация воздуха осуществляется с помощью фильтров грубой и тонкой очистки 11Однако в известной установке прифильтрации через фильтры тонкой , 30очистки больших объемов аэрируемоговоздуха возможно проникновение вферментатор отдельных микроорганизмов, способных вызвать загрязнение основной культуры либо привести 25к ее гибели.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является установкадля культивирования микроорганизмов,содержащая ферментатор, снабженныйаэратором и цатрубками для подводаи отвода воздуха, и систему рециркуляции воздуха, включающую насоси устройство для очистки воздуха отпродуктов метаболизма и подпиткипотребляемьпс компонентов, связанные трубопроводами с ферментатором.Устройство для очистки воздуха отпродуктов метаболизма выполнено ввиде специального контура, содержащего колонну, заполненную адсорбентом, поглощающим продукты метаболизма Для подпитки потребленного .кислорода имеется контур, снабженный датчиками концентрации кислорода,свяэанньки с исполнительным механизмом, регулирующим подачу кислорода из баллонов 2Яедостатком установки является Юее высокая сложность, вызваннаяналичием специального контура пог"лощения углекислого газа и других .газообразных продуктов метаболизма,а также контура аетоиюиеой подпитки Мкислорода с соответстеующиии измеритепъньви и исполнительными устройствами, причем автономный источник кислорода и поглотитель газообразных продуктов метаболизма требуютпериодической замены, что порождает удобства при эксплуатации устрой-ства,Цель изобретения - упрощение установки и повышение надежности ееработы.Поставленная цель достигаетсятем, что в установке для культивирования микроорганизмов, содержащейферментатор, снабженный аэратороми патрубками для подвода и отводавоздуха, и систему рецнркуляцинвоздуха, включающую насос и устройство для очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребляемых компонентов, связанные трубопроводами с ферментатором, устройство для .очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребляемых компонентов содержит герметичную камеру и размещенную внутри нееполую вставку, стенки которой выполнены из пористой пленки, приэтом полая вставка подключена ктрубопроводам системы рециркуляции,а герметичная камера подсоединенак побудителю расхода воздуха и сЬобщена с атмосферой.На чертеже показана установка,разрез.Установка для культивирования микроорганизмов содержит ферментатор 1, снабженный аэратором 2, патрубком 3 для подвода воздуха и патрубком 4 для отвода воздуха, Система рециркуляции воздуха включает насос 5 и устройство для очистки воздуха и продуктов метаболизма и подпитки потребляемых компонентов, которое содержит герметичную камеру 6 и размещеннуювнутри нее полую вставку 7, стенки которой выполнены из пористойпленки, Полая вставка 7 подключена к трубопроводам 8 и 9 системы рециркуляции, а герметичная камера 6подсоединена к побудителю 10расхода воздуха.и посредством трубопровода 11. сообщена с атмосферой. Кроме того,. ферментатор 1 содержит патрубок 12 для загрузки питательной среды, патрубок 13 для выгрузкн питательной среды, датчик 14 уровня пены,патрубок 15 для подачипеиогасителя и перемешивающее устройство 16.3 . 1Трубопровод 11, связывающий камеру 6 с атмосферой, снабжен отсечным клапаном 17. Система рециркуляции имеет датчик 18 концентрации кислорода, установленный на трубопроводе 9. В камере 6 и в полой вставке 7 установлены датчики 19 статического давления, соединенные с регулятором 20 перепада давления. Регулятор 20 перепада давления соединен с исполнительным механизмом 21, установленным на тру- бопроводе 22, сообщающим камеру 6 с побудителем 10 расхода воздуха. На трубопроводе 22 установлен также подогреватель 23 воздуха и клапан 24.Стенки полой вставки 7 изготовлены иэ тонкой лавсановой пленки толщиной 10 мкм. Лля обеспечения асептических условий в фермента- торе размер пор пленки не должен превышать 0,1-0,4 мкм.Устройство работает следующим образом.В предварительно нростерилизованный ферментатор 1 через патрубок 12 для загрузки среды вводится стерильная питательная среда. Одновременно через патрубок 15 для подачи пеногасителя вводится посевной материал. Затем питательную среду с находящимся в ней посевным материалом начинают перемешивать с помощью перемешивающего устройства 16. Для обеспечения оптимальных условий роста микроорганизмов среду аэрируют, подавая воздух через патрубок 3 и аэратор 2. Необходимый для нормального на всех стадиях роста микроорганизмов расход воздуха обеспечивается насосом 5, который связан с датчиком 18 концентрации кислорода. Отходящий из ферментатора 1 воздух по трубопроводу 8 поступает в полую вставку 7, в которой происходит диффузионный обмен через стенку из пористой пленки газообразными продуктами метаболизма и кислородом йз воздуха, подаваемьм в герметичную камеру 6. при этом продукты метаболизма выводятся иэ системы рециркуляции, а необходимое количество кислорода вводится в нее. Воздух с восстановленным газовым составом, 161544 4минуя датчик 18 концентрации кислорода, вновь подается по трубоп 1 оводу 9 насосом 5 и потом черезаэратор 2 в ферментатор 1, ферментатор 1 снабжен также датчиком 14уровня пены, который при повышенииуровня пены выше допустимого лаетсигнал на ввод пеногасителя черезпатрубок 15 подачи пеногасителя. 10152035 40 45 50 55 Так как для обеспечения нормальныхусловий диффузионного обмена необ-. ходимо равенство статических давлений воздуха по обе стороны пленки, полая вставка 7 и камера 6 снабжены датчиками 19 статического .давления,которые посредством регулятора 20 перепада давления и исполнительного механизма 21 увеличивают или уменьшают расход подаваемого воздуха, выравнивая тем самым статическоедавление в полой вставке 7 и в камере 6, Необходимый расход воздуха в трубопроводе 22 обеспечивается побудителем 10 расхода воздуха, Для исключения конденсации на поверхности пленки влаги, содержащейся в азрирующем воздухе, на трубопроводе 22 установлен подогреватель 23 воздуха. Воздух, пройдя камеру 6, выводится по трубопроводу 11 наружу,в атмосферу. Для обеспечения одновременной стерилизации острьм паром Ьерментатора 1, патрубков 3 и трубопровода В,полой вставки 7 на трубопроводах 22 и 1 1 установлены клапаны 17 и 24, которые позволяют создавать необходимое для стерилизации давление пара в полой встав" ке 7 и камере 6,Таким образом, выполнение в известной установке для культивирования микроорганизмов устройства для очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребляемых компонентов в виде герметичной камеры и размещенной внутри нее полой вставки, стенки которой выполнены иэ пористой пленки, и подключение ее к трубопроводам системы рециркуляции, а герметичной камеры - к побудителю расхода воздуха позволяет значительно упростить конструкцию установки и одновремен" но повысить надежность защиты культуральной жидкости от посторонней микрофпоры.1361544 ре,оу оставитель В, Дербеневехред ЛЛикеш Корректор А. Зимокосов Редактор Н. Кищтуляие Заказ 3938/3 Патент,. г, Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 525 Подписное ВИИИОИ Государственного комитета СССР ло делам иаобретений и открытий 333035, Москва, Ж, Раушскал наб., д. 4/5