Дезинтегратор микроорганизмов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 146 З 75 а А 12 М 1 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ И ОТНОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТ Н АВТОРСНОМУ СВИ9онструкторское бю приборостроения ринципов усти методики Пущино, СКБ рис. КРООРГАНИЗМОВсится к микрок дезинтегра Цель - увели Дезинтеграто дезинтегриро мов с вязкос(22) 12.12.86 (46) 07.03.89. Бюл (71) Специальное кро биологическогоАН СССР(72) Л.Я.Шестаковский (53) 576.809.3 (088,8 (56) Описание научныхройства новых приборо пользования ими. Обзо БП АН СССР, 1983, с. (54) ДЕЗИНТЕГРАТОР МИ (57) Изобретение отно биологической технике торам микроорганизмов чение произво тор состоит и лющими телами ства для прив лебательное д нусообразный виброколебани щенный в раба привод 3 с тол стержень 2 св мент 5 с толк снабжен приво связанным с н ительности. Деэинтеграрабочей камеры 1 с меи вибрационного устройдения мелющих тел в коижение, содержащего котержень 2 для передачи мелющим телам, размеей камере 1, и вибро" кателем 4, при этом зан через упругий элетелем 4. Стержень .2 ом 6 для его вращения, м через шестерню 7.позволяет эффективно ть клетки микроорганиэю выше 1000 сП. 1 э.п.Изобретение относится к микробиол гической технике, к устройствам для д зинтеграции микроорганизмов,Цель изобретения - повышение про" ивводительности.На фиг,1 изображен дезинтегратор микроорганизмов продольный разрез; на фиг.2 - вибропривод.Дезинтегратор микроорганизмов сос таит из рабочей камеры 1 с размещеннями в ней мелющими телами (шарики д аметром 0,1-1,0 мм, не показаны) и вибрационнога устройства для привед ния мелющих тел в колебательное 15 д ижение, содержащего конусообразный с ержень 2 для передачи виброколебан й мелющим телам, размещенный в раб чей камере 1, и вибропривод 3 с т лкателем 4, при этом стержень 2 20 связан через упругий элемент 5 с толкателем 4, Конусообразный стержень 2 снабжен приводом 6 для вращения стержня 2, связанным с ним через шестерн 1 о 7. Вибрапривод 3 выполнен в виде пяевмоцилиндра 8 с патрубками 9 и 10 дМя подвода и отвода сжатого воздуха сзответственно с размещенным в нем поршнем 11, связанным с толкателем 4.Дезинтегратор работает следующим 30 образом.Вначале проводят расчет усилия вибропривада 3, обеспечивающего дезинтеграцию микроорганизмов подсчиты- вая по Формуле35 Ф Г = (10 -10 )Ьв(8 +8 )( -- -)К 1,(1) й 1 - РЕ где Р - усилие, с которым вибропривад действует на стержень Н;д - предел прочности клеточнойоболочки микроорганизмов,Н/смЯ,и Я - площади соответственно рабачей поверхности вытеснителяи поверхности камеры, занимаемой мелющими телами, см;Ы - угол наклона рабочей поверхности вытеснителя (стержня 2) 50к своей аси;Е - модуль упругости материаламелющих тел, Н/см ;,1 - коэфФициент (Пуассона) пропорциональности. 55Практически эта усилие Г принимается в 2-3 раза больше, чтобы уменьШить время дезинтеграции мпкрооргаНизмав. Камера 1 заполнена мелющими телами, насыпной объем которых может быть в пределах от 0,9 до 1,1 от разности между объемом камеры и вытеснителя. в конце его рабочего ходаЧут (0 91) (Ч к Ч 9) (2)где Ч, - насыпной объем мелющих тел,см;,Чк - объем камеры, см,;Чв - объем вытеснителя в концеего рабочего хода, смТакое количество мелющих тел обеспечивает нормальную работу и предохраняет мелющие тела от разрушенияпри сжатии.Насыпной объем мелющих тел Ч ,заполняющих камеру в пределах 091,1 от разности между объемом камерыЧи объемом вытеснителя в конце егорабочего хода Чв (2), выбран в зависимости от вязкости суспензии и сучетом упругой деформации мелющих телпри их сжатии. Кроме того, учитывается уплотнение мелющих тел (упорядочность их взаимного расположения),те. заполнение ими всех свободныхмест, оставшихся при их засыпке в камеру. Так, при вязкости свыше 100 сПвся суспензия не вытесняется из зазора в зоне контакта мелющих тел. Вэтом случае целесообразно, чтобы Ч== 09(Ч, -Чв).При более низкой вязкости можнобрать Ч= (1,01,1)(Ч к Чв)что, позволяет с большим усилием воздействовать на мелющие тела, увеличивая их насыпной объем на 107 чтопозволяет уменьшить время дезинтеграции микроорганизмов,Далее заливают суспензию микроорганизмов объем которой должен бытьЧ, = (025-0:45)Чк (3)Ч представляет свободное простсранства между сферическими мелющими телами в конце рабочего хода вытеснителя. При Ч с с 0,25 Ч неэффективно расходуется энергия, так как количество суспензии мало; при Ч с 0,45 Ч не происходит дезинтеграция микроорганизмов, так как суспензия, запал - нявшая весь свободный объем между мелющими телами и камерой, вследствие , своей несживаемости не позволяетстержню воздействовать на мелющие тела - сталкивать их друг с другам.С помощью ручной настройки уатанавливают нижнее положение стержня 2 и частоту его колебаний.Включают вибропривод 3, который сообщает стержню 2 колебательные возвратно-поступательные движения; В конце рабочего хода стержень 2 действует на мелющие тела и сжимает их с усилием Г,(1), при котором попав шие между мелющими телами клетки микроорганизмов дезиитегрируются. При холостом ходе стержня 2 мелющие тела расходятся (перемешиваются) и между ними попадают новые количества сус пензии микроорганизмов.При необходимости еще более интенсифицировать процесс дезинтеграции включают привод б и шестерню 7, которые работают практически во время холостого хода стержня 2. За счет вращения .стержня 2 создается дополнительное перемешивание мелющих тел, способствующее возникновению сдвиговых напряжений между мелющими телами, 25 а следовательно, ускорению разрушения микроорганизмов, т.е. повышению производительности дезинтеграции.Благодаря тому, что камера дезинтегратора неподвижна, мелющие тела ЗО практически неподвижны, стержень 2 и подвижные детали привода по своей массе значительно меньше, чем детали известных вибрационных дезинтеграторов, снижается необходимость повышенных энергозатрат на их движение, т,е. снижается мощность привода.Кроме того, малая масса стержня и подвижных деталей привода позволяют увеличить частоту их колебаний и 4 О уменьшить амплитуду колебаний в 1,5-5 раз по сравнению с обычными вибрационными дезинтеграторами, так как массы камеры и мелющих тел не оказывают влияния на инерционные силы, которые в данном случае не являются причиной дезинтеграции микроорганизмов. Следовательно, дезинтегратор позволяет повысить производительность дезинтеграции в несколько раз за счет увеличения частоты взаимодействия ме" лющих тел. Не оказывает влияния на дезинтеграцию и плотность мелющих тел.Угол наклонарабочей поверхности вытеснителя к направлению вибрационного движения уменьшает в 2-20 раэ необходимое усилие действия на него вибропривода, что также снижает энергозатраты; в то же время вытеснитель, действуя как клин, обеспечивает напряжения сжатия между мелющими телами, превосходящие предел прочности клеточных стенок микроорганизмов.Одним из основных преимуществ предлагаемого дезинтегратора является возможность дезинтеграции суспенэий клеток микроорганизмов с вязкостью выше 1000 сП (по сравнению с известным способом и устройствами, допускающими вязкость суспензии не более 1 О сП).Формула изобретения1. Дезинтегратор микроорганизмов, состоящий из рабочей камеры с размещенными в ней мелющими телами и вибрационного устройства для приведения мелющих тел в колебательное движение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности, вибрационное устройство содержит конусообразный стержень для передачи виброколебаний мелющим телам, размещенный в рабочей камере, и вибропривод с толкателем, при этом стержень связан через упругий элемент с толкателем.2 Дезинтегратор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что конусообразный стержень снабжен приводом для его вращения.актор Г. ектор И.Максимишинец ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагаринч,10 зводствен Закаэ 790/31 Тираж 500 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Иосква, Ж, Раушская иаб., д. 4/5