Устройство для регулирования рн и парциального давления растворенного кислорода в культуральной жидкости в ферментере

(51)5 С 12 3 00 ОПИСА Е ИЗОБРЕТ НИ детельстВУ ТОР СНОМ 613/31 физиологии Специальное огического Межотраслемплекс "БиоНестеро ьтивиров1980,РОВАНИЯ р СТВОРЕННО ОЙ ЖИДКОС а е(57) Изобр емому куль я к управляроорганизение онтоси вированию ми авлен Изобрете ультивиров ожет найти ической пр аучно-исслие относитением микрооприменение низмов иикробиоло а также вработе. мышленности, овательской тся повышееличин рНстворенноой жидкоевировании ена принципи а; на фиг, 2 льсного наса На фиг. 1 привая схема устройсходной клапан иматора. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт биохимии имикроорганизмов АН СССРконструкторское бюро биоприборостроения АН СССРвой научно-технический кген"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУИ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯГО КИСЛОРОДА В КУЛЬТУРАЛТИ В ФЕРМЕНТЕРЕ Целью изобретения являе ие точности поддержания в парциального давления р о кислорода в культураль и в ферментере при культ икроорганизмов,.8015765 9 А 1 мов и направлено на повышение точности поддержания рН и парциального давления растворенного кислорода в куль-. туральной жидкости ферментера при культивировании микроорганизмов. С помощью импульеного насоса дозатора культуральная жидкость прокачиваетг ся через измерительную камеру, камеру обработки культуральной жидкости и возвращается обратно в ферментер, Измерительная камера подключена к ферментеру через микропористый фильтр, не пропускающий микроорганизмы, и в ней расположены датчики рН и парциального давления растворенного кислорода. В камере обработки культуральной жидкостИ последняя насыщается кислородом и в нее добавляется титрант рН так, чтобы поддерживать на заданном уровне в ферментере величины рН и парциального давления растворенного кислорода, 2 з.п. ф-лы, 2 ил, ф Устройство содержит датчики рН 1парциального давления растворенногокислорода 2, подсоединенные к соответствующим регуляторам (не показаны)дозатор 3 рН титранта, управляющийвход которого соединен с регуляторомрН. Датчики 1 и 2 расположены в измерительной камере 4, которая подключена к ферментеру 5 через микропористый фильтр б, не пропускающий микроорганизмы. К измерительной камере 4последовательно подсоединены импульсный насос-дозатор 7 и камера 8 дляобработки культуральной жидкости,выходной патрубок 9 которой соединентрубопроводом со штуцером.10 возврата жидкости в ферментер 5, 1576569Импульсный насос-. дозатор .содержитупругую мембрану 11, входной 12 ивыходной 13 клапаны.Вариант входного клапана 12, показанный на фиг, 1, имеет седло 14, укоторого поверхность герметизации выполнена выпуклой формы, а упругий лепесток 15 имеет плоскую форму. Такимобразом, в нейтральном положении между лепестком 15,.и выпуклым седлом 14имеется небольшой зазор,Возможен вариант исполнения вход. -ного клапана 12, йоказанный на фиг.2.В этом случае седло 16 имеет плоскуюформу, а упругий лепесток 17 некоторую кривизну во внешнюю сторону, Вовсех случаях выходной клапан 13 выполнен "нормальным", т.е. седло 18имеет слегка вогнутую поверхность герметизации, а упругий лепесток 19 при 20тянут его упругим "хвостиком" к вог- .нутому седлу 18, эа счет чего достигается упругая герметизация клапана13, На крышке насоса-доэатора 7 имеется входной штуцер 20, к которомуподводятся пневмоимпульсы, приводящие насос-дозатор 7.в действие.Камера 8 для обработки культуральной жидкости состоит иэ полости 21для культуральной жидкости и газовойполости 22, разделенных между собойгазопроницаемой мембраной 23. С обеих сторон мембрана 23 защищена от деформаций и повреждений при перепадахдавлений перфорированными по всей поверхности пластинами 24 и 25 (возможно сетками),Устройство также содержит источник 26 регулируемого давления кисло". Рода, управляющий вход которого связан с регулятором парциального давления растворенного кислорода, и пробоотборный штуцер 27, причем выходыдозатора 3 рН титранта и источника26 регулируемого давления кислорода 45подсоединены к камере 8 для обработки культуральной жидкости,Устройство работает следующим образом.Управляющие пневмоимпульсы, поступающие от внешнего пневмогенератора(не показан), поступают на импульсныйнасос-дозатор 7, который начинает прокачку культуральной жидкости по замкнутому контуру; ферментер 5, микропористый фильтр 6, измерительную камеру 4, насос-дозатор 7, полость 21,патрубок 9, штуцер 10, ферментер 5,При снятии импульса давления мембрана 1 за счет своей упругости принимает форму, показанную на фиг,. 1, при этом происходит засасывание дозы культуральной жидкости из ферментера 5 через микропористый фильтр 6 в измерительную камеру 4, Микроорганизмы, находящиеся в культуральной жидкости, задерживаются Фильтром 6 и в камеру 4 не попадают, При поступлении очередного давления в начале хода мембраны 11 клапан 12 эа счет своего зазора еще приоткрыт и часть жидкости обратным ходом из измерительной камеры 4 через фильтр 6 поступает в ферментер 5, очищая фильтр 6 от осевших на нем микроорганизмов. При дальнейшем ходе мембраны 11 лепесток 15 клапана 12 деформируется и закрывает седло 14, прекращая тем самым обратный поток жидкости. Сэтого момента жидкость иэ насоса-дозатора 7 поступает только через клапан 13 в полость 21, где подвергается рН титрованию эа счет подачи в нее доэ РН-титранта от дозатора 3 рН-титранта, а также насыщению кислородом через мембрану 23 эа счет создания необходимого давления кислорода в полости 22 источником 26 р гулируемого давления кислорода. При следующем такте насоса-доэатора 7 насыщенная кислородом и подтитрованная до необходимых уровней жидкость вытесняется иэ полости 21 через натрубок 9 и штуцер 10 в ферментер 5.Ф"Изменение уровня насыщения жидкости кислородом в полости 21 происходит, например, за счет изменения давления источником 26 регулируемого давления кислорода по сигналу регулятора парциального давления растворенного кислорода, на вход которого подключен датчик 2 парциального давления растворенного кислородаВозможен вариант, когда давление кислорода, создаваемое в полости 21 источником 26, оставляют на постоянном уровне, а регулятор парциального давления растворенного кислорода изменяет частоту работы пневмогенератора.В ходе работы устройства через пробоотборный штуцер 27 можно отобрать пробу культуральной жидкости для анализа ее по другим интересующим исследователя параметрам. Кроме того, штуцер 27 необходим при заполнении устройства жидкостью перед началом работы.-регуяялара Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность поддержания величин рН и парциального давления растворенного кислорода в культуральной жидкости при аэробном культивировании микроорганизмов в ферментере. Формула изобретения 1. Устройство для регулирования рН и парциального давления растворенного кислорода в культуральной жидкости в ферментере, содержащее датчики парциального давления кислорода и рН, подсоединенные к соответствующим регуляторам, и дозатор рН титранта, управляющий вход которого соединен с регулятором рН, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности поддержания парциального давления растворенного кислорода и рН на заданном уровне, оно содержит последовательно соединенные измерительную камеру, подключенную к ферментеру через микропористый фильтр, импульсный насос-дозатор .и содержащую газопроницаемую мембрану камеру для обработки культуральнойжидкости, вь 1 ходной патрубок которойподсоединен к ферментеру, а такжеисточник регулируемого давления кислорода, управляющий вход которогосвязан с регулятором парциальногодавления растворенного кислорода,причем датчики парциального давления1 О растворенного кислорода и рН расположены в измерительной камере, а выходы дозатора рН титранта и источникарегулируемого давления кислорода подсоединены к камере дляобработки культуральной жидкости,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а-ю щ е е с я тем, что, с целью защитыгазопроницаемой мембраны камеры для .обработки культуральной жидкости от2 О повреждения и прогиба, газопроницаемая мембрана снабжена перфорированными по всей поверхности пластинамиили сетками,3, Устройство по и. 1, о т л и ч а 25 ю щ е е с я тем, что входной клапанимпульсного насоса-дозатора выполненполуоткрытым так, что между упругимлепестком клапана и его седлом образован зазор.Редактор Н.РогуличЮ Заказ 1830Тираж 482 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101