Пристрій для безперервного визначення концентрації мікроорганізмів при рідинофазовому культивуванні

Устройство для непрерывного определения концентрации микроорганизмов при жидкофазном культивировании, содержащее подающий и приемный световоды, одни концы которых установлены в биореакторе соосно, а другие, соответственно, подсоединены к светодиоду и фотодиоду, к которому подключен усилитель и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что подающий световод выполнен в виде составной, соединенной через втулку, изогнутой и запаянной на конце стеклянной трубки, а приемный световод выполнен в виде составного, цилиндрического, стеклянного штапика. Изобретение относится к микробиологической, дрожжевой и бродильной промышленности, в частности, к устройствам для непрерывного определения концентрации бактерий, дрожжей, микроскопических грибов в жидких культуральных средах. Общие признаки с заявляемым изобретением: источник и приемник светового излучения, регистрирующее устройство. К недостаткам этого устройства относится: - невысокая точность измерений вследствие неравномерного распределения клеток в процессе рециркуляции; - низкий уровень асептики. Наиболее близким потехнической сущности является устройство для непрерывного определения концентрации микроорганизмов в культуральных средах ["Biotechnology and Bioengineering", 1981, 23, N? 28, p. 19031906], содержащее подающий, приемный световоды, запрессованные в металлические патрубки, одни концы которых установлены в биореакторе соосно, а другие, соответст (72) Сергеев Євгеній Миколайович, Єжов Валерій Микитович, Панахов Узіїр Магомет-огли, Скорікова Тетяна Костянтинівна, Пашвілі Малхаз Давідович, Черноокова Тамара Володимирівна, Бойко Валентина Андрійовна (73) Інститут винограду і вина "Магарач" Української академії аграрних наук Известно устройство для непрерывного определения концентрации микроорганизмов в жидких средах [Концентрациомер дрожжевых клеток КДК-1 Описание и инструкция по эксплуатации. Винницкий политехнический институт. Винница, 1974], содержащее систему рециркуляции жидкофазной среды, измерительную кювету, источник и приемник светового излучения, регистрирующее устройство. о 20499 венно, подсоединены к светодиоду и фотодиоду, к которому подключен усилитель и регистрирующее устройство. Общие признаки с заявляемым изобретением: подающий и приемный световоды, 5 одни концы которых установлены в биореакторе соосно, а другие, соответственно, подсоединены к световоду и фотодиоду, ккоторому подключен усилитель и регистрирующее устройство. 10 Недостатки прототипа: - невысокая точность измерений вследствие искажения результатов из-за сорбции клеток и компонентов культуральной среды в углублениях между металлом и стеклом 15 световодов; - невысокий уровень асептики из-за постепенного загрязнения измерительной части; - конструктивная сложность и недолго- 20 вечность световодов из-за их растрескивания в режимах неодинаковости температурных коэффициентов расширения металла и стекла. Задачей, на решение которой направле- 25 но заявляемое изобретение, является усовершенствование подающего и приемного световодов и системы их крепления. Поставленная задача решается тем, что в устройство для непрерывного определе- 30 ния концентрации микроорганизмов при жидкофазном культивировании, содержащем подающий и приемный световоды, одни концы которых установлены в биореакторе соосно, а другие, соответствен- 35 но, подсоединены к светодиоду и фотодиоду, к которому подключен усилитель и регистрирующее устройство, согласно изобретению подающий световод выполнен в виде составной, соединенной через втулку, 40 изогнутой и запаянной на конце стеклянной трубки, а приемный световод выполнен в виде составного, цилиндрического штампика. При этом достигается повышение точно- 45 сти измерений, высокий уровень асептики, упрощение конструкции световодов и увеличение их долговечности. На чертеже схематично представлено заявляемое устройство для непрерывного 50 определения концентрации микроорганизмов при жидкофазном культивировании, ко 4 торое содержит подающий световод 1, приемный световод 2, средняя часть которых разорвана и соединена через втулки 3. Концы световодов 1 и 2, установленные в биореакторе, пропущены через направляющие втулки 4, зафиксированы термостойкими резиновыми кольцами 5, прижимным болтом б и шайбой 7. Другой конец подающего световода 1 подсоединен к светодиоду 8. Между подающим и приемным световодами 1 и 2 установлен измерительный зазор 9. Другой конец приемного световода 2 подсоединен к фотодиоду 10, который соединен последовательно с усилителем 11, фильтром низких частот 12, регистрирующим устройством 13. Устройство для непрерывного определения концентрации микроорганизмов при жидкофазном культивировании работает следующим образом. Стабилизированный световой поток от источника инфракрасного излучения - светодиода 8, в качестве которого используют светодиод А-107, через подающий световод 1 поступает в измерительный зазор 9, где происходит частичное поглощение и рассеивание" света клетками микроорганизмов. Ослабленный световой поток подается на приемный световод 2, затем на фотоприемник фотодиод 10, в качестве которого используют фотодиод типа ФД-155К, далее на усилитель фототока 11, фильтр низких частот 12, регистрирующее устройство 13. Результаты измерений концентрации биомассы дрожжевых клеток представлены в таблице. Все измерения проводились не менее 4-х повторностей. Для моделирования эксперимента использовался биореактор (14), обьемом 25 дм.куб. Интенсивное аэрирование культуральной среды достигалось подачей стерильного воздуха через трубопровод, имеющий в средней части биореактора радиально расходящиеся трубки с отверстиями 0,5 мм. Как видно из полученных результатов, относительная погрешность измерений не превышала 4% во всем диапазоне концентраций. Калибровка измерителя концентрации производилась методом отбора проб, по сухому весу навески биомассы или методом подсчета клеток в камере Горяева. 20499 Концентрация, г/дм .куб. по заяв- по сухой ляемому массе устройству 5,1 5,0 10,3 10,0 14,6 15,0 20,5 20,0 25,3 25,0 29,5 30,0 36,1 35,0 39.3 40,0 44,3 45,0 51,8 50,0 56,3 55,0 60,2 60,0 65,0 65,0 72,1 70,0 77,5 75,0 п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Относительная погрешность, % Относительная погрешность, % № п/п -1.9 -2,9 +2,7 -2,4 -1,2 +1,7 -3,0 16 80,0 81,5 -1,8 17 85,0 88,0 -3,4 18 90,0 93,5 19 95,0 98,0 -3,1 20 100,0 103.5 -3,4 21 105,0 108,2 -2,9 Концентрация, г/дм .куб. по заяв- по сухой ляемому массе устройству ' -3,7 +1,8 +1,6 —3,5 -2,3 -0,3 0,0 -2,9 -3,2 '/////////////77777////////////////// 14 'лаШиШЯШш. _ Упорядник Замовлення 4387 _ 1 ""'"'_ "//r"MJ& Техред М.Келемеш із воздух Коректор М.Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101