Апарат для культивування клітин

Реферат: UA 101446 U UA 101446 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до біотехнології і може бути використана в мікробіологічній, харчовій промисловостях, а також для потреб медицини і клінічних досліджень при культивуванні клітин або тканин. Відома установка для культивування мікроорганізмів, яка містить з'єднані між собою в нижній частині еластичним трубопроводом дві камери з повітряними фільтрами і реверсивний привод для зворотно-поступального переміщення камер в вертикальній площині (див., наприклад, А.С. СССР № 1131899, С12Μ 1/00, 1984). Недолік цієї установки полягає у великих габаритах, що обумовлено необхідністю переміщення камер у вертикальній площині. Відомий також апарат для культивування клітин (АК), який містить корпус з технологічними патрубками і розміщений по осі корпусу пустотілий вал імпульсного привода з втулкою, до якої приєднаний перемішуючий елемент у формі чотириланцюгового шарніра з лопатками на кінцях, з'єднаний з порожниною вала і рухомою втулкою шарніра фільтруючий елемент, а також аератор (див., наприклад, А.с. СССР № 1633814, С12Μ 3/00, 1995). Цей АК є найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю та ефектом, що досягається, і прийнятий за прототип. Недолік відомого АК полягає в низькій продуктивності. Зазначений недолік обумовлений тим, що при зменшенні числа обертів вала знижується інтенсивність перемішування і клітини не забезпечуються у достатній кількості киснем, що уповільнює їх розвиток, а, отже, знижує продуктивність, а при збільшенні числа обертів вала перемішуючий елемент руйнує їх оболонки, що також обмежує зростання продуктивності. Крім цього відомий АК має складну конструкцію, що становить іншу його ваду. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення АК, в якому шляхом модифікації форми і руху перемішуючого елемента забезпечується більш активне перемішування за цілковитої відсутності ризику пошкодження клітин, що призводить до росту продуктивності і, одночасно, до спрощення конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що в АК, який містить циліндричний корпус з технологічними патрубками і розміщений по осі корпусу пустотілий вал з втулкою, до якої приєднаний перемішуючий елемент у формі чотириланцюгового шарніра з лопатками на кінцях, з'єднаний з порожниною вала і рухомою втулкою шарніра фільтруючий елемент, а також аератор, згідно з корисною моделлю, новим є те, що вал містить дві рухомі втулки на регульованій відстані одна від одної, до яких приєднані перемішуючі елементи у вигляді однакової форми колових сегментів з дугою, більшою за півколо, і орієнтованою в бік корпуса, хорди становлять між собою прямий кут і паралельні взаємно перпендикулярним діаметрам корпуса, контактуючі поверхні вала і втулок виконані у вигляді двох гвинтових пар і убезпечені від обертання спільною вертикальною напрямною. Вказана відмінність дозволяє підвищити енергетичну активність всієї зони робочого об'єму корпуса і інтенсифікувати перемішування біомаси за цілковитої відсутності ризику пошкодження клітин, що призводить до росту продуктивності культивування, тобто збільшує вихід пробіотиків, до складу котрих входять живі клітини продуцентів. Одночасно з цим спрощується конструкція, оскільки перемішуючі елементи мають досить просту і надійну в роботі геометричну форму. На фігурах схематично зображений пропонований АК в поздовжньому перерізі (фіг. 1) і поперечному перерізі А-А (фіг. 2). АК містить циліндричний корпус 1 з патрубком 2 для вводу живильної рідини і посівного матеріалу, патрубок 3 з аератором 4, патрубок 5 для вилучення культуральної рідини і патрубок 6 для відведення відпрацьованого газу. Уздовж осі корпуса 1 розташований приєднаний до мотор-редуктора 7 з командним реверсуючим пристроєм 8 вал 9 з втулками 10 і 11, на яких установлені із зазорами "δ" і "δ1" відносно стінок корпусу 1 і на регульованій відстані Н1 між собою перемішуючі елементи 12 і 13 у вигляді однакової форми колових сегментів з дугою, більшою за півколо, і орієнтованої в бік стінки корпуса, хорди сегментів становлять між собою прямий кут і одночасно паралельні взаємно перпендикулярним діаметрам корпуса 1. Контактуючі поверхні вала 9 і втулок 10, 11 виконані у вигляді двох гвинтових пар і убезпечені від обертання спільною вертикальною напрямною 14. Працює АК наступним чином. В попередньо простерилізований АК, до корпуса 1 вводять через патрубок 2 живильну рідину і посівний матеріал (інокулят), після чого в аератор 4 подають газову суміш для аерації культурального середовища і включають командний пристрій 8, за сигналом якого приходить в дію мотор-редуктор 7 і вал 9, який в межах заданого командним пристроєм 8 ходу "Н" надає зворотно-поступального руху втулкам 10 та 11 і приєднаним до них, і убезпеченим напрямною 14 від обертання, перемішуючим елементам 12 і 13. 1 UA 101446 U 5 10 15 Просуваючись уздовж вала 9, наприклад донизу, перемішуючі елементи 12 і 13 спричиняють перетікання 15 біомаси в периферійній зоні крізь менший зазор "δ" угору. В той же час, здійснюючи тиск на придонний шар біомаси, перемішуючі елементи примушують її прямувати в горизонтальній площині до стінок корпуса 1. Рухаючись угору, перемішуючі елементи 12 і 13 створюють в придонному шарі зону зниженого тиску, куди стрімко линуть потоки 16 крізь зазори "δ" ΐ"δ1". В той же час, потоки 17 і 18 будуть линути в горизонтальній площині в зони зниженого тиску. Просторовий рух потоків 15, 16, 17 і 18 створить всі умови для підвищення турбулентності і енергетичної активності біомаси. Крім цього ця активність буде спричиняти збагаченню киснем шарів і інтенсифікації процесу аерації, що прискорить розвиток клітин. Відсутність обертального руху перемішуючих елементів 12 і 13 забезпечує мінімальний ризик пошкодження оболонки клітин, що має місце в прототипі, а надто проста форма призводить до суттєвого спрощення конструкції апарату. По закінченні процесу культивування, зупиняється мотор-редуктор 7, а готовий для подальшого використання продукт зливається крізь патрубок 5. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Апарат для культивування клітин, що містить циліндричний корпус з технологічними патрубками і розміщений по осі корпусу пустотілий вал імпульсного привода з втулкою, до якої приєднаний перемішуючий елемент у формі чотириланцюгового шарніра з лопатками на кінцях, з'єднаний з порожниною вала і рухомою втулкою шарніра фільтруючий елемент, а також аератор, який відрізняється тим, що вал містить дві рухомі втулки на регульованій відстані одна від одної, до яких приєднані перемішуючі елементи у вигляді однакової форми колових сегментів з дугою, більшою за півколо, і орієнтованою в бік корпусу, хорди становлять між собою прямий кут і паралельні взаємно перпендикулярним діаметрам корпусу, контактуючі поверхні вала і втулок виконані у вигляді двох гвинтових пар і убезпечені від обертання спільною вертикальною напрямною. 2 UA 101446 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3