Ферментер з вібраційним перемішуючим пристроєм

Реферат: Ферментер для культивування клітинних культур містить ємнісний реактор циліндричної форми з валом, що виконує зворотно-поступальний рух, на якому закріплені насадки перемішуючого пристрою. Насадки перемішуючого пристрою виконані у вигляді дисків, з'єднаних перегородками у вигляді спіралі. UA 118703 U (12) UA 118703 U UA 118703 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до біотехнології, фармації та технологій вакцин і може бути використана для культивування біологічних агентів (БА), таких як культури клітин людини або тварин в періодичних та безперервних процесах при отриманні біомаси та біологічно активних речовин, що синтезуються в аеробному біосинтезі. Відомий апарат для вирощування мікроорганізмів, який містить корпус, перфоровані перегородки, закріплені на валу з можливістю зворотно-поступального руху в вертикальній площинні та аератор, що розташований під нижньою перегородкою [а.с. СРСР № 759586, МПК С12С 1/10, бюл. №32, 1980]. Недоліком відомого апарата для вирощування мікроорганізмів є те, що процес перемішування проходить за рахунок стиснення та розрідження газової фази між перегородками, а виникаючі при цьому коливання тиску значно менші, ніж в суцільній рідкій фазі, що не дозволяє досягнути максимальної інтенсивності масопередачі. Найбільш близьким за сукупністю ознак до корисної моделі, що заявляється, є апарат для вирощування мікроорганізмів, що містить корпус з ємністю, всередині якої встановлено рухомий шток з пакетами контактних елементів, які виконують зворотно-поступальний рух в вертикальній площині [а.с. СРСР №755835, МПК С12В 1/10, бюл. № 30, 1980]. Недоліками відомого апарату для вирощування мікроорганізмів є: складна співвісність напрямних та вала перемішуючого пристрою, апарат перенасичений рухомими та нерухомими елементами, що зменшують робочий об'єм. В апараті встановлений сильфон знизу корпусу, що не може гарантувати герметизації, що неприпустимо для біосинтезу в асептичних умовах. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення ефективного біосинтезу за рахунок оптимізації умов культивування та покращення масообмінних процесів у ферментері. Поставлена задача вирішується тим, що запропонований ферментер для культивування мікроорганізмів містить циліндричний герметичний корпус з технологічними патрубками та розташованими в середні корпусу барботером та перемішуючим пристроєм (Фіг. 1), що складається з вертикального вала з приводом, який встановлений на осі корпусу з можливістю зворотно-поступального та обертового руху, та набір перемішуючих елементів з великою питомою поверхнею, що виконані у вигляді дисків, з'єднаних перегородками у вигляді спіралі (Фіг. 2), які слугують для іммобілізації поверхнево-залежних клітин БА. Для зручності монтажу вала з набором перемішуючих елементів в ферментері використовується два типи аераційних пристроїв - стаціонарний барботер та надувні гнучкі барботери, що набувають робочої форми під тиском аераційного повітря. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких представлено схему ферментера з вібраційним перемішуючим пристроєм та переріз насадки перемішуючого пристрою. Ферментер з вібраційним перемішуючим пристроєм складається з корпусу 1, пустотілого вала перемішуючого пристрою 2 з отворами в зоні перемішуючих елементів, насадок перемішуючого пристрою 3, перегородок 4, барботера 5, надувних гнучких барботерів 6, теплообмінної сорочки 7, повітряного фільтра 8, штуцера подачі очищеного повітря 9, штуцера подачі поживного середовища 10, штуцерів для посівного матеріалу 11, штуцера для подачі гострої пари 12, штуцера відпрацьованого повітря 13, штуцер для подачі мийного засобу 14, сильфона 15, приводу перемішуючого пристрою 16. На Фіг. 1 представлено схему ферментера з вібраційним перемішуючим пристроєм, на Фіг. 2 представлено переріз насадки перемішуючого пристрою. Ферментер з вібраційним перемішуючим пристроєм працює наступним чином. В ферментер після миття та стерилізації через штуцери 10 та 11 подаються відповідно поживне середовище та посівний матеріал. Введення посівного матеріалу БА здійснюється безпосередньо в зону кожного набору перемішуючих елементів. Для аерації у ферментері використовується два типи барботерів - стаціонарний барботер 5 та надувні барботери 6. Аераційний пристрій 6 представляє собою гнучку полімерну конструкцію, що набуває робочої форми під тиском аераційного повітря і зберігає її упродовж аерації. Аераційне повітря подається в ферментер через фільтр 8 та штуцер 9. Відпрацьоване повітря виходить з ферментера через штуцер 13. Вал перемішуючого пристрою 2 з'єднаний з приводом 16, що здійснює зворотнопоступальний рух, разом з ним переміщуються насадки перемішуючого пристрою 3. На поверхні спіралі дисків іммобілізуються клітини БА, до яких направляється аераційне повітря від стаціонарного та надувних гнучких барботерів. Після закінчення культивування для видалення клітин з поверхні спіралі дисків вал приводиться у обертовий рух, що забезпечує ефективний змив іммобілізованих клітин завдяки інтенсивній відцентровій силі. Для інтенсифікації процесу видалення клітин БА через штуцер 14 подається розчин трипсину, який змінює адгезивні властивості іммобілізованих клітин. Внутрішня частина штуцера 14 виконує функцію нижньої опори при зворотно-поступальному та обертовому русі вала перемішуючого пристрою. 1 UA 118703 U Для герметизації ферментера на валу в верхній частині апарата встановлений сильфон 15. Температурна стабілізація досягається завдяки теплообмінній сорочці 7, в яку подається охолоджуюча вода. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 1. Ферментер для культивування клітинних культур, що містить ємнісний реактор циліндричної форми з валом, що виконує зворотно-поступальний рух, на якому закріплені насадки перемішуючого пристрою, який відрізняється тим, що насадки перемішуючого пристрою виконані у вигляді дисків, з'єднаних перегородками у вигляді спіралі. 2. Ферментер для культивування клітинних культур за п. 1, який відрізняється тим, що для аерації використовуються надувні барботери, що встановлюються під кожною з насадок перемішуючого пристрою. 2 UA 118703 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3