Установка для вирощування мікроорганізмів

1 Установка для вирощування мікроорганізмів, що містить ємкість із кришкою, аератор, тех нологічні патрубки з затискачами для внесення посівного матеріалу, коригувальних добавок до живильного середовища, відбору контрольних проб, відводу повітря і вивантаження готового продукту, яка відрізняється тим, що аератор і технологічні патрубки нероз'ємно закріплені на кришці /культиваційній головці/, виконаній знімною і оснащеною захоплювачами, аератор являє собою вертикальну трубку, нижній кінець якої виконаний у вигляді горизонтальної спіралі з перфорацією по нижній поверхні витків і бічній поверхні зовнішнього витка і розміщений, як і нижній кінець патрубка вивантаження готового продукту, біля дна ємкості, а патрубок внесення посівного матеріалу, коригувальних добавок до живильного середовища і відбору контрольних проб одночасно є патрубком відводу повітря 2 Установка по п 1, яка відрізняється тим, що ємкість виконано змінною і обладнаною додатковою кришкою з захоплювачами О Винахід відноситься до сільськогосподарської мікробіологи, як-от до установок по виробництву мікробних препаратів, які використовуються у сільськогосподарському виробництві для захисту рослин від ШКІДНИКІВ і хвороб, стимуляції їхнього росту, рекультивації ґрунтів, як біологічні добрива, для боротьби з личинками кровосисних комах Для вирощування мікроорганізмів застосовують пристрої та установки як лабораторного, так і промислового типу - ферментери До основних недоліків лабораторних ферментерів відноситься складність і висока вартість їх виготовлення та експлуатації, і ВІДПОВІДНО висока вартість вироблених біопрепаратів, та недоцільність виробництва товарних партій біопрепаратів Промислові ферментери вимагають наявності додаткового допоміжного енергоємного устаткування, наприклад парогенераторів для стерилізації ферментерів і живильних середовищ, складних комунікаційних і вимірювальних систем, засобів автоматизації і ВІДПОВІДНО висококваліфікованого обслуговуючого персоналу, забезпечення підвищених вимог з техніки безпеки /при роботі із судинами працюючими під тиском/ Відомо пристрій для культивації мікроорганізмів ЇМ, що складається з ємності з кришкою, у якій установлена мішалка та аератор Культивування в ній здійснюється за допомогою струшування з використанням качалки струшуючого або обертального типу і додаткового аерірування середовища До недоліків цього пристрою слід віднести велику трудомісткість при багаторазовому заповненні та розміщені ємностей на качалці, а також при наступних операціях із готовим продуктом, наявність спеціального устаткування /качалки/, що викликає шум і вібрацію при його роботі і займає великі виробничі площі Відомий апарат для вирощування мікроорганізмів 121, що містить циліндричну ємність із технологічними патрубками, мішалкою та аератором, розміщеним у нижній частині ємності, і додатковими вертикальними шнеками на днищі ємності, які ув'язнені в циліндричні кожухи До недоліків цього апарата слід віднести на ДО CO 35119 патрубок внесення посівного матеріалу і корегуявність спеціальних додаткових елементів ускладвання складу живильного середовища, відбору неної конструкції, складність їх виготовлення і ВІДконтрольних проб одночасно є патрубком відводу ПОВІДНО монтажу всієї конструкції повітря, причому ємність виконана змінною і поВідомий також апарат для вирощування мікстачена додатковою кришкою з захоплювачами роорганізмів /3/, прийнятий за прототип, що містить ємність, кришку, патрубки для підведення Запропонована установка дозволяє застосоживильного середовища і відводу повітря, які розвувати ємності, що випускаються промисловістю міщені на кришці, патрубок вивантаження готового /наприклад, молочні фляги/, обладнані кришками з продукту, розміщений у днищі ємності У ємності захоплювачами, - легкі, СТІЙКІ ДО впливу миючих знаходиться переміщувальний пристрій, який засобів і парової стерилізації, що мають достатній складається з двох циркуляційних труб, укріплених об'єм для організації як індивідуального, так і мапохило на порожньому валі, що проходить через лотоннажного виробництва кришку ємності, і зв'язаних з патрубками подачі Ємність, яка використовується у прототипі, повітря в нижній частині валу КІНЦІ циркуляційних має складну конструкцію у зв'язку з наявністю тептруб обладнані впускними у вигляді усічених конулообмінного простору з подвійними стінками, що сів і випускними у вигляді півсфер розтрубами, ВІДПОВІДНО суттєво збільшує її вагу і вартість вигопричому ВІДПОВІДНІ розтруби однієї з труб протитовлення лежні ВІДПОВІДНИМ розтрубам ІНШІЙ ВИХІДНІ отвори У запропонованій установці всі елементи, непатрубків підведення повітря, які розміщені у сеобхідні для здійснення культивування, розміщені редині циркуляційних труб, також постачені рознероз'ємно на культиваційній головці аератор, трубами у вигляді півсфер Ємність обладнана патрубок вивантаження готового продукту, патрутеплообмінною оболонкою Культивування відбубок внесення посівного матеріалу і відбору контвається при одночасному перемішуванні і насирольних проб, що одночасно служить і для відводу ченні повітрям культуральної рідини повітря Культиваційна головка обладнана захоплювачами, що забезпечують герметичність з'єдДо недоліків прототипу слід віднести нання її з ємністю і ВІДПОВІДНО стерильність проце- складність його конструкції - пристрій, що песу культивування ремішує, складається з ряду елементів різної конфігурації патрубки підводу повітря сполучаються з У прототипі ж рухливі з'єднання кришки і поциркуляційними патрубками, ВИХІДНІ КІНЦІ патрубків рожнього обертового валу, а також підведення і труб обладнані насадками - розтрубами різної стислого повітря вимагають постійного догляду, форми /півсфери, усічені конуси/, тому що вихід із ладу будь-якого з цих з'єднань приведе до погіршення процесу культивування і - складна просторова орієнтація труб щодо порушенню стерильності внутрішнього об'єму ємпорожнього обертового вала /похила/, ності, а в результаті - до втрати готового продукту - наявність обертових деталей - вузол проходу порожнього обертового валу через кришку вимаУ запропонованій установці аератор, виконагає забезпечення герметичності даного з'єднання, ний у вигляді вертикальної трубки з багатоходоа передача стислого повітря в порожній обертовий вою спіраллю на нижньому КІНЦІ З перфораціями вал також надає певні труднощі, клинчасте розтана витках, забезпечує аерацію всього об'єму, який шування циркуляційних труб погіршує аерацію займає культуральна рідина, тоді як у прототипі нижньої частини ємності, аерірування здійснюється за допомогою аератора, сполученого з пристроєм, що перемішує Причому - підвищена металоємність - ПОДВІЙНІ СТІНКИ циркуляційні труби закріплені на порожньому обекорпусу ємності, ртовому валі клиноподібне, що погіршує аерацію - підвищена енергоємність - наявність приводу нижньої частини ємності і веде до уповільнення пристрою, що переміщує процесу культивування Все це здорожує вартість апарату і виробленого продукту У запропонованій установці відсутність частин, що рухаються, і ВІДПОВІДНО електроприводу забезЗавданням, на розв'язання якого спрямований печує простоту зборки, надійність в експлуатації, запропонований винахід, є зниження енерговитрат зниження енерговитрат при виробництві біопрепаі собівартості готового продукту за рахунок спроратів щення конструкції пристрою, а також спрощення процесу фасовки за рахунок використання самої Запропонований розподіл повітря забезпечує ємності як тари для збереження і транспортування насичення киснем у потрібній пропорції невеликоготового продукту го об'єму культуральною рідини Повітря, що проходить через культурапьну рідину, створює над м Розв'язання поставленого завдання в запроповерхнею надлишковий тиск, не допускаючи запонованому винаході забезпечується тим, що аебруднення сторонніми мікроорганізмами, тим саратор і технологічні патрубки внесення посівного мим забезпечуючи стерильність процесу культиматеріалу, корегування складу живильного серевування При цьому надлишковий тиск довища і відбору контрольних проб, відводу повітстравлюється через патрубок внесення посівного ря і вивантаження готового продукту закріплені матеріалу і відбору контрольних проб нероз'ємно на ЗНІМНІЙ кришці з захоплювачами /культиваційній головці/, аератор поданий вертиУ прототипі для цього передбачено додаткокальною трубкою, нижній кінець якої виконаний у вий патрубок відводу повітря При ЗМІНІ виду міквигляді горизонтальної спіралі з перфорацією по роорганізмів, що мають вирощуватися, підготуваннижній поверхні витків і бічній поверхні зовнішньоня установки до роботи /мийка, стерилізація го витка і розміщений як і нижній кінець патрубка внутрішнього об'єму ємності і т п / вимагає підвививантаження готового продукту у дна ємності, а щених трудових та енергетичних витрат 35119 У запропонованій установці ж у цьому випадку після вивантаження готового продукту, культиваційну головку з закріпленими на ній елементами миють і встановлюють на нову /змінну/ ємність із підготовленим живильним середовищем і після стерилізації повторюють процес культивування Причому нероз'ємне з'єднання елементів на культиваційній головці і невеликі розміри самої ємності /бідона/ дозволяють стерилізувати автоклавуваяням всю установку разом Простота конструкції та експлуатації установки не вимагає високої кваліфікації обслуговуючого персоналу і забезпечення підвищених вимог по дотриманню техніки безпеки Запропонована установка не вимагає великих робочих площ і енергоємного допоміжного устаткування, що забезпечує зниження енергетичних витрат при виробництві біопрепаратів Подача повітря здійснюється за допомогою стандартного устаткування У якості ємності використовують МІСТКОСТІ, що виготовлюються промисловістю, наприклад молочні бідони Це значно здешевлює вартість як самої установки, так і вироблених біопрепаратів Запропонована установка забезпечує не тільки одержання свіжевиготовленого біопрепарату, але кращі умови для його зберігання, тому що в ній передбачена можливість збереження препарату в тієї ж ємності після заміни культиваційної головки на додаткову кришку з захоплювачами У цьому випадку ємність /бідон/, у якій відбулась ферментація біопрепарату, служить також тарою для його збереження і транспортування, що зводить до мінімуму можливість забруднення готового продукту і спрощує процес фасовки Запропонована установка проста у виготовленні, монтажу і експлуатації, дозволяє вирощувати необхідну КІЛЬКІСТЬ того або іншого біопрепарату, необхідного при конкретній фітосанітарній обстановці в даному сільськогосподарському регіоні Це дозволяє використовувати її в районах із важкою екологічною обстановкою при захисті рослин біологічними засобами Установка для вирощування мікроорганізмів зображена на малюнку /фіг / Установка містить ємність 1, знімну культиваційну головку 2 із захоплювачами 3, на головці 2 нероз'ємно закріплені технологічні патрубки аератор, що складається із вертикальної трубки 4, нижній кінець якої виконаний у вигляді горизонтальної спіралі 5 із перфорацією по нижній поверхні витків і бічній поверхні зовнішнього витка і розміщений у дна ємності 1, патрубок вивантаження готового продукту 6, нижній кінець якого також досягає дна ємності 1, патрубок внесення посівно го матеріалу, відбору контрольних проб 7, що служить одночасно для відводу повітря та додавання компонентів живильних середовищ в процесі культивування ЗОВНІШНІ КІНЦІ технологічних патрубків 4, 6 і 7 постачені затискачами /або кранами/ ВІДПОВІДНО 8, 9, 10 Ємність 1 обладнана додатковою кришкою з захоплювачами /на малюнку не показано/ Процес культивування в запропонованій установці здійснюється у такому порядку Ємність 1 заповнюють живильним середовищем /від 0,5 до 0,70 внутрішнього об'єму/ Встановлюють на ній культиваційну головку 2 і за допомогою захоплювачів 3 герметично закріплюють Після ЦЬОГО ЄМНІСТЬ 1 автоклавують, при цьому затискачі 8 і 10 закриті щільно, а 9 - ватномарлевою пробкою Після автоклавувалня та охолодження з дотриманням правил антисептики і через патрубок 7 вносять посівний матеріал Після цього аератор підключають до джерела стислого стерильного повітря Повітря з отворів спіралі 5 барботує через весь об'єм живильного середовища, насичуючи його киснем, і виходить через патрубок 7 У процесі культивування через патрубок 7 беруть контрольні проби до живильного середовища і в разі потреби вносять коригувальні добавки Після закінчення процесу культивування при необхідності фасування готового продукту у малооб'ємну тару затискач 9 на патрубку 7 закривають, а затискач 10 на патрубку 6 відкривають Готовий продукт передавлюється стислим повітрям через патрубок 6 у відповідну тару і герметично закупорюється Якщо немає необхідності в дрібному розфасуванні готового продукту, а напрацьована КІЛЬКІСТЬ біопрепарату відповідає заявці споживача, тоді з ємності 1 знімають культиваційну головку 2 і закривають додатковою кришкою з захоплювачами Після ЧОГО ЄМНІСТЬ 1 із готовим продуктом може бути відправлена споживачу або на збереження А вироблення нової партії біопрепарату може здійснюватися в новій /ЗМІННІЙ/ ЄМНОСТІ З ТІЄЮ же куль тиваційною головкою 2 після їх стерилізації Джерела інформації 1 Устройство для культивирования микроорганизмов, А с СССР № 1565883, МПК С12М 1/24, опубл 23 05 90 Б 19 2 Аппарат для выращивания микроорганизмов А с СССР № 1693035, МПК5С12М 1/06, опубл 23 11 91 Б №43 3 Аппарат для выращивания микроорганизмов А с СССР № 1423583, МПК 4С12М 1/06, опубл 15 09 88 Б №34-прототип Фіг. Підписано до друку 03.04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044) 236 - 47 - 24