Дезинтегратор микроорганизмов Советский патент 1987 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к биотех- нологии, а именно к баллистическим дезинтеграторам микроорганизмов.

Цель изобретения заключается в ускорении процесса дезинтеграции и уменьшении, таким образом, переизмельчения клеточных компонентов.

На фиг. 1 схематично изображен дезинтегратор с расположением уст- ю ройства для деформации эластичной трубчатой камеры снаружи, продольньш разрез; на фиг. 2 - то же, с расположением указанного устройства внутри камеры.15

Дезинтегратор микроорганизмов содержит эластичную трубчатую камеру 1, снабженную сепараторами 2 и заполненную мелющими телами 3, и устройство для деформации камеры 1, 20 выполненное в виде цилиндрической камеры 4, подключенной к источнику 5 импульсного давления и размещенной снаружи камеры 1 (фиг, 1) или внутри нее (фиг. 2).25

Эластичная трубчатая камера 1 снабжена патрубками 6 и 7 для подвода суспензии микроорганизмов и отвода дезинтеграта.

Дезинтегратор согласно варианту, зо изображенному на фиг. 1, снабжен управляемь1ми обратными клапанами 8 и 9 и размещенной центрально в эластичной трубчатой камере 1 жесткой

которой происходит охлаждение содержимого камеры 1. Затем от источника 5 импульсного давления в цилиндрическую к амеру 4 подают жидкость или газ высокого давления, которые сжимают камеру 1 и находящиеся в ней мелющие тела 3, уплотняя их. Происходит хаотическое перемещение мелющих тел, которые, сближаясь и перемещаясь относительно друг друга, оказывают раздавливающее,, сдвиговое и скручивающее воздействие на клетки микроорганизмов, попавших в зону их контактного силового воздействия, и разрушают их оболочку, обеспечивая выход цитоплазмы наружу,

В процессе обжатия камеры 1 задействована вся масса содержащихся в ней мелющих тел 3, это позволяет повысить число одновременно разрушаемых клеток, т.е. скорость дезинтеграции. В момент нарастания давления в камере 1 при ее обжатии обратные клапаны 8 и 9 закрываются, прерывая поступление суспензии через, патрубок 7 и перекрывая выход дезинтегратора через патрубок 6. Этим предохраняются внешние коммуникации от пульсации в них давления, т.е. от гидравлического удара и выброса суспензии из рабочей зоны. ПоСле сброса внешнего импульса клапаны 8 и 9 открываются, обеспечивая потрубкой 10, служащей для протока хлад- ц ступление в патрубок 7 нового объема

микробной суспензии и вытеснение дезинтеграта из камеры 1 через щели сепаратора 2, клапан 9 в выходной патрубок 6 и далее наружу.

агента.

Эластичная трубчатая камера снабжена уплотнениями 11-14.

Дезинтегратор согласно варианту., изображенному на фиг. 2, снабжен ванной 15 с охлаждающей жидкостью 16 и змеевиком 17 холодильной системы. Эластичная трубчатая камера имеет бандажи 18.

Дезинтегратор микроорганизмов, изображенньй на фиг. 1 работает следующим образом.

Суспензию микроорганизмов, подлежащую дезинтеграции под давлением, подают через патрубок 7 и клапан 8, далее через щели сепаратора 2 - в эластичную трубчатую камеру 1, где она распределяется в кольцевом слое мелющих тел 2, заполняя пустоты между ними и весь свободньш объем до выходного патрубка 6. Затем обеспечивают проток хладагента по трубке 10, подключенной к замкнутой циркуляционной системе охлаждения, через стенки

которой происходит охлаждение содержимого камеры 1. Затем от источника 5 импульсного давления в цилиндрическую к амеру 4 подают жидкост или газ высокого давления, которые сжимают камеру 1 и находящиеся в ней мелющие тела 3, уплотняя их. Происходит хаотическое перемещение мелющих тел, которые, сближаясь и перемещаясь относительно друг друга, оказывают раздавливающее,, сдвиговое и скручивающее воздействие на клетки микроорганизмов, попавших в зону их контактного силового воздействия, и разрушают их оболочку, обеспечивая выход цитоплазмы наружу,

В процессе обжатия камеры 1 задействована вся масса содержащихся в ней мелющих тел 3, это позволяет повысить число одновременно разрушаемых клеток, т.е. скорость дезинтеграции. В момент нарастания давления в камере 1 при ее обжатии обратные клапаны 8 и 9 закрываются, преры вая поступление суспензии через, патрубок 7 и перекрывая выход дезинтегратора через патрубок 6. Этим предохраняются внешние коммуникации от пульсации в них давления, т.е. от гидравлического удара и выброса суспензии из рабочей зоны. ПоСле сброса внешнего импульса клапаны 8 и 9 открываются, обеспечивая поступление в патрубок 7 нового объема

микробной суспензии и вытеснение дезинтеграта из камеры 1 через щели сепаратора 2, клапан 9 в выходной патрубок 6 и далее наружу.

Конструкция дезинтегратора позволяет использовать энергоноситель высокого давления, создавать в слое мелющих тел значительные контактные давления и получать значительные напряжения сдвига и смятия клеток микроорганизмов с особс прочной стенкой, при хорошо организованном отводе выделяющегося тепла из камеры через стенку трубки 10.

Дезинтегратор, изображенный на фиг. 2 работает следующим образом.

Суспензию микроорганизмов под избыточным давлением подают в патрубок 6, из которого она через отверстие 19 и щели сепаратора 2 поступает в камеру 1 и распределяется в слое мелющих тел 3, заполняя пустоты между ними и далее весь свобод- ньй объем до выходного патрубка 7.

Охлаждение камеры 1 и всего дезинтегратора обеспечивают путем horpy- жения ее в ванну 15 с холодной жидкостью -16, охлаждаемой змеевиком 17, На зеркале охлаждающей жидкости 16 действует давление окружающей среды. В последующем при объемной деформации камеры Т во время рабочего цикла происходит перемешивание жидкости 16 Q и выравнивание ее температуры во всем объеме. Визуальные наблюдения за характером колебаний ее поверхности позволяют контролировать работу дезинтегратора. Затем в полости ци- линдрической камеры 4 создают разрежения благодаря подаче в нее импульса отрицательного давления от источника 5 импульсного давления. Из-за разницы давления снаружи камеры 1 2о и внутри камеры 4 этот перепад дав- лений воздействует на зеркало охлаждающей жидкости 16, которая, в свою очередь, сжимает камеры 1 и 4. В результате этого мелющие тела 3 хао- 25 тично перемещаются к центру и взаимодействуют между собой, о казывая раздавливающее,-сдвиговое и скручивающее воздействие на клетки микроорганизмов, попавших в зону их кон- Q тактного силового воздействия, и разрушают их оболочку, обеспечивая выход цитоплазмы наружу. При подаче в камеру 4 избыточного над атмосферным давления происходит восстановление геометрической формы камеры 4, затем переход через нулевое уплотнение мелющих тел 3, соот ветствующее плотности их естественной засыпки, а затем к повторному уплотнению их уже изнутри. При этом мелющие тела 3 совершают хаотическое перемещение в обратном направлении и характер их взаимодействия с клет- ками микроорганизмов повторяется. Таким образом, при чередовании отрицательных и положительных по отношению к атмосферному давлений в камере 4 мелющие тела 3 пребьюают в непрестанном движении, что интенсифи40

45

Q о 5 Q

0

5

цирует их взаимодействие и ускоряет дезинтеграцию протекающей через их слой суспензии клеток микроорганизмов. Такой характер обработки клеток позволяет увеличить число разрушаемых клеток за цикл сжатия за счет интенсификации взаимодействия мелю щих тел.

Активное взаимодействие мелющих тел друг с другом позволяет обойтись их небольшим количеством и небольшой протяженностью слоя. В сочетании с проточностью камеры время пребывания клеточных компонентов в рабочей зоне ограйичено, что позволяет избежать их переизмельчения и таким образом - повысить качество получаемого дезин- теграта.

Полученньш клеточный субстрат через щели сепаратора 2 выводится через патрубок 7.

Благодаря малой протяженности слоя мелющих тел и проточности сокращено время пребывания п юдуктов разрушения клеток в камере 1. Это позволяет избежать переизмельчения клеточных компонентов. Энергонапряженный характер взаимодействия всей массы мелющих тел увеличивает число их соударений и ускоряет скорость дезинтеграции.

Формула изобретения

Дезинтегратор микроорганизмов, содержащий эластичную трубчатую камеру, заполненную мелющими телами, устройство для ее деформации и технологические патрубки, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса дезинтеграции и уменьшения таким образом, переизмельчения клеточных компонентов, устройство для деформации эластичной трубчатой камеры выполнено в виде х- шиндрической камеры, подключенной к источнику импульсного давления и размещенной соосно снаружи или внутри эластичной трубчатой камеры.

to

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к баллистическим дезинтегратора;м микроорганизмов. Цель изобретения заключается в ускорении процесса дезинтеграции и уменьшении, таким образом, переизмельчения клеточных компонентов. Дезинтегратор микроорганизмов содержит эластичную трубчатую камеру 1 (К), снабженную сепараторами 2 и заполненную мелющими телами 3 и устройство для деформации камеры 1, выполненное в виде цилиндрической К 4, подключенной к источнику 5 импульсного давления и размещенной снаружи К 1 или внутри нее. 2 ил. 11 12 (Л 1 13