Дезинтегратор микроорганизмов Советский патент 1989 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к микробио- лэтической технике, к устройствам для дгзинтеграции микроорганизмов.

I Цель изобретения - повьшшние про- иЬводительности.

На фиг.1 изображен дезинтегратор микроорганизмов, продольный разрез; на фиг.2 - вибропривод.

Дезинтегратор микроорганизмов соетрит из рабочей камеры 5 с размещен- в ней мелющими телами (шарики диаметром 0,1-1,0 мм, не показаны) и вибрационного устройства для приве- дгния мелющих тел в колебательное движение, содержащего конусообразный стержень 2 для дередачи виброколеба- няй мелющим телам, размещенный в ра- бэчей камере 1, и вибропривод 3 с толкателем 4, при этом стержень 2 связан через упругий элемент 5 с тол- к телем 4. Конусообразный стержень 2 снабжен приводом 6 для вращения стер- жяя 2, связанным с ним через шестер- но 7. Вибропривод 3 выполн н в виде пяевмоцилиндра 8 с патрубками 9 и 10 для подвода и отвода сжатого воздуха сэответственно, с размещенным в нем п|оршнем 11, связанным с толкателем 4

I Дезинтегратор работает (шедующим образом.

I Вначале проводят расчет усилия в бропривода 3, обеспечивающего дез- и|нтеграцию микроорганизмов, подсчитывая по формуле

2

Р| (10 -10Ъ6ЧЗ,+S,,)()tgo/,()

г де F - усилие, с которым вибропри-

вод действует на стержень, Н 6 - предел прочности клеточной оболочки микроорганизмов, Н/см

8,и S - площади соответственно рабо- чей поверхности вытеснителя и поверхности камеры, занимаемой мелющими телами, с( - угол наклона рабочей поверхности вытеснителя (стержня 2) к своей оси; Е - модуль упругости материала

мелющих тел, р - коэффициент (Пуассона) пропорциональности. Практически это усилие F принима- в 2-3 раза больше, чтобы уменьшить время дезинтеграции микроорга- к|измов.

Камера 1 заполнена мелющими телами, насыпной объем которых может быть в пределах от 0,9 до 1,1 от разности между объемом камеры и вытеснителя- в конце его рабочего хода

V

МТ

(0,9-U1)(V, - Vg),

(2)

где V - насыпной объем мелющих тел

.

VK - объем камеры, см,; Vg - объем вытеснителя в конце его рабочего хода, см .

Такое количество мелющих тел обеспечивает нормальную работу и предохраняет мелющие тела от разрушения при сжатии.

Насыпной объем мелющих тел V «т, заполняющих камеру в пределах 0,9- 1,1 от разности между объемом камеры V | и объемом вытеснителя в конце его рабочего хода V0 (2), выбран в зависимости от вязкости суспензии и с учетом упругой деформации мелющих тел при их сжатии. Кроме того, учитывается уплотнение мелющих тел (упорядоч- ность их взаимного расположения), т.е. заполнение ими всех свободных мест, оставшихся при их засыпке в камеру. Так, при вязкости свьше 100 сП вся суспензия не вытесняется из зазора в зоне контакта мелющих тел. В этом случае целесообразно, чтобы VJ, - 0,9(V, -Vg).

При более низкой вязкости можно брать У„, (1,0...1,Г)(Ук - Vg), ЧТО; позволяет с большим усилием воздействовать на мелющие тела, увеличивая их насыпной объем на 10%, что позволяет уменьшить время дезинтеграции микроорганизмов.

I

Далее заливают суспензию микроорганизмов, объем кото| ой должен быть

УС (0,25-0,45)Ук (3)

Vj. представляет свободное пространство между сферическими мелющими телами в конце рабочего хода вытеснителя. При ,25V неэффективно расходуется энергия, так как количество суспензии мало; при V 0,45V| не происходит дезинтеграция микроорганизмов, так как суспензия, заполнявшая весь свободный объем между ме- ,лющими телами и камерой, вследствие

;своей несживаемости не позволяет

I

j стержню воздействовать на мелющие тела - сталкивать их друг с другом.. .

С помощью ручной настройки устанавливают нижнее положение стержия 2 и частоту его колебаний.

Включают вибропривод 3, который сообщает стержню 2 колебательные возвратно-поступательные движения. В конце рабочего хода стержень 2 действует на мелющие тела и сжимает их с усилием F (1), при котором попав- ю шие между мелющими телами клетки микроорганизмов дезинтегрируются. При холостом ходе стержня 2 мелющие тела расходятся (перемешиваются) и между ними попадают новые количества сус- 15 пензии микроорганизмов.

При необходимости еще более интенсифицировать процесс дезинтеграции включают привод 6 и шестерню 7, которые работают практически во время хо-20 лостого хода стержня 2. За счет вращения стержня 2 создается дополнительное перемешивание мелющих тел, способствующее возникновению сдвигопозволяет повысить производител дезинтеграции в несколько раз з увеличения частоты взаимодействи лющих тел. Не оказывает влияния дезинтеграцию и плотность мелющи тел.

Угол наклона рабочей поверх ти вытеснителя к направлению виб ционного движения уменьшает в 2раз необходимое усилие действия него вибропривода, что также сни энергозатраты; в то же время выт нитель, действуя как клин, обесп вает напряжения сжатия между мел ми телами, превосходящие предел ности клеточных стенок микроорга мов.

I

Одним из основных преимуществ предлагаемого дезинтегратора явл ся возможность дезинтеграции сус зий клеток микроорганизмов с вяз тью Bbmie 1000 сП (по сравнению с

- .t,iu DDuuc 1 uuvj cii (ПО сравнению с

вых напряжений между мелющими телами, 25 вестным способом и устройствами.

30

а следовательно, ускорению разрушения микроорганизмов, т.е. повышению производительности дезинтеграции.

Благодаря тому, что камера дезинтегратора неподвижна, мелющие тела практически неподвижны, стержень 2 и подвижные детали привода по своей массе значительно меньше, чем детали известных вибрационных дезинтеграторов, снижается необходимость повышенных энергозатрат на их движение, т.е. снижается мощность привода.

Кроме того, малая масса стержня и подвижных деталей привода позволяют увеличить частоту их колебаний и .уменьшить амплитуду колебаний в 1,5- 5 раз по сравнению с обычными вибрационными дезинтеграторами, так как массы камеры и мелющих тел не оказывают влияния на инерционные силы, ко-45 торые в данном случае не являются причиной дезинтеграции микроорганизмов. Следовательно, дезинтегратор

. пускающими вязкость суспензии не лее 10 сП).

Формула

изобретен

35

40

1. Дезинтегратор микроорганиз состоящий из рабочей камеры с ра щенными в ней мелющими телами и в рационного устройства для приведе мелющих тел в колебательное движе отличаю щи и с я тем, что целью увеличения производительнос вибрационное устройство содержит нусообразный стержень для передач виброколебаний мелющим телам, раз щенный в рабочей камере, и виброп вод с толкателем, при этом стерже связан через упругий элемент с то кателем.

2 Дезинтегратор по п.1, от личающийся тем, что кон образньй стержень снабжен приводо для его вращения.

позволяет повысить производительност дезинтеграции в несколько раз за сче увеличения частоты взаимодействия ме лющих тел. Не оказывает влияния на дезинтеграцию и плотность мелющих тел.

Угол наклона рабочей поверхности вытеснителя к направлению вибрационного движения уменьшает в 220 раз необходимое усилие действия на него вибропривода, что также снижает энергозатраты; в то же время вытеснитель, действуя как клин, обеспечивает напряжения сжатия между мелющими телами, превосходящие предел прочности клеточных стенок микроорганизмов.

I

Одним из основных преимуществ предлагаемого дезинтегратора является возможность дезинтеграции суспензий клеток микроорганизмов с вязкостью Bbmie 1000 сП (по сравнению с из.t,iu DDuuc 1 uuvj cii (ПО сравнению с

вестным способом и устройствами.

вестным способом и устройствами.

. допускающими вязкость суспензии не более 10 сП).

30

Формула

изобретения

5

5

0

1. Дезинтегратор микроорганизмов, состоящий из рабочей камеры с размещенными в ней мелющими телами и вибрационного устройства для приведения мелющих тел в колебательное движение, отличаю щи и с я тем, что, с целью увеличения производительности, вибрационное устройство содержит конусообразный стержень для передачи виброколебаний мелющим телам, размещенный в рабочей камере, и вибропривод с толкателем, при этом стержень связан через упругий элемент с толкателем.

2 Дезинтегратор по п.1, отличающийся тем, что конусо- образньй стержень снабжен приводом для его вращения.

у/у//////// у.

10

У//////////////.

i

.

ь

п

Изобретение относится к микробиологической технике, к дезинтеграторам микроорганизмов. Цель - увеличение производительности. Дезинтегратор состоит из рабочей камеры 1.с мелющими телами и вибрационного устройства для приведения мелющих тел в колебательное движение, содержащего конусообразный стержень 2 для передачи виброколебаний мелющим т«лам, размещенный в рабочей камере I, и вибропривод 3 с толкателем 4,, при этом стержень 2 связан через упругий элемент 5 с толкателем 4. Стержень .2 снабжен приводом 6 для его вращения, связанным с ним через шестерню 7. Дезинтегратор позволяет эффективно дезинтегрировать клетки микроорганизмов с вязкостью выше 1000 сП. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. а Ф сг сг с

Фиг.2