Аппарат для культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов Советский патент 1990 года по МПК C12M3/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, к аппаратам для культивирования клеток или микро- организмоь в суспензии.

Целью изобретения является увеличение производительности.

На фиг. 1 изображен аппарат для культивирования, продольный разрез; на фиг. 2 - устройство для аэрации, перемешивания среды и отвода метаболитов.

Аппарат для культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов содержит емкость 1 с патруб- ком 2 для подвода питательной среды, патрубком 3 для подачи в емкость 1 псевного материала, патрубком 4 для отвода отработанных газов и патрубком 5 для отвода целевого продукта. В емкости 1 размещены устройство для аэрации среды, выполненное в виде цилиндрической герметичности камеры 6 с пористой стенкой 7, и устройство для отвода метаболитов, выполненное аналогично устройству для аэрации, включающее камеру 8. Указанные устройства установлены одно над другим на полом валу 9, который разделен продольной перегородкой 10 на две секции 11 и 12, одна 11 из которых служит для подвода газа, а вторая 12 - для отвода метаболитов. Стенки вала 9 в нижней части камер 6 и 8 имеют перфорацию 13. В емкости 1 размещено также устройство для перемешивания среды, состоящее из укрепленных на торцах камер 6 и 8 конусообразных колпачков 14, обращенных большим основанием к днищу емкости 1 Полый вал 9 установлен с возможность вибрации в вертикальной плоскости и соединен с виброприводом 15. Секции 11 и 12 полого вала 9 снабжены патрубками для подвода газа 16 и отвода метаболитов 17. Угол конусности oi внутренней поверхности каждого колпачка 14 превышает угол конусности его внешней поверхности, а отношение диаметра большого основания D конус- ного колпачка 14 к диаметру герметичной камеры d составляет D-d - 1,5-3,0.

Аппарат работает следующим образом.

После стерилизации аппарата емкость 1 заполняют питательной средой через патрубок 2 и вносят посевной материал клеток или микроорганизмов

5 0 5 Q Q $

5

5

через патрубок 4. Затем через патрубок 16 начинают подавать аэрирующий газ, который проходит по секции 11 полого вала 9, поступает в камеру 6 и через ее пористую стенку 7 выделяется в виде пузырьков в культураль- ную среду.

Перемешивание среды в емкости 1 осуществляется путем сообщения полому валу 9 вибрации от вибропривода 15, при этом конусообразные колпачки 14 совершают возвратно-поступательное перемещение в вертикальной плоскости и создают зоны перемешивания среды по всей высоте и объему емкости 1.

Выполнение конусообразных колпачков 14 с различным углом конусности внутренней и внешней поверхностей, а именно, когда внешний угол превышает внутренний, позволяет организовать турбулизацию среды при движении колпачков 14 вниз и плавное их обтекание жидкостью при движении вверх, чем достигается мягкий и интенсивный режим перемешивания.

Отношение диаметров большего основания колпачка 14 к диаметру герметичной камеры 6, равное 1,5-3,0, обеспе- чиьают наиболее интенсивное и полное насыщение среды газом за счет взаимодействия потока среды из-под колпачка 14 при его движении вниз и потока пузырьков газа, выделяющихся через пористую стенку 7 камеры 6, который движется вверх.

В процессе культивирования в куль- туральной среде накапливаются продукты метаболизма, которые ингибируют, угнетают жизнедеятельность, развитие и размножение клеток или микроорганизмов.

Для поддержания оптимальных условий культивирования продукты метаболизма на стадии их накопления отводят из емкости 1 с помощью устройства для отвода метаболитов, которое выполнено аналогично устройству для аэрации и также содержит цилиндрическую герметичную камеру 8 с пористой стенкой, полость которой сообщена с секцией 12 полого вала 9.

Продукты метаболизма отделяются от клеток или микроорганизмов посредством пористой стенки камеры 8 и выводятся из емкости через патрубок 17 путем его подключения к отсасывающему устройству.

51

Накоплению клеток или микрооргани мов на внешней поверхности пористой стенки камеры 8 препятствует образование нисходящего потока жидкости из под когтпачка 14, размещенного над этой камерой.

В процессе отвода метаболитов емкость 1 доливают свежей питательной средой через патрубок 2.

После проведения полного цикла культивирования целевой продукт, культуру клеток или микроорганизмов выводят из емкости 1 через гатрубок 5 при этом часть культуры остается в емкости в качестве посевного материала для следующего цикла культивирования.

Конструктивные особенности аппарата, а именно выполнение устройств для аэрации и отвода метаболитов аналогино друг другу, их размещение по высоте емкости 1 в сочетании с устройством для перемешивания - конусообраными колпачками 14 и установка этих элементов на общем валу 9, имеющем возможность возвратно-поступательног перемещения в вертикапьной плоскости позволяют устанавливать различные режимы культивирования в зависимости рт выбранной культуры клеток или микроорганизмов ,

Предлагаемый аппарат обеспечивает мягкие условия перемешивания среды при одновременном интенсивном ее насыщении газом и отводе метаболитов, что приводит к увеличению производительности по целевому продукту.

6 зоб

р е т е н и я

0

Формул

1. Аппарат дня культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов, содержащий емкость с технологическими патрубками, размещенные в емкости устройство для аэрации среды, Устройство для ее перемешивания и установленное на полом валу с возможностью вибрации устройство для отвода метаболитов, отличающийся тем, что, с целью

увеличения производительности, уст- ройство для отвода метаболитов выполнено в виде цилиндрической герметичной камеры с пористой стенкой, а устройство для аэрации выполнено аналогично и укреплено также на полом ва- лу, полый вал разделен продольной перегородкой на две секции, одна из которых служит для подвода газа, а вторая - для отвода метаболитов, при этом стечки вала в нижней части ка- меры имеют перфорацию, а устройство для перемешивания среды состоит из укрепленных на торцах указанных камер конусообразных колпачков, обращенных большим основанием к днищу емкости.

2. Аппарат по п. 1, отличающий с я тем, что угол конусности внутренней поверхности каждого колпачка превышает угол конусности его внешней поверхности, а отношение диаметра большего основания конусного колпачка к диаметру герметичной камеры составляет 1,5-3,0.

J3

Изобретение относится к микробиологической промышленности, точнее к аппаратам для культивирования суспензионных культур клеток или микроорганизмов. Цель изобретения - увеличение производительности. Аппарат содержит емкость 1 с технологическими патрубками 2, 3, 4 и 5 для подвода среды, посевного материала и отвода газа и целевого продукта, соответственно. В емкости 1 размещены устройство для аэрации в виде камеры 6 с пористой стенкой 7, устройство для отвода метаболитов, выполненное аналогично в виде камеры 8. Камеры 6 и 8 установлены друг над другом на полом валу 9, который соединен с виброприводом 15. Вал 9 разделен продольной перегородкой на две секции, одна из которых сообщена с камерой 6, а другая - с камерой 8. Указанные камеры снабжены патрубками 16 и 17 для подвода газа и отвода метаболитов соответственно. На торцах камер 6 и 8 укреплены конусообразные колпачки 14, служащие для перемешивания среды, при этом отношение диаметра большего основания конусных колпачков 14 к диаметру герметичных камер составляет 1,5-3,0. Аппарат позволяет культивировать различные культуры клеток и микроорганизмов при мягком и интенсивном перемешивании среды и повышенном ее насыщении газом при одновременном отводе метаболитов, что приводит к увеличению выхода целевого продукта. 1 з.п., 2 ил.

Редактор Н. Гунько

Составитель Н. Осипов

Техред Л.Сердюкова Корректор II. Реьская

Заказ 308

Тираж /81

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская чаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, |01

Фиг Z

Подписное