Аппарат для культивирования клеток Советский патент 1991 года по МПК C12M3/02 

ИзоПрр. 1вние относится к биотехнологии, л именно к аппаратам для культивирования клпток животных или человека в суспензиях.

Цель изобретения - снижение потерь целевого продукта и ускорение его выгрузки.

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - то же, в аксонометрии; на фиг.4 - периферийная часть лопасти с грузом в аксонометрии.

Аппарат для культивирования клеток содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с патрубком 2 для подвода питательной среды и посевного материала, патрубком 3 для подвода аэрирующего газа, патрубком 4 для отвода целевого продукта и патрубком 5 для отвода газа. В емкости 1 размещена лопастная мешалка 6, включающая вертикальный приводной вал 7с приводом 8 и лопасти 9, у дна 10 емкости 1 расположен аэратор 11. ЛопястиЭ мешалки 6 прикреплены к нижней части вала 7 шар- нирно посредством шарниров 12 и установлены с возможностью кругового возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости. Дно 10 емкости 1 выполнено в виде полусферы, патрубок 4 для отвода целевого продукта прикреплен к дну 10 по оси емкости 1. Мешалка 6 установлена так, что периферийные кромки лопастей 9 при любом их положении расположены на одном и том же расстоянии от поверхности сферического дна 10. Каждая лопасть 9 снабжена грузом 13, установленным в пазу 14 с возможностью перемещения вдоль лопасти 9 для регулирования положения последней в процессе перемешивания среды, Кроме того, аппарат снабжен рубашкой 15 охлаждения емкости 1. Аппарат работает следующим образом. В емкость 1 через патрубок 2 заливается питательная среда и подается посевной материал. Производится термостатирова- ние среды подачей термостатной воды в ру- башку 15 через патрубок 3, в дне 10 подаются газы на аэрацию культуральной среды и включается привод 8 мешалки 6. Отвод отработанных газов из аппарата производится через патрубок 5. При вращении с рабочей частотой вала 7 движение передается через лопасти 9, на последних с грузами 13 появляется центробежная сила, величина которой зависит от радиального удаления грузов 13 от горизонтальных осей, массы самих грузов 13 и частоты вращения вала 7.

Под действием равнодействующей тангенциальных составляющих центробежной

силы и силы тяжести лопасти 9 поворачиваются на шарнирах 12, поднимаются и устанавливаются в горизонтальном положении и в процессе культивирования работают

аналогично лопасти перемешивающего устройства, неподвижно установленные на валу. По окончании культивирования производится слив культуральной жидкости из аппарата через патрубок 4 для передачи

ее на следующую технологическую операцию.

Опорожнение аппарата производится на первом этапе при рабочей частоте вращения мешалкч 6, на втором этапе - после

5 снижения уровня культуральной жидкости в емкости 1 ниже уровня лопастей 9 мешалки 6 - при пониженной частоте вращения (контроль уровня жидкости в сосуде определяют по уровнемеру). Снижение частоты враще0 ния мешалки 6 вызывает уменьшение центробежной силы, удерживающей лопасти 9 в горизонтальном положении, и они опускаются под действием силы тяжести. Угол последующей установки лопастей 9 по

5 отношению к горизонту зависит от величины снижения частоты вращения по сравнению с рабочей. Частота вращения мешалки 6 на режиме опорожнения выбирается из условия эффективного локального переме0 шивания среды в нижней (донной) части емкости 1.

Таким образом, слив культуральной жидкости до полного его опорожнения производится в режиме перемешивания, что

5 предотвращает оседание клеток на стенках и дне 10 в нижней части емкости 1. Это обеспечивает снижение потерь клеточной массы при сливе культуральной жидкости из аппарата.

0 .Грузы 13 устанавливаются в продольных пазах 14 на периферийной части лопасти 9. Удаление грузов 13 от осей вращения лопастей 9 определяет величину центробежной силы, вызывающей поворот лопа5 стей 9 при вращении вала 7 мешалки, а следовательно, и угол отклонения лопастей 9 относительно горизонтальной плоскости, Регулировка угла наклона лопастей 9 в конкретных условиях технологического процес0 са обеспечивается путем фиксации грузов 13 в пазах 14 на определенном удалении от осей вращения лопастей 9.

Предлагаемый аппарат обеспечивает снижение потерь клеточной массы в процес5 се передачи культуральной жидкости на последующую технологическую операцию по ее концентрированию. Эффект достигается за счет применения шарнирной подвески лопастей 9 мешалки 6, что обеспечивает перемешивание культуральной жидкости до

конца опорожнения аппарата. Использование предлагаемого аппарата обеспечивает сохранение оптимально выбранного гидродинамического и массообменного процесса в аппарате на режиме культивирования.

При культивировании клеток на микроносителях потери клеточной массы уменьшаются примерно на 2%, что обеспечивает более полный съем целевого продукта.

Сочетание полусферического дна 10 с конструктивными особенностями мешалки 6 и расположение при данном сочетании патрубка 4 для отвода целевого продукта приводит также к ускорению выгрузки всей массы клеток, что также влияет на их натив- ную сохранность.

Формула изобретения 1. Аппарат для культивирования клеток, содержащий вертикальную цилиндриче- скую емкость с технологическими патрубками, размещенную в емкости лопастную

0

5

0

мешалку, включающую вертикальный приводной вал, и аэратор, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь целевого продукта и ускорения его выгрузки, лопасти мешалки прикреплены к нижней части вала шарнирно и установлены с возможностью кругового возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, при этом дно емкости выполнено в виде полусферы и патрубок для отвода целевого продукта прикреплен к дну по оси емкости, причем мешалка установлена так, что периферийные кромки лопастей при любом их положении расположены на одном и том же расстоянии от поверхности сферического дна по их продольной оси.

2. Аппарат по п.1,отличающийся тем, что каждая лопасть мешалки снабжена грузом, установленным с возможностью перемещения вдоль лопасти для регулирования положения лопасти в процессе перемешивания среды.

Изобретение относится к биотехнологии, конкретно к аппаратам для культивирования клеток животных или человека в суспензиях. Цель изобретения - снижение 10 потерь целевого продукта и ускорение его выгрузки Ап парат содержит емкость 1 стех- нологическими патрубками 2-5 В емкости 1 размещена мешалка 6, включающая вал 7 с приводом 8 и лопасти 9, прикрепленные шарнирно к нижней части вала 7. Лопасти 9 снабжены грузами 13 для регулирования их положения в процессе вращения. При вращении мешалки 6 в зависимости отскорости и расположения грузов 13 лопасти 9 занимают горизонтальное положение в процессе культивирования или опускаются при выгрузке целевого продукта. Полусферическая форма дна 10 в сочетании с таким расположением и работой) лопастей 9 обеспечивает более полную и ускоренную выгрузку целевого продукта, что снижает потери клеточного материала. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С -5 о со XI О о 4

Фиг. 2

I

1

Фиг.З

9

л.

/

ч

Фиг 4

/

/4 Z

©