Устройство для определения коэф-фициЕНТА дыХАНия биОлОгичЕСКиХОб'ЕКТОВ Советский патент 1981 года по МПК A01G7/00 G01N31/06 

1

Изобретение относится к области физиологии биологических объектов, а именно к устройствам для определения интенсивности дыхания биологических объектов и может быть использовано при проведении физиологических исследований в сельском хозяйстве, при хранении продуктов сельскохозяйственного производства и является усовершенствованием известного устройства.

В основном авт. св. № 501712 описано устройство для определения коэффициента дыхания биологических объектов путем измерения количества выделяющегося углекислого газа и поглощаемого кислорода при постоянных температуре, давлении и концентрации кислорода при полном отсутствии углекислого газа. Это устройство включает в себя герметичную термостатируемую камеру для объекта исследования, сообщающуюся с двумя емкостями для поглощения углекислого газа, соединенными параллельно через краны-переключатели, манометр, газоанализаторы, регуляторы давления и температуры, емкость для кислорода, соединенную с камерой для объекта исследования через гидрозатвор с регулируемой высотой, сообщающийся с резервуаром с жидкостью.

в котором помещена емкость для кислорода, а также узел для создания избыточного давления или разрежения в камере для объекта исследования, дроссель для изменения скорости поступления газа в камеру для объекта исследования и измеритель скорости вводимого газа 1.

Недостатком известного устройства является то, что ОНО позволяет определять коэффициент дыхания биологических объектов только в двухкомпонентной газовой среде азота и кислорода, поскольку измерения проводят при непрерывном поглощении углекислого газа, между тем как для выбора оптимального состава газовой среды в хранилище необходимо также учитывать наличие СОг,т. е. не позволяет проводить измерения в трехкомпонентной газовой среде, в которой концентрация двуокиси углерода поддерживается постоянной, на отличном от нуля значении.

Целью изобретения является расширение технологической возможности устройства за счет определения коэффициента дыхания биологических объектов в трехкомпонентной газовой среде.

Указанная цель достигается тем, что устройство по авт. св. № 501712 снабжено, дополнительной магистралью, соединенной с линией подачи газовой смеси параллельно емкостям для поглощения углекислого газа, и клапанами-тройниками, установленными в узлах соединения дополнительной магистрали с линией подачи газовой смеси в герметичную термостатируемую камеру, кроме того дополнительная магистраль выполнена в виде U-образного трубопровода.

На чертеже представлена блок-схема устройства для определения коэффициента дыхания биологических объектов.

Устройство состоит из герметичной камеры 1 для объекта исследования, помещенной в термостат 2, содержащий систему автоматического регулирования температуры среды, включающую в себя вентилятор 3, змеевиковый теплообменник 4 и автоматический самопишущий MOCI 5 с термометром сопротивления 6. На линии подачи газовой смеси в герметичную камеру установлены емкости 7 и 8 поглотителей углекислого газа, причем емкость 7 заполнена жидким поглотителем COj, а емкость 8 - твердым поглотителем. Параллельно этим емкостям установлена дополнительная магистраль 9 (емкость), заполненная не поглощающей и не растворяющей газы жидкостью, которая соединена с линией подачи газовой смеси через клапаны-тройники 10 и П. Дополнительная магистраль 9 выполнена в виде V-образного трубопровода, входное и выходное колена которого расположены вертикально вверх, что исключает попадание жидкости в линию подачи газовой смеси. В контур на линии подачи газовой смеси включены также автоматические газоанализаторы на кислород 12 и углекислый газ 13, побудитель расхода 14 с дросселем 15,фильтр 16 и ротаметр 17. К контуру подключены также автоматический самопищущий дифманометр 18, емкость 19 для кислорода, находящаяся в резервуаре 20 с насыщенным раствором поваренной соли, гидрозатвор 21, имеющий трубку 22 для регулирования высоты гидрозатвора, а также порщневое устройство 23 для создания начального давления в камере, щтуцер 24 для подачи газовой смеси в устройство,щтуцер сброса в атмосферу 25 и KOt-КПт - краны-переключатели, имеющие четыре положения.

Устройство работает следующим образом.

Объект исследования, например яблоки, помещают в герметичную камеру 1, расположенную в термостате 2. Краны-переключатели устанавливают в следующие положения: КП1-III, КПз-IV, KOi-III, КПдII, Kris-II, КПб-I. Клапаны-тройники 10 и 11 в подготовительный период ставят соответственно в положение IV и II. В результате этого образуется разомкнутый контур, на вход которого через щтуцер 24 подают трехкомпонентную газовую смесь заданного состава для продувки герметичной камеры 1 и всей линии подачи газовой смеси. Продувку производят до получения установивщегося режима по составу газовой среды, контролируемого автоматическими газоанализаторами 12 и 13.

По окончании продувки краны КПз; КП, КПу и КПб ставят, соответственно, в положения I, I, И, IV. При этом прекращается подача газовой смеси в устройство и образуется замкнутый контур. С помощью порщ0 невого устройства 23 в контуре создают заданное начальное давление, контролируемое по показаниям автоматического самопищущего дифманометра 18, после чего кран КП5 переводят в положение IV, при этом отключается порщневое устройство 23 и включается устройство для подпитки контура кислородом. Положение трубки 22 в гидрозатворе 21 устанавливают предварительно в соответствии с данной величиной давления в герметичной камере I.

0 Исследуемый объект выдерживают при заданных режимных параметрах в течение адаптационного периода. При этом выделяющийся в процессе дыхания углекислый газ, избыточный по отношению к заданному его содержанию в газовой среде, поглощают за

счет попеременного включения емкости 8 с твердым поглотителем COj с помощью клапанов-тройников 10 и 11, которые ставят в этом случае в положение III.

Путевой нагрев газовой смеси ликвидиQ руется в змеевнковом теплообменнике 4. Равномерное поле температур обеспечивается вентилятором 3.

По окончании адаптационного периода краны переключатели КП1 и КПг. ставят в

5 положение I, подключая таким образом емкость 7 с жидким поглотителем СОг и од новременно производят регистрацию начального уровня жидкости в резервуаре 20. По мере расходования кислорода на дыхание из емкости 19 уровень жидкости в резервуаре 20 понижается, при этом понижается и высота гидрозатвора 21, что компенсирует снижение давления в емкости 19. Образующийся при дыхании углекислый газ, который является избыточным по отношению к

5 заданному его содержанию в среде, контролируемому с помощью автоматического газоанализатора 13, поглощают в емкости 7 с жидким поглотителем COj, которую попеременно, когда концентрация COj, в среде становится выше заданной, подключают, переводя клапаны-тройники 10, 11 в положение III. Вследствие того, что дополнительная магистраль 9 и емкость 7 полностью заполнены жидкостью, это исключает влияние остаточных порций-газа в них при переклюj чениях на состав газовой среды, которое в противном случае могло иметь место. Так как емкость 7 и магистраль 9 выполнены в виде V -образных трубопроводов, входные и выходные колена которых расположены вертикально вверх, это исключает попадание жидкости в газовый тракт. При достижении заметного изменения уровня в резервуаре 20 производят регистрацию конечного значения уровня, краны Kllf и КПг. переводят в положение Hi, опыт прекращают и жидкий поглотитель из емкости 7 отбирают для химического анализа с целью о.пределения количества углекислого газа, выделившегося в процессе опыта. Искомый коэффициент дыхания определяют по отношению количества углекислого газа, выделившегося в процессе опыта, к количеству кислорода, израсходованного за время опыта, определяемого по изменению объема емкости 19. Использование изобретения позволит определять коэффициент дыхания биологических объектов в трехкомпонентной газовой среде и на этой основе выбирать оптимальный состав газовой среды при хранении сельскохозяйственной продукции. Формула изобретения I. Устройство для определения коэффициента дыхания биологических объектов по авт. св. № 501712, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет определения коэффициента дыхания в трехкомпонентной газовой среде, оно снабжено дополнительной магистралью соединенной с линией подачи газовой смеси параллельно емкостям для поглощения углекислого газа, и клапанами-тройниками, установленными в узлах соединения дополнительной магистрали с линией подачи газовой смеси в герметичную термостатируемую камеру. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная магистраль выполнена в виде V-образного трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 501712, кл. А 21 G 7/00, G01 N31/00, 21.06.74.