Устройство для отбора проб культуры Советский патент 1983 года по МПК G01N1/10 C12M1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТВОРА ПРОБ КУЛЬТУРЫ

Изобретение относится к микробиологии, а именно к произвоцству вакцинных препаратов, и может быть использовано, например, для отбора проб из ферментера при глубинном культивировании микроорганизмов.;,i По основному авг. св. № 913121 известно устройство для отбора проб культуры из ферментера, соцернсашее сосуд для сбора культуры и отсасывающий элемент, связанные между собой магист ральным трубопроводом, датчик уровня отобранной культуры в сосуде, дозатор проб, установленньА на магвстральвом/ трубопроводе, и линию подачи сжатого стерильного воздуха с запорным узлом, связанным с выходом дозатора проб, вход которого подключен к выходу датчика уровня, соединенного с управл51юшим ехо- дом отсасывающего элемента, при этом линия подачи сжатого воздуха подключена к магистральному трубопроводу на выходе из ферментера 1 1Недостатками известного устройства являются ограниченная область применения и высокая погреишость измерений, обусловленная работой только при определенных значениях оптической плотности проб культуры. Цель изобретения - расщйрение области применения и повышение точности устройства за счет ликвидадии возможности изменения значения плотности проб культуры на протяжении всего периода пробоотбора. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит систему подачи жидкого реагёйта в сосуд для сбора культуры и блок управления последовательностью операций, а сосуд для сбора культуры снабжен патрубком ; слива с запорным узлом, мещалкой, установленной в нижней части сосуда, и измерителем оптической плогноЬтн культуры, подключенным к одному из входов блока управления, другой вход которого соеди&6йен с вькодом датч{ика уровня,, при этом первый выход блока управления связан с входом системы лодачи жидкого реагента, второй вькод - с мешалкой, а тре Гий - с запорным УЗЛОМ патрубка слива. Причем система I подачи жидкого реагента, выполнена в виде емкости, соединенной с сосудом дАя сбора культуры до полнйтельным трубопроводом, на котором установлен отсасывающий элемент. Кроме того, бло1: управления выполнен в вице элементов зб держки, логического элемента И, порогового элемента и элемента управления, связанного вьтходом с запорным узлом йатрубка слива, а входом через первый атемент задержки - с выходом логического элемента И входы которого соедййены с выходом второго элемента задержки я одним из выходов порогового элемент 1, подключенного другим выходом к отсасывающему элементу системы подачи жидкого реагента, при этом вход второго элемента задержки соединен с выходом датчика уровня. На чертеже представлена блок-схема устройства для отбери проб культуры. Устройство состс ит из ферментера 1, отсасывающего элейента 2, соединенного магистральным трубопроводом 3 с ферментером 1 и сосудом 4 для сбора прюб культуры, дозатора inpo6 5, установленного на магистральном трубопроводе 3, ликки 6 поцачи сжатого стерильного вОз- духа с установленн5з1М на ней запорным узлом 7 и подключенной к магистральном трубопроводу 3 на йыходе, из ферментера 1, датчика уровк(я 8 отобранной культуры в cocyoi, блока управления последо вательностью one pa) 1ИЙI выполненного в i первого элемента 9 задержки, логиИ 10, пороговогчэ элеческого элемента мента 11, второго элемента 12 задержк и управляющего элемента 13. , Сосуд 4 снабкен патрубком слийа с измерителем 15 запорным узлом 14 оптической плотнос11и культурыи.мешалк 16. Для разбавлени: отобранных проб нейтральным реагентом устройство содержит систему подачи жидкого реагента из емкости 17, соединенной дополнительным трубопроводом 18 с установленньа на нем отсасывающим элементом. 19 сосу дом 4. Емкость 17 снабжена расход (лидером 20. В качестве ывающих элементов 2 и 19 могут быть применены перисталь тические насосы,., имеющие ряд сущест- BOHHbix достоинств. например отсутствие Ь4 . прямой связи с содержимым трубопроводов 3 и 18, и обеспечивающие их запирание в нерабочем состоянии, что обеспечивает стерильность при отборе проб. Трубопроводы 3, 6 и 18 могут быть выполнены в виде силиконовых трубок. проб 5 может быть выполнен в виде фотометрирующего устройства, состоящего из источника света, приемника света с усилителем и элементом памяти, например триггером, и выходного усилителя. Также в виде фотометрирующих устройств, но без элемента памяти, могут быгь выполнены датчик оптической плотности измерителя 15 и расходомер 20. Причем амплитуда выходного аналогового сигнала с датчика измерителя 15 меняется в зависимости от оптической плотности жидкости, находящейся в сосуде 4, чем обеспечивается управление срабатыванием порогового элемента 11. Аналогично работает фотометрирующее устройство в расходомере 2О, его выходной аналоговый сигаал, амплитуда которого зависит от объема жидкого реагента в емкости 17, управляет работой индикатора, вьшолненного, например, в виде стрелочного прибора, по показаниям на щкале которого можно рассчитать расход жидкого реагента для разбавления очередной пробы в сосуде 4 и тем самым учесть степень разбавления пробы при ее анализе. Запорные узлы 7 и 14 могут быть выполнены в вийе электром§1гнитных клапанов, управляемых соответственно сигналами с выхода дозатора 5 и управляющего элемента 13, выполненного, например, в виде реле, В исходном псэтожении клапаны 7 и 14 закрыты, а с приходом сигаалов с дозатора 5 и элемента 13 они открываются, соответственно пропуская сжатый стерильный выход в магистральный трубопровод 3 и обеспечивая слив жидкости ; из сосуда 4, для его,подготовки к следующему циклу отбора пробы. Стерильный воздух может быть получен, например, пропуская сжатый воздух через бактерио логический фильтр. Датчик уровня 8 можег быть выполнен в виде кондуктометричес- Koto устройства, срабатьшающего при замыкании его контактов культуральной жидкостью при достижении ею заданного уровня в сосуде 4. При этом выходной сигнал с датчшса 8 обеспечивает выклю- ченйю элемента 2 и сброс элемента памяти в датчике 5 и тем самым, запирание узла 7, а также запуск элемента 12 задержки. Элементы 9 и 12 задержки могут быть вьтол- йены в вице Ьцновибраторов, причем зацеру жка элемента 12 учитывает задержку сигнала в датчике измерителя 15 и пороговом элементе 11,а задержка элемента9 -время, необходимое для полного освобождения емкости сосуда 4. Пороговый элемент 11 может быть выполнен в виде триггера Шмитта с управляемыми порогами сигналы срабатывания и вьрсодным реле с которого уиравляют работой отсасываю щего элемента 19 и мешалки 16, постро енной, например, на базе электромагнитного элемента.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии отсасывающие элементы 2 и 19, мешалка 16 включены, запорные узлы 7 и 14 находятся в положении закрыто. Для отбора пробы включается в работу отсасывающий элемент 2 и культура из ферментера 1 засасывается по мапастральному трубопроводу 3. В тот момент, когда культура из ферментера 1 достигнет уровня А в трубопроводе 3, сработает дозатор проб 5, по сигналу с выхода которого откроется запорный узел 7. При этом стерильный воздух по линии 6 начнет поступать в магистральный трубопровод 3, отсекая те: самым подлежащий отбору объем культуры на участке А Б, который продолжает продвигаться по магистральному трубопроводу 3 за счет разрежения, создаваемого работающим отсасывающим элементом 2. При поступлении заданного объема культуры в сосуд 4 срабатывает датчик уровня 8, который выдает управляющий сигнал на отсасьшающий эпемент 2 и дозатор 5 для выключения соответст венно элемента 2 и запирания узла 7 при сбросе в исходное состояние датчика дозатора 5. Кроме того, сигналом с выхода датчика уровня 8 запустится второй элемент 12 задержки. После окончания времени задержки управляющий с .элемента 12 поступает на логический элемент И 10. Есяи оптическая плотность отобранной пробы лежит в заданных пределах (аналоговый сигнал с выхода датчика 15 меньще порога срабатывания триггера Шмитта в порогсшом элеменпге 11), то на другом входе логического элемента .И Ю будет присутствовать разрешающий сигнал, и управляющий сигнал с эле- мента 12, задержки поступит на вход логического элемента 1О н запустит первый элемент 9 задержки. На время срабатывания элемента 9 включи гея уп-/ равляющий элемент 13и откроет запо|й1 узел 14. Отобранная проба из сосуда 4 поступит в вспомогательный сосуд цля анализа и устройство вновь готово к следующему циклу отбора пробы. Если же оптическая плотность отобранной пробы превысит заданную величину, то сработает триггер Шмитта порогового элемента 11, и соответствующие управляющие сигналы с триггера поступят для запирания элемента И 1О и включения выходного реле порогового элемента 11. Приэтом включится мешалка 16 в сосуде 4 и отсасывающий элемент 19. Жидкий реагент из емкости 17 начнет поступать по дополнительному трубопроводу 18 в сосуд 4, где будет смешиваться с помощью мешалки 16 с п{х}бой из фер ментера 1 до однородной по оптической плотности среды. В этом случае сигявп с выхода элемента 12 задержки не поступит на вход элемента И 10, так как он будет закрьее к моменту его поступления, разбавление в сосуде 4 будет продолжаться до тех пор, пока сигнал с выхода датчика 15 не уменьшится до заданной величины. При этом произойдет обратное срабатывание триггера Шмитта порогового элемента 11, выключение выходного реле, тем самым выклвочение мешал ки 16 и отсасывающего элемента 17. Сигналом переключения триггера в исходное состояние запустится через логический элемецг И первый элемент заде)риска 9, так как по друтчэму входу логический элемент И 1О будет открыт. Разведенная проба из сосуда 4 Поступит во вспомогательный сосуд для анализа. На инди- каторе расходомера 20 Тбудет показан о&ьем израсходованного жидкого реагента из емкости 19. Зная объем емкости 19и отбираемый объем пробы из ферментера 1, шкалу индикатора {ясходомера 20заранее градуируют по величине разбавления пробы до заданной оптической плотности, что упрощает последующий анализ пробы.; После этого устрсЛство вновь готово к следующему ииклу отбора пробы. Применение изобретения г позволит повысить точность контроля развития процесса культивированвя в ферментере за счет повьвиення качества отбора пробы, уменьшить качество отбора пробъ, уменьшить потери культуры в ферментере при периодическом отборе пробы в процессе ериодического культивирования микроорганизмов, существенно сократить трудоемкость и время приготовления проб с заданными параметр|ами, упростить при этом их лоследугоший анализ. Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб культуры по авт. св. J |913121, 6 т л ня а ю ш .е е с я те1м, что, с целью рас- ширення области пр |1менения, оно дополнительно содержит Систему подачи жидкого реагента в cocyri для сбора культуры и блок управления г оследовательностью операций, а сосуд сбора культуры снабжен патрубком слива с запорным узлом, мешалкой, установлецной в нижней части сосуда, и измерителем оптической плотности культуры подключенным к одному из входов блока управления, другой вход которого соединен с выходом датчика уровня, при этом первый выход блока управления связан д входом системы подачи жидкого реагента, второй выход с мешалкой, а третий - с запорным узлом патрубка слива. 6 30 2.Устройство по п. i, отличающееся тем, что система подачи жидкого реагента выполнена в виде емкости, соединенной с сосудом для сбора культуры дополнительным трубопроводом, на котором установлен отсасывающий элемент. 3.Устройство по п. 1, о т .л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде элементов задержки, логического элемента И, порогового элемента и элемента управления, связанного выхо--дом с запорным узлом патрубка слива, а входом через первый элемент задержки - с выходом логического элемента И, входы которого соединены с выходом второго элемента задержки и одним из выходов порогового элемента, подключенного другим выходом к отсасывающему элементу системы подачи жидкого реагента, при этом вход второго элемента задержки соединей с выходом датчика уровня. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 913121, кл. GOlN 1/10, 1980.

If

ii

ii

J

5