Аппарат для культивирования клеток животного или растительного происхождения

 

АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ КЛЕТОК ЖИВОТНОГО ИЛИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ, содержащий цилиндрический термостатиру« емыйкорпус с крьпикой, размещенный в нижней части корпуса аэратор, укрепленную на полом валу камеру для отвода отработанной культуральной жидкости . р r-i:;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК юр С 13 M 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 33 15 1 1 4/28-13 (22) 29.06.8 1 (46) 30.06.83. Бюл, ¹ 24 (72) С. В. Петров, Б. Н. Кулаков и

В. И. Никонов (71) Опытно-конструкторское бюро тон,кого биологического машиностроения (53) 576, 093.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 373292, кл. С 12 М 3/00, 1975.

2, Патент Великобритании № 1238401, кл. С 12 В 1/10, опублик., 1971 (прототип). (54) (57) АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ КЛЕТОК ЖИВОТНОГО ИЛИ

РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ, содержащий цилиндрический термостатиру . емый. корпус с крышкой, размещенный в нижней части корпуса аэратор, укреп- ленную на полом валу камеру для отвода отработанной культуральной жидкости

„„SU„„1025726 без клеток, имеющую фильтруюшие стенки, устройство цля перемешивания культуральной жидкости и патрубки для подвода питательной среды и отбора биомассы, отличающийся тем, что, с целью предотвращения забивания клетками,фильтрующих стенок камеры и повышения удельной производительности аппарата, камера для отвода отработанной культуральной жидкости без клеток установлена в воэможностью возвратно- поступательного перемещения по вертикали и образована двумя усеченными конусами, связанными большими основаниями, при этом устройство для переме-. шивания культуральной жидкости выполЗ неко в виде неподвижно установленного вокруг указанной камеры днищем вверх стакана, в нижней части боковой стенки которого выполнен ряд вертикальных прорезей, а в днище — конусообразных отверстий для циркуляции жидкости.

1 1025

Изобретение относится к технической микробиологии, в частности к аппаратам о цля культивирования клеток животного или растительного происхожцения в жидкой среде (суспензии), и может быть использовано цля культивирования микроорганизм ов.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий фильтруюшую перегородку, установленную в ниж- 10 ней части аппарата. С помощью фильтруюшей перегородки производим=я отбор культуральной жидкости, освобожденной, от клеток, увеличивая тем самым концентрацию. клеток в рабочей суспензии (1) 15

Для удаления осадка с поверхности фильтра предусмотрен узел подачи возцуха через фильтр с противоположной стороны, при этом процесс фильтрации протекает в затухающем режиме, а про- gp цувка воздухом приводит к периодическим отклонениям технологических параметров от их оптимального значения.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для культивирования 25 клеток животного и растительного .происхожцения, содержащий цилинцрический термостатируемый корпус с крышкой, размещенный в нижней части корпуса аэратор, укрепленную на полом валу камеру для отвода отработанной культуральной жидкости без клеток, имеющую фильтрующие стенки, устройство для перемешивания культуральной жидкости и патрубки для подвода питательной среды и отбора биомассы.

Камера для отвода культуральной жидкости выполнена в виде цилиндра.

Верхний конец полого вала соединен с приводом вращения, цля перемешивания

40 среды эксцентрично введена импеллярная мешалка. Интенсивность фильтра— ции увеличивают путем создания лерепаца давления на фильтрующей поверхности (2 J .

Недостаток известного аппарата заключается в том, что процесс фильтрации протекает недостаточно эффективно вследствие забивания клетками фильтруюших стенок камеры. Это вызвано тем что 50 давление на поверхности фильтрующей стенки сохраняется постоянным и в граничной зоне образуется неразрушаемый структурированный подслой среды с повышенной концентрацией культивируемых 55 клеток, которые забивают лоры фильърующего материала, что приводит в итоге к замедлению процесса ронцентрирова726 2 ния биомассы и снижению ее предельной концентрации на выходе из аппарата и удельной производительности в расчете на единицу обьема аппарата.

Кроме того, неравномерность п ремешивания эксцентрично установленной импеллярной мешалкой приводит к повышенной травмируемости клеток.

Бель изобретения - предотвращение забивания клетками фильтруюших стенок камеры и повышение удельной производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем цилиндрический термостатируемый корпус с крышкой, размещенный в нижней части корпуса аэратор, укрепленную на полом валу камеру для отвода отработанной культура,цьной жидкости без клеток, имеющую фильтруюшие стенки, устройство для перемешивания культуральной жидкости и патрубки для подвода питательной среды и отбора биомассы, камера для отвода отработанной культуральной жидкости без клеток установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали и образована двумя усеченными конусами, связанными большими основаниями, при этом устройство для перемешивания культуральной жидкости выполнено в вице неподвижно установленного вокруг указанной камеры днищем вверх стакана, в нижней части боковой стенки которого выполнен ряд вертикальных прорезей, а в днище - конусообразных отверстий для циркуляции жидкости.

На фиг.1 схематично изображен аппарат для культивирования клеток, разрез; на фиг.2 — стакан, используемый в качестве устройства для перемешивания, аксонометрия °

Аппарат для культивирования клеток животного или растительного происхождения содержит цилиндрический корпус 1, снабженный тепловой рубашкой 2, крышкой 3 и патрубками 4 и 5 отбора биомас-» сы и подвода питательной среды, размещенный над днищем 6 корпуса аэратор, выполненный в виде пористой пластины 7, укрепленную на полом валу 8 камеру 9 для отвода отработанной культуральной жидкости без клеток, имеющую фильтрующие стенки и образованную двумя усеченными конусами 10 и 11, и устройство для перемешивания культуральной жидкости, выполненное в виде неподвижно установленного вокруг указанной камеры днищем 12 вверх стакана 13, в нижней

26 4 пульсирующему воздействию культуральной жидкости, что предотвращает образование устойчивого граничного слоя концентрата культивируемых клеток, препятствует забиванию фильтрующих пор и обеспечивает эффективную работу камеры 9 в течение длительного времени. Культурная среда под воздействием возвратно-поступательных движений камеры 9 циркулирует в рабочем объеме через конусообразные отверстия 15 и прорези 14, выполненные в стакане 13, обеспечивая необходимое перемешивание.

Конусообразные отверстия 15 игршот роль обратных клапанов. Амплитуда колебаний для различных процессов устанавливается в пределах 2-5 мм> частота 10-100 Гц.

Этим обеспечивается обмывание фильч рующих стенок камеры 9, улучшается процесс фильтрации и обеспечивается равномерное перемешивание культуральной жидкости по всему обьему аппарата.

Под воздействием избыточного давления отработанная культуральная жидкость фильтруется от клеток и иэ камеры 9 через полый вал 8 и патрубок 21 отбо- . ра фильтрата выводится из аппарата. Отбор клеточной суспензии осуществляется через патрубок 4 при достижении уста,новленной концентрации клеток в аппара, те, Заданный уровень культуральной жидкости поддерживается путем добавки свежей питательной среды через патрубок 5.

Улучшение работы фильтруюших элементов камеры позволяет в аппарате прй подаче свежей питательной среды более высокие концентрации куль-. тивируемых клеток в течение продолжительного периода времени, что позволяет увеличить количество отбираемой биоассы с единицы объема аппарата в единицу времени, увеличивая удельную производительность аппарата на 15-20 Ь в равнении с прототипом.

3 10257 части боковой стенки которого выполнен ряд вертикальных прорезей 14, а в днище. - конусообразных сужающихся вверх отверстий 15 для циркуляции жидкости.

Камера для отвода отработанной культуральной жидкости без клеток установлена с воэможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали. Для этого на крышке 3 корпуса с помощью опоры 16 установлен привод, который 10 через муфту 17 соединен с полым валом

8, на котором укреплена герметиэирующая мембрана 18.

Полость камеры 9 сообщена с полостью вала 8 при помощи отверстий 19, выпол«15 ненных в стенке вала. Для создания наибольшего насосного эффекта величина угла при вершине верхнего конуса 10 должна превьццать величину угла при вершине нижнего конуса 11 в 1,5-2 ра- 20 за. Так, если указанный угол конуса 10 равен 120,тоуголконуса 11 равен 60 .

Конкретные размеры отверстий 15 и прорезей 14 в стакане выбираются также из. условий максимального насосного 25 эффекта. Рекомендуемый угол конусности отверстий 15 равен 90

Суммарная площадь вертикальных прорезей должна быть в 2-4 раза больше плошади конусообразных отверстий 15. зо

Аппарат работает следующим образом.

В корпусе 1 аппарата через патрубок 5 в определенных количествах по- . дается питательная среда и посевная 35 культура. Через патрубок 20 и пористую пластину 7 подают в корпус стерильный воздух, создавая в аппарате. установлен-. ное избыточное давление, которое регулируется автоматическим клапаном (не 40 показан). Включают привод, который через полый вал 8 передает возвратнопостунательные перемещения камере 9 м для отвода отработанной культуральной жидкости без клеток. При этом поверх- 45 ности конусом 10 и 11 подвергаются с 1025726

1025726

Составитель Г. Лошкарева

Редактор Ю. Ковач: Техред А.Бабинец Корректор Т. Решетник:

Заказ 4498/20 Тираж 364 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4