Дезинтегратор микроорганизмов

 

Изобретение относится к микробиологической технике, к дезинтеграторам микроорганизмов. Цель - увеличение производительности. Дезинтегратор состоит из рабочей камеры 1.с мелющими телами и вибрационного устройства для приведения мелющих тел в колебательное движение, содержащего конусообразный стержень 2 для передачи виброколебаний мелющим т«лам, размещенный в рабочей камере I, и вибропривод 3 с толкателем 4,, при этом стержень 2 связан через упругий элемент 5 с толкателем 4. Стержень .2 снабжен приводом 6 для его вращения, связанным с ним через шестерню 7. Дезинтегратор позволяет эффективно дезинтегрировать клетки микроорганизмов с вязкостью выше 1000 сП. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. а Ф сг сг с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с59 4 С 12 M I!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4190232/31-13 (22) 12.12.86 (46) 07.03.89. Бюл. У 9 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения

АН СССР (72) Л.Я.Шестаковский (53) 576.809.3 (088,8) (56) Описание научных принципов устройства новых приборов и методики пользования ими. Обзор, Пущино, СКБ

БП АН СССР, 1983, с. 9, рис. 11 (54) ДБ3ИНТЕГРАТ0Р ИИ Р00РГАНИЗМОБ (57) Изобретение относится к микробиологической технике, к дезинтеграторам микроорганизмов. Цель — увели„„Su„„Иевлева А1 чение производительности. Дезинтегратор состоит иэ рабочей камеры 1 с мелющими телами и вибрационного устройства для приведения мелющих тел в колебательное движение, содержащего конусообразный стержень 2 для передачи виброколебаний мелющим телам, размещенный в рабочей камере 1, и вибропривод 3 с толкателем 4, при этом стержень 2 связан через упругий элемент 5 с толкателем 4. Стержень 2 снабжен приводом 6 для его вращения, связанным с ним через шестерню 7.

Деэинтегратор позволяет эффективно дезинтегрировать клетки микроорганизмов с вязкостью выше 1000 сП. 1 з.п. О ф-лы, 2 ил.

1463750

Изобретение относится к микробиол гической технике, к устройствам для д зинтеграции микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение про" и!вводительности.

На фиг,1 изображен дезинтегратор мИкроорганизмов, продольный разрез; на фиг.2 — вибропривод.

Дезинтегратор микроорганизмов сос- 10 таит из рабочей камеры 1 с размещенн ями в ней мелющими телами (шарики д аметром 0,1-1,0 мм, не показаны) и вибрационнога устройства для привед ния мелющих тел в колебательное 15 д ижение, содержащего конусообразный с ержень 2 для передачи виброколебан и мелющим телам, размещенный в раб чей камере 1, и вибропривод 3 с т лкателем 4, при этом стержень 2 20 связан через упругий элемент 5 с толкателем 4. Конусообразный стержень 2 ( снабжен приводом 6 для вращения стержня 2, связанным с ним через шестерн1о 7. Вибрапривод 3 выполнен в виде п яевмоцилиндра 8 с патрубками 9 и 10 д я подвода и отвода сжатого воздуха с зответственно, с размещенным в нем поршнем 11, связанным с толкателем 4.

Дезинтегратор работает следующим 30

o6pазом.

Вначале проводят расчет усилия в ибропривада 3, обеспечивающего дези нтеграцию микроорганизмов,, подсчитывая по формуле 35

Ф

Р = (10 -10 ) 5 (S +S ) (---- )tg (1)

2 1 — Р

Е где F — усилие, с которым вибропри- 40 аор, действует На стержень, Н; д — предел прочности клеточной оболочки микроорганизмов, Н/см

S,è S — площади соответственно раба- g5 чей поверхности вытеснителя и поверхности камеры, занимаемой мелющими телами, см ; — угол наклона рабочей поверхности вытеснителя (стержня 2) 50 к своей аси;

Š— модуль упругости материала мелющих тел, Н/см :; р — коэффициент (Пуассона) пропорциональности. 55

Практически эта усилие 1 принимается в 2-3 раза больше, чтобы уменьШить время дезинтеграции мпкрооргаНизмав.

Камера 1 заполнена мелющими телами, насыпной объем которых может быть в пределах от 0,9 до 1,1 от разности между объемом камеры и вытеснителя. в конце его рабочего хода (0э9 1 1)(Чк Чв) э (2) где V, — насыпной объем мелющих тел, мв.

Ч к — объем камеры, см,;

Чв — объем вытеснителя в конце его рабочего хода, см

Такое количество мелющих тел обеспечивает нормальную работу и предохраняет мелющие тела от разрушения при сжатии.

Насыпной объем мелющих тел V т, заполняющих камеру в пределах 0 ° 9I 1 от разности между объемом камеры

Ч „ и объемом вытеснителя в конце его рабочего хода Чв (2), выбран в зависимости от вязкости суспензии и с учетом упругой деформации мелющих тел при их сжатии. Кроме того, учитывается уплотнение мелющих тел (упорядочность их взаимного расположения), т ° е. заполнение ими всех свободных мест, оставшихся при их засыпке в камеру. Так, при вязкости свыше 100 сп вся суспензия не вытесняется из зазора в зоне контакта мелющих тел. В этом случае целесообразно, чтобы V

= 099(Ч, -Чв).

При более низкой вязкости можно

6P«», = (1,0...1,1)(V „— Чв) что, .позволяет с большим усилием воздействовать на мелющие тела, увеличивая их насыпной объем на 10Х, что позволяет уменьшить время дезинтеграции микроорганизмов, Далее заливают суспензию микроор-! ганизмов, объем котовой должен быть

Ч, = (0,25-0,:45)Ч к (3)

V представляет свободное простс ранства между сферическими мелющими телами в конце рабочего хода вытеснителя. При V <0,25Ч„неэффективно расходуется энергия, так как количество суспензии мало; при Ч > 0,45VÄ не происходит дезинтеграция микроорганизмов, так как суспензия, запал— нявшая весь свободный объем между мелющими телами и камерой, вследствие

; своей несживаемости не позволяет

1 стержню воздействовать на мелющие тела — сталкивать их друг с другам.

14б3750

С помощью ручной настройки уатанавливают нижнее положение стержня 2 и частоту его колебаний.

Включают вибропривод 3, который сообщает стержню 2 колебательные возвратно-поступательные движения; В конце рабочего хода стержень 2 действует на мелющие тела и сжимает их с усилием F,(1), при котором попав- 1п шие между мелющими телами клетки микроорганизмов дезиитегрируются. При холостом ходе стержня 2 мелющие тела расходятся (перемешиваются) и между ними попадают новые количества сус- 15 пензии микроорганизмов.

При необходимости еще более интенсифицировать процесс дезинтеграции включают привод 6 и шестерню 7, которые работают практически во время хо-20 лостого хода стержня 2. За счет вращения .стержня 2 создается дополнительное перемешивание мелющих тел, способствующее возникновению сдвиговых напряжений между мелющими телами, 25 а следовательно, ускорению разрушения микроорганизмов, т.е. повышению производительности дезинтеграции.

Благодаря тому, что камера дезинтегратора неподвижна, мелющие тела ЗО практически неподвижны, стержень 2 и подвижные детали привода по своей массе значительно меньше, чем детали известных вибрационных дезинтеграторов, снижается необходимость повы- 35 шенных энергозатрат на их движение, т.е. снижается мощность привода.

Кроме того, малая масса стержня и подвижных деталей привода позволяют увеличить частоту их колебаний и 4О уменьшить амплитуду колебаний в 1,5-!

5 раз по сравнению с обычными вибрационными дезинтеграторами, так как массы камеры и мелющих тел не оказывают влияния на инерционные силы, ко-45 торые в данном случае не являются причиной дезинтеграции микроорганизмов. Следовательно, дезинтегратор позволяет повысить производительность дезинтеграции в несколько раз за счет увеличения частоты взаимодействия ме" лющих тел. Не оказывает влияния на дезинтеграцию и плотность мелющих тел.

Угол наклона рабочей поверхности вытеснителя к направлению вибрационного движения уменьшает в 2-20 раэ необходимое усилие действия на него вибропривода, что также снижает энергозатраты; в то же время вытеснитель, действуя как клин, обеспечивает напряжения сжатия между мелющими телами, превосходящие предел прочности клеточных стенок микроорганизмов.

Одним из основных преимуществ предлагаемого дезинтегратора является возможность дезинтеграции суспенэий клеток микроорганизмов с вязкостью выше 1000 сП (по сравнению с известным способом и устройствами, допускающими вязкость суспензии не более 10 сП).

Формула изобретения

1. Деэинтегратор микроорганизмов, состоящий иэ рабочей камеры с размещенными в ней мелющими телами и вибрационного устройства для приведения мелющих тел в колебательное движение, отличающий с я тем, что, с целью увеличения производительности, вибрационное устройство содержит конусообразный стержень для передачи виброколебаний мелющим телам, размещенный в рабочей камере, и вибропривод с толкателем, при этом стержень связан через упругий элемент с толкателем.

2 Дезинтегратор по п.1, о т л ич а ющий ся тем, что конусообразный стержень снабжен приводом для его вращения.

Со ст авит ель Н. О свпо в

Редактор Г. Волкова Техред Л. Олийнык Корректор И.Максимишинец

Заказ 790/31 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

lt II

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина,101