Устройство для многоэтапного замораживания биологических материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОЭТАПНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее холодильную камеру с размещенным в ней теплообменником и сосуд Дьюара, полость которого сообщена с теплообменником посредством трубопровода, отличающееся тем, что, с целью регулирования скоростл замораживания биологического материала, оно снабжено дополнительными теплообменниками , причем все теплообменники снабжены герметичными кожухами, полости которых соединены капиллярными трубками с сильфонами, а теплообменники соединены с сосудом Дьюара с помощью регуляторов расхода хладагента, управляемых сильфонами .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU„„1136807 А

4 А 61 D 7!02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 (21) 3463408/30-15 (22) 02.07.82 (46) 30.01.85. Бюл. № 4 (72) В. П. Гальчанский, В. М. Зорин, А. Д. Швец, М. В. Зубец, С. И. Ткаченко, В. Н. Тельнюк и:I. Т. Стрелец (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством

Института проблем криобиологии и криомедицины AH УССР (53) 636.22/28.082 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 476873, кл. А 61 D 7/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 521890, кл. А 61 D 7/02, 1973. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОЭТАПНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее холодильную камеру с размещенным в ней теплообменником и сосуд Дьюара, полость которого сообщена с теплообменником посредством трубопровода, отличающееся тем, что, с целью регулирования скорости замораживания биологического материала, оно снабжено дополнительными теплообменниками, причем все теплообменники снабжены герметичными кожухами, полости которых соединены капиллярными трубками с сильфонами, а теплообменники соединены с сосудом Дьюара с помощью регуляторов расхода хладагента, управляемых сильфонами.

1136807

Изобретение относ.. гся к искусственному осеменению живо ных, в частности к устройствам для зам :раживания биологических материалов, и: пример, спермы животных и может найти применение в криоконсервировании биоматериалов в микробиологической промышленности для глубокого замораживания с оптимальным режимом.

Известно устройство для лабораторных исследований биологических субстрактов в теплообменной. среде„например, семени сельскохозяйственных животно, включаю шее сосуд Дьюара, испаритель и охладитель, соединенные трубопроводом, и измерительный прибор. Охладитель выполнен в виде секционной камеры, у которой гофрированиые секции с параллельно установленными пластинами расположены друг от друга на различном расстоянии (1).

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности замораживать биологические материалы многоэтапио с различными скоростями охлаждения на каждом этапе. Кроме того, устройство не предназначено для промышленного применения.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройстао для замораживания биологических материалов, содержащее холодильную камеру с размещенным в ней теплообменником и сосуд Дьюар", полость которого сообгцеиа теплообменником посредством трубоировода (2).

Иедостаток известного устройства — одноэтапное замораживание биологических материалов с одной заданной скоростью охлаждения из-за отсутствия необходимого количества теплообменников и невозможности точного регулирования температурного режима замораживания.

Точность регулирования температуры замораживания биологических материалов существенно влияет на качество сохранности их жизнедеятельности после длительного пребывания биоматериалов в среде низких тем ператур. Непременным . условием повышения качества и сохранности биоматериалов является обеспечение для каждого вида биоматериалов идентичного режиM а замораживания. Например, оптимальным режимом для спермы сельскохозяйственных животных или клеточных культур является многоэтапное их замораживание с различными скоростями охлаждения на разных этапах, причем количество этапов замораживания биоматериалов может быть различньи с соответствующими температурными и скоростными режимами.

Цель изобретения — регулирование скорости многоэтапного замораживания биологического материала.

Указанная цель достигается тем, чпо устройство для многоэтапного замораживания биологических материалов снабжено дополнительными теплообменниками, причем все теплообменники снабжены герметичными кожухами, полости которых соединены капиллярными трубками с сильфонами, а теплообменники соединены с сосудом Дьюара с помощью регуляторов .расхода хладагента, управляемых сильфонами.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для многоэтапного замораживании биологических материалов; на фиг. 2 график многоэтапного температурного замораживания режима замораживания биопродукта.

Устройство состоит из камеры 1 замораживания с расположенными в ней теплообменниками 2 — 5 (их количество может быть различным в зависимости от замораживаемого вида биологического материала); дозатор 6, транспортера 7, приемника 8 биологических материалов, регуляторов,: 9 расхода хладагента; входы которых соединены трубопроводами 10, с сосудом

Дьюара 11, заполненного хладагентом, например жидким азотом, а их выходы— трубопроводами 12 с теплообменниками

2 — 5, каждый из которых заключен соответственно в герметичные кожухи 13, заполненные газом с температурой конденсации ниже, чем температура замораживания данного биологического материала, и соединены посредством капиллярных трубок 14 с герметичными полостями А сильфонов 15, связанных соответственно с регуляторами 9 расхода хладагента. Манометры 16 соединены соответственно с герметичными кожухами 13, проградуированы по температурной шкале и служит для контроля температуры теплообменников 2-5.

Устройство работает следующим образом.

Биологический материал из дозатора

6, расположенного в полости теплообменника 2 с температурой Т1, например, от комнатной температуры до начала кристаллизации, наступаюшей при охлаждении данного биоматериала, поступает на транспортер 7, движущийся с постоянной скоростью вдоль теплообменника 3 с температурой Т обеспечиваюшей кристаллизацию данного биоматериала, затем вдоль теплообменника 4 с температурой Тз, обеспечивающей второй этап замораживания данного биоматериала, например до = - 100 C.

В замороженном состоянии биоматериал собирается в приемник 8, расположенный в теплообменнике 5 с температурой Т, обеспечивающей третий этап замораживания, на котором происходит поддержаны замороженного состояния данного биома1136807 — 70

+7D

+20 иг.

Составитель В. Долгов

Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Ковальчук

Заказ 10353/3 териала, например до температуры- конден- сации газа в соответствующих герметичных кожухах теплообменников.

Стабилизация температуры Т,, Та, Тз и Т4 в каждом из теплообменников 2 — 5 осуществляется следующим образом. При

5 уменьшении давления газа внутри соответствующего герметичного кожуха 13 происходит сжатие соответствующего сильфона 15, который, воздействуя на соответствующий регулятор расхода хладагента

9, уменынает расход жидкого хладагента через него, что приводит к повышению теМператур на соответствующих теплообменниках. и наоборот.

При повышении температуры теплооб-манников давление газа внутри соответствующего герметического кожуха 13 увеличивается, что приводит к растяжению соответствующего упругого элемента 15, который воздействуя на соответствующий регулятор 9 расхода хладагента, увеличивает расход жидкого хладагента через

aего, что приводит к снижению температур соответствующих теплообменников.

Таким образом, теплообменники, герметичные кожухи, сильфоны регулятор расхода хладагента и сосуд Дьюара с жидким хладагентом представляют собой систему автоматического регулирования с жесткой отрицательной обратной связью, что позволяет значительно (до 50%) повысить точность регулирования температуры биоматериала. Кроме того, наличие ряда последовательно расположенных теплообменников позволяет производить замораживание заданного биоматериала многоэтапно с различными скоростями охлаждения на разных этапах, что существенно повышает качеетво биоматериала.

Использование предлагаемого изобретения в различных областях биологии, в частности в животноводстве, для замораживания семени сельскохозяйственных животных позволит за счет повышения точности регулирования температуры многоэтапного замораживания улучшить качество ее и сохранность на 15-20%.

Экономический эффект от использования изобретения составляет 15800 руб. в год