Проточный микрокалориметр

 

1. ПРОТОЧНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР, содержащий измерительную и эталонную кюветы с входными и выходными патрубками, а также датчик теплового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности и уменьшения габаритов и веса микрокалориметра, в него введен двухканальный теплообменник , соединенный расположенными симметрично его продольной оси идентичными трубопроводами с измерительной и эталонной кюветами, находящимися в непосредственном контакте с размещенным между ними датчиком теплового потока, при этом теплообменник и кюветы установлегел в корпусе, вьтолненном из нетеплопроводного материала . 2.Микрокапориметр по п, 1, отличающийся тем, что теплообменник выполнен в виде пластины из высокотеплопроводного материала с параллельными друг другу фигурными каналами и снабжен крышками из нетеплопроводного материала и входными патрубками дпя ввода соответственно этапонной жидкости и суспензии . 3.Микрокалориметр по п. 1, от (Л личающийся тем, что измерительная и эталонная кюветы вьтолнены каждая в виде пластины из высокотеплопроводного материала с фигурным ка§ налом, снабженной крьшкой из нетеплопроводного материала. со 00 4 00

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) 4(51 С 01 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И CYfHPbITHA

$» A „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2539379/18-10 (22) 31. 10 ° 77 (46) 30.01.85. Бюл. И - 4 (72) Д.П.Лебедев и А.А.Тарасиков (53) 536.62 1.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 496476 кл. С 01 К 19/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 466406, кл. G 01 К 17/08, 1972 (прототип). (54)(57) 1. ПРОТОЧНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР, содержащий измерительную и эталонную кюветы с входными и выходными патрубками, а также датчик теплового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности и уменьшения габаритов и веса микрокалориметра, в него введен двухканальный теплообменник, соединенный расположенными симметрично его продольной оси идентичными трубопроводами с измерительной и эталонной кюветами, находящимися в непосредственном контакте с размещенным между ними датчиком теплового потока, при этом теплообменник и кюветы установлены в корпусе, выполненном из нетеплопроводного материала.

2. Микрокалориметр по п, i, о т— л и ч а ю шийся тем, что теплообменник выполнен в виде пластины из высокотеплопроводного материала с параллельными друг другу фигурными каналами и снабжен крышками из нетеплопроводного материала и входными патрубками для .ввода соответ-. ственно эталонной жидкости и суспензии. е

3. Микрокалориметр по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что измерительная и эталонная кюветы выполнены каждая в виде пластины из высокотеплопроводного материала с фигурным ка- р налом, снабженной крышкой из нетеплопроводного материала.

Ф 1137

Изобретение относится к устройствам дпя теплофизических измерений и может быть использовано для изучения и непрерывного контроля биохимических и биологических процессов в различные периоды роста микроорганизмов, клетки крови, планктона и т.п.

Известен проточный дифференциальный калориметр, содержащий массивный блок из высокотеплопроводного мате риала,1в котором расположены заключенные в отдельные корпуса рабочая и эталонная камеры с размещенными внутри йоршнями. Эталонная камера снабжена эластичным наконечником, заполняемым эталонной жидкостью. Мас-! сивный блок помещается непосредственно в ферментер (1 ).

Недостаток указанного калориметра заключается в том, что в калориметрических камерах выделяется паразитное тепло, в результате трения поршней о стенки, которое может превосходить тепло, выделяемое микроорганизмаии за один период измерения.

Наиболее близок к предлагаемому проточный микрокалориметр, содержащий измерительную и эталонную кюветы с входными и выходными патрубками и датчик теплового потока. Микрокалориметр погружается непосредст-. венно в термостатирующую среду Аермеитера. Обе кюветы. размещены в массивном блоке из высокотеплопроводного материала (21.

Однако в непосредственной близости от него возникают зоны с недостаточным перемешиванием термостатирующей среды, рабочая и эталонная ка меры оказываются в неодинаковых тем- 40 пературных условиях, что приводит к болыним ошибкам в измерениях. Кроме того, микрокалориметр с массивным блоком не допускает работы с небольшими лабораторными ферментерами.

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности и уменьше. ние габаритов и веса микрокалориметра.

Указанная цель достигается тем, что в микрокалориметр введен двух, канальный теплообменник, соединенный распопоженными симметрично его про- . дольной оси идентичными трубопроводами с измерительной и эталонной кюветами, находящимися в непосредственном контакте с размещенным между ними датчиком теплового потока, 343 2 при этом теплообменник и кюветы установлены в корпусе, выполненном из нетеплопроводного материала.

Теплообменник выполнен в виде пластины из высокотеплопроводного материала с параллельными друг другу фигурными каналами и снабжен крышками из нетеплопроводного материала и входными патрубками для ввода соответственно эталонной жидкости и суспензии, а измерительная и эталонная кюветы выполнены каждая в виде пластины из высокотенлопроводного материала с фигурным каналом, снабженной крышкой из нетеплопроводного материала.

Такое выполнение позволяет повысить точность и чувствительность микрокалориметра за счет одинакового термостатирования эталонной жидкости и суспензии с помощью теплообмей ника, а также размещения датчика теплового потока между кюветами в непосредственном с ними контакте. Корпус, в котором- размещены теплообменник и кюветы, позволяет уменьшить влияние паразитных тепловых потоков, вызванных внешними темпе.ратурными возмущениями.

Выполнением теплообменника и кювет в виде пластин с фигурными каналами достигается уменьшение габаритов и веса микрокалориметра.

На чертеже изображен проточный микрокалориметр.

Микрокалориметр содержит две калориметрические кюветы — измерительную и эталонную. Каждая кювета выполнена в виде пластины 1 из высокотеплопроводного материала, в которой с целью увеличения теплообмена выфрезерован канал фигурной формы.

Кювета снабжена крышкой 2 из нетеплопроводного материала, уменьшающей общую теплоемкость кюветы. Между пластиной и крышкой установлена уплотнительная прокладка 3. Крышка к пластине прикреплена посредством фланца 4.

Обе калориметрические кюветы находятся в непосредственном контакте с расположенным между ними датчиком 5 теплового потока. Теплообменник выполнен в виде пластины 6 из высокотеплопроводного материала, с каждой стороны которой выфрезерованы идущие параллельно друг другу фигурные каналы для создания хорошего тепло3 11373 обмена между исследуемой суспензией и эталонной жидкостью. Теплообменник снабжен крышками 7 из нетеплопроводного материала. Между пластинами и каждой крышкой установлены уплотнитель-. 5 ные прокладки 8. Крышки 7 прикреплены к теплообменнику посредством фланцев 9. Измерительная и эталонная кюветы помещены. в корпус 10, выполненный из нетеплопроводного матерна" 1ð .ла. Канал 11 теплообменника дпя протока эталонной жидкости и канал 12 теплообменника дпя протока суспен-. зия соединены симметрично расположенными идентцчными трубопроводами 13 соответственно с каналом 14 эталонной кюветы и канапом 15 измерительной кюветы.

Устройство работает следующим образом. 20

Вся конструкция микрокалориметра помещается в ферментер. С помощью насоса на входы теплообменника подается эталонная жидкость из резервуара, помещенного в ферментер, и ис- 25 следуемая суспензия непосредственно из ферментера. Проходя по фигурным каналам пластины 6 теплообменника, эталонная жидкость.и исследуемая суспензия выравнивают свои температуры за счет взаимного теплообмена, так что на входы измерительной и эталонной капориметрических кювет они приходят с одинаковыми температурами. Поскольку длина фигурного канапа достаточно мала по сравнению с об43 4

; щим транспортным путем, по которому проходит суспензия, то последняя в измерительной кювете остается активной, не успевая обескислораживаться.

В измерительной кювете, вследствие выделения тепла микроорганизмами происходит повышение температуры исследуемой суспензии. Выделяемое тепло передается через датчик теплового потока 5 к эталонной кювете, из которой это тепло выводится эталонной жидкостью. Тепло, выделяемое микроорганизмами и проходящее через датчик теплового потока 5, фиксируется последним в виде термо-ЭДС

1 возникающей на его выводах. Конструкцчя микрокалориметра разборная и позволяет проводить предварительную . обработку кювет и подготовку микрокалориметра к работе.

Предлагаемая конструкция проточного микрокалориметра обладает чувствительностью не хуже 1 мкап/ч.мп.

Вес предлагаемого устройства не пре- вышает 3 кг.

Использование проточного микрокалбриметра позволит повысить точность и надежность контроля биохимических и биологических процессов, проводить широкие лабораторные исследования с различного рода микроорганизмами. Проточный микрокалориметр, включенный в систему контроля и автоматического регулирования sa процессами промыпленной ферментации, позволит их оптимизировать.

113 734 3

Составитель Г.Мухина

Редактор П.Пчелинская Техред Л.Мартяшова КоРРектоР О,Тигор

Заказ 10512/30 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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