Всесоюзный научно-исследовательский инст тут Щ ринтеза белковых веществ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ

ИНТЕНСИВНОСТИ РОСТА МИКРОБНОЙ ПОПУЛЯЦИИ

ИзОбретение относится к автоматизации научного эксперимента и может быть использовано в микробиологи ческой, пищевой, спиртовой, бродильной, химической и других отраслях народного хозяйства для регистрации тепловыделений в условиях интенсивного массообмена.

Известны проточные дифференциальные калориметры, имеющие эталонную и рабочие емкости, количество теплоты, выделяемое (поглощаемое) исследуемым .объектом, определяется дифференциальным способом (1) .

Недостатком. проточных калориметров является то, что в случае их применения для измерения тепловыделения в процессе роста микробной популяции они должны быть снабжены устройством отбора и транспортировки образцов, что вносит существенное искажение в условия культивирования и, безусловно, отражается на тепловыделенин.

Применение проточных калориметров в многофакторном эксперименте связано со сложностью стерилизации транспортных и измерительных систем и исключает воэможность ведения эксперимента с малым количеством исследуемого объекта.

Известно такие устройство для измерения тепловыделения исследуемого объекта посредством применения микрокалорнметрического прибора, содержащего емкость, в которую помещают образцы, подлежащие анализу, емкость с эталонным нагревателем и блок задания, при этом емкости окружены теплоизоляционной оболочкой, часть которой вЂ” пористая (2) .

Недостатком данного. устройства является то, что оно позволяет определять тепловыделение со сравнительно низкой точностью, так как измерение тепловыделения осуществляется посредством контроля температуры воздуха, нагнетаемого в камеру с об2О разцом. Точность измерений в данном случае составляет 10 вЂ” 15%.

В камеру помещается один исследуемый образец, поэтому в случае про25 ведения многофакторного эксцеримвн" та исследования занимают много вре,мени. Кроме того, известное.устройство не позволяет исследовать микробиологические образцы, требующие

3Q при своем росте интенсивного массо815033 i обмена и стерильных условий при выращивании.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений тепловыделений при сохранении условий стерильности в процессе роста микробной популяции в стационарных условиях и интенсивном массообмене.

Указанная цель достигается тем;

«что устройство снабжено логическим блоком, регистрирующим прибором и качалкой, при этом емкости и эталонным нагревателем и исследуемым объектом имеют канал, внутри которого расположен термочувствительный элемент, и установлены на качалке, при этом логический блок соединен с тер- 15 мочувствительными элементами, блоком задания тепла и регистрирующим прибором., На чертеже изображена блок-схема устройства автоматической регистра- Щ ции интенсивности роста микробной популяции, Устройство содержит кач лку 1, на которой установлены эталонная емкость 2 с исследуемой средой и сравнительные емкости 3, в которые помещены термочувствительные элементы 4, находящиеся в специальных каналах 5 внутри емкостей; эталонный датчик б тепла помещен в эталонную емкость 2 и соединен с блоком 7 задания тепла.

Логический блок 8 соединен с термочувствительными элементами этаяонной и сравнительной емкостей, эталонным датчиком б тепла и блоком 7 задания тепла, а также с регистрирующим прибором 9, который соединен с блоком

7 задания тепла.

Устройство работает следующим образом.

Эталонная емкость 2 с питательиой 10 средой и емкости 3 с исследуемыми объектами устанавливают на качалке 1.

Логический блок комиутирует сигналы термочувствительных элементов 4 эталонной 2 и одной из сравнительных емкостей 3. Разница температур ЬТ„ эталонной и сравнительной емкостей фиксируется регистрирующим прибором

9. Через логический блок 8 подается .команда на включение блоком 7 задания тепла эталонного нагревателя, .при этом на регистрирующем приборе 9 фиксируются сила тока н напряжение,. подаваемое на нагреватель. Когда температуры эталонной и сравнительных емкостей сравняются, т.е. d T< = 0, ло- зз гический блок 8 отключает нагреватель в эталонной емкости 2, вследствне чего температура в ней понижает ся до температуры окружающей среды.

Далее логический блок 8 коммутнрует сигналы термочувствительных элементов 4 эталонной и сравнительной емкостей 2 и 3. Разница температурд Т эталонной и сравнительной емкостей фиксируется регистрирующим прибором

9. Последующая работа устройства аналогична изложенному.Применение в предлагаемоМ устрой:стве одной эталонной и множества сравнительных колб в значительной мере сокращает время проведения эксперимента.

В таблице приведены экспериментальные данные, показывающие зависимость интенсивности роста микробной популяции от температуры, полученных в процессе периодического культивирования микроорганизмов типа Candida

gnil2iermondii.

По всем параметрам процент ошибки равен + 4t.

Из таблицы видно, что с увеличением тепловыделения температура в исследуемой колбе повышается при одновременном росте концентрации биомассы. Зависимость тепловыделения от концентрации представляет собой практически линейную функцию.

Эталонная н сравнительная колбы находятся совершенно в идентичных внешних условиях, что повышает точность измерений. Термочувствительные элементы находятся не в воздушной, а в жидкой фазе, следовательно, точность измерения температур повышается. Точность измерения тепловыделения предлагаемым устройством составляет 3-5Ъ, при особо тщательном подходе к измерениям можно достичь точности 1-3%. Прелагаемое устройство позволяет сохранять условия стерильности исследуемых объектов за счет применения специальных каналов внутри емкости, нсключакнцих контакт исследуемого объекта с термочувствительным элементом. Применение качалочного устройства позволяет проводить исследования в условиях интенсивного массообмена.

Предлагаемое изобретение дает возможность проводить научные эксперименты путем многофакторного планирования эксперимента, позволяющего подобрать питательную среду с оптимальным составом для выращивания новой культуры микроорганизвюв нли для выращивания известной культуры на новом виде субстрата.

815033

Температура в колбах, Т С

Тепло, выделяемое биомассой, Q = f (at), кал

Время культивирования, Г, ч

Концентрация биомассы, С, г/л (по,АСВ) 34

34,4

180

0,17

250

0,25

34,6

360

0,35

34,8

520

35,2

0,50

0,65

700

35,6

36,2

0,90

940

1„16

1200

36,8

1450

1,4

37,4

1,64

1700

38,0

1,80

1900

38,5

2,1

2120

39,0

2400

2,4

39,6

40,0

2,7

2700

Формула изобретения

Устройство для автоматической регистрации интенсивности роста микробной популяции по ее тепловыделению, содержащее емкость с эталонным нагревателем, связанным с блоком задания тепла, и емкость с исследуемым объектом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ. ности измерения тепловыделений при сохранении условий стерильности в процессе роста микробной популяции, в стационарных условиях и интенсивном массообмене, оно снабжено логическим блоком, регистрирующим прибором и качалкой, при этом емкости с

З эталонным нагревателем и исследуевЂ” мым объектом имеют канал, внутри которого расположен термочувствительный элемент, и установлены на качалке; при этом логический блок соединен с термочувствительными Элементами, блоком задания и регистрирующим прибором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 496476, .кл. С 01 и 33/16, 1976.

45 2. Патент США М 3765237, кл. С 12 К 1/04, 1974.

815033

Составитель Г.Вогачева

Редактор Т.Киселева ТехрЕд И.Вабурка Корректор Н . Бабин ец

««» «»«» ««» ЬВ

Заказ 962/41 - Тираж 528 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4