CH660025A5

CH660025A5 - Einrichtung zur entnahme von proben aus einem fermenter.

Info

Publication number: CH660025A5
Application number: CH1384/84A
Authority: CH
Inventors: Jury Vasilievich Redikultsev; Mikhail Grigorievich Maximov
Original assignee: Inst Biokhim I Fiziol Mikroorg
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1982-07-30
Publication date: 1987-03-13
Also published as: GB2137593B; DE3249528T1; SE8401638D0; WO1984000559A1; JPS59501493A; SE8401638L; SE442211B; DE3249528C2; GB2137593A; US4621060A; JPS621715B2; GB8407963D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Mikrobiologie und betrifft insbesondere Einrichtungen zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter.

Stand der Technik •

Es ist eine Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter bekannt, die einen Probeaufnehmer und ein Überströmventil enthält und in der internationalen Praxis von Laboruntersuchungen weitgehend verwendet wird.

Der Einsatz dieser Einrichtung sieht eine obligatorische Anwendung einer offenen Flamme vor, mittels welcher man die Zone der Überströmung eines zu untersuchenden Mediums aus dem Fermenter in den Probeaufnehmer behandelt, und die Notwendigkeit der Aufbewahrung des Probeaufnehmerstutzens in einer Lösung von Antiseptika vor. Der Probeaufnehmer ist mit einem Wattestopfen versehen, der in der Zone der Flamme im Augenblick der Probeentnahme geöffnet und im Endstadium der Arbeitsoperation geschlossen werden muss. Das Überströmventil ist mit einer Handspannvorrichtung versehen, was es nicht erlaubt, dass nur eine Person die Probeentnahme ausführt, weil alle Arbeitsoperationen gleichzeitig erfolgen. Eine solche Einrichtung ist kompliziert im Betrieb, ihr Einsatzgebiet ist beschränkt, weil es nicht möglich ist, Arbeiten mit explosionsgefährdeten und leichtentzündlichen Medien durchzuführen.

Es ist ferner eine Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter bekannt, die ein Überströmventil, das zum Anbringen am Fermenteraustritt bestimmt ist, und einen Probeaufnehmer mit dem eigenen Überströmventil am Eintritt enthält.

Das Überströmventil des Probeaufnehmers besitzt einen abgefederten Schaft, eine Ringnut und eine Dichtung, während das unmittelbar am Fermenter angebrachte Überströmventil einen abgefederten Schaft und einen ringförmigen Vorsprung aufweist, welcher bei der Zusammenwirkung mit der Ringnut des Ventils des Probeaufnehmers eine hermetische 5 Trennkammer für den Durchfluss der Probe bildet (siehe den UdSSR-Urheberschein Nr. 726833, veröff. 1979).

Zur Entnahme einer Probe aus dem Fermenter ist es erforderlich, den Probeaufnehmer vorläufig zu sterilisieren und zu evakuieren, dann dessen hermetische Stossverbindung mit 10 dem am Fermenter angebrachten Überströmventil vorzunehmen und durch Drücken auf den Probeaufnehmer die Kultursuspension in diesen einzufüllen.

Eine derartige Einrichtung behält die Sterilität der zugeordneten Oberflächen des Überströmventils des Probeaufneh-15 mers und des Überströmventils des Fermenters nach der Sterilisation derselben nicht bei, wodurch die Möglichkeit der Ansteckung des zu untersuchenden Objektes beim Passieren der Trennkammer sowie die Ansteckung des Objektes sowohl im Fermenter als auch in der entnommenen Probe nicht aus-20 geschlossen sind.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion der Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem 25 Fermenter so zu vervollkommnen, dass sie es gestatten würde, die Sterilisation der Ausrüstung zur Probeentnahme in einem einheitlichen Zyklus mit der eigentlichen Probeentnahme durchzuführen, was die Möglichkeit einer Ansteckung des zu untersuchenden Objektes ausschliessen und eine Automati-30 sierung des Probeentnahmeprozesses ermöglichen würde.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter, die ein Überströmventil, das zum Anbringen am Fermenteraustritt bestimmt ist, einen Probeaufnehmer mit einem eigenen Über-35 strömventil am Eintritt und eine Trennkammer zwischen den Überströmventilen enthält, erfindungsgemäss die Trennkammer mit einem Stutzen versehen ist, der mit einem Überströmventil für die Zuführung eines Sterilisierungsmittels in diese Kammer ausgestattet ist, während in der Eintrittsöffnung des 40 Probeaufnehmers ein zusätzliches Überströmventil eingebaut ist, dessen Absperrorgan aus dem Gehäuse des am Eintritt des Probeaufnehmers angebrachten Haupt-Überströmventils besteht, wobei die Trennkammer hin- und herbeweglich in der Verschiebungsrichtung der Absperrorgane des Haupt-45 und des zusätzlichen Überströmventils des Probeaufnehmers angeordnet ist und mit ihnen sowie mit dem Gehäuse des zusätzlichen Ventils des Probeaufnehmers so zusammenwirken kann, dass in einer der Endstellungen der Trennkammer ein hermetischer Kanal zum Austritt des Sterilisierungsmittels so aus dem Probeaufnehmer gebildet wird.

Zur Leistungssteigerung bei der Probeentnahme ist es zweckmässig, dass die Einrichtung ein Karussell mit Antrieb und - an seiner Achse befestigt - einen Wärmeaustauscher und eine Fassung mit Sitzen zur Befestigung von Probeauf-55 nehmern umfasst, wobei die Trennkammer unter der Fassung so angeordnet ist, dass sich ihr Austrittsstutzen gegenüber dem Absperrorgan des Hauptventils des Probeaufnehmers beim Einsetzen des letzteren in den Sitz befindet.

Die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgeführte 60 Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter gestattet es, die Sterilisation der Ausrüstung zur Entnahme von Proben in einem einheitlichen Zyklus mit der Probeentnahme, der hermetischen Verpackung der Probe und deren Abkühlung durchzuführen; sie erlaubt es auch, Proben ver-65 schiedener Gasgemische zu entnehmen, ohne ihre Zusammensetzung zu stören; sie ermöglicht es ferner, Proben der zu untersuchenden Flüssigkeit aus anaeroben Prozessen zu entnehmen; sie schliesst das Gelangen der Luft in den Probeauf

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nehmer aus und gewährleistet dadurch die Unversehrtheit der entnommenen Proben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird die Erfindung durch Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben und anhand von beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen es gemäss der Erfindung zeigt:

Fig. 1 die Gesamtansicht der Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 in vergrös-sertem Massstab.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter enthält einen Probeaufnehmer 1 (Fig. 1), der aus einem Reagenzglas 2 zur Aufnahme einer zu untersuchenden Flüssigkeit und einem am Eintritt des Reagenzglases 2 angebrachten Überströmventil 3 mit einem Absperrorgan 4 und einem Stutzen 5 für die Einführung eines Sterilisierungsmittels (des Dampfes) oder der zu untersuchenden Flüssigkeit in das Reagenzglas 2 besteht, dessen Gehäuse zugleich das Absperrorgan 6 eines zusätzlichen Überströmventils 7 ist, welches zur Abführung des Dampfkondensationsmittels dient und eine hermetische Verbindung mit dem Reagenzglas 2 mittels einer elastischen Manschette 8 hat. Der Probeaufnehmer 1 ist im Sitz einer drehbaren Fassung 9 eingesetzt und in dieser mit Hilfe eines Flansches 10 des zusätzlichen Überströmventils 7 fixiert.

Die drehbare Fassung 9 ist auf einer Welle 11 eines Karussells 12 befestigt, das mit Hilfe einer Antriebsvorrich-tung 13 und eines auf der Welle 11 starr befestigten Zahnrades 14 in Umdrehungen versetzt wird. Ausserdem ist auf der Welle 11 des Karussells 12 ein Wärmeaustauscher 15 zur Abkühlung der Probeaufnehmer 1 mit einem Stutzen 16 für den Eintritt und einem Stutzen 17 für den Austritt eines Kälteträgers befestigt, welche Stutzen an der Welle 11 mittels Ringdichtungen 18 getrennt sind. Überdies enthält die Einrichtung eine Trennkammer 19 mit einem Austrittsstutzen 20, der mit einer Ringdichtung 21 zur hermetischen Stossverbin-dung mit dem Stutzen 5 des Überströmventils 3 ausgestattet ist. Die Trennkammer 19 ist so angeordnet, dass sich ihr Stutzen 20 gegenüber dem Absperrorgan 4 des Ventils 3 befindet und bei der hin- und hergehenden Bewegung der Trennkammer 19 mit dem Absperrorgan 4 und einem inneren Vorsprung 22 im Stutzen 5, d.h. mit dem Absperrorgan 6 des zusätzlichen Überströmventils 7, zusammenwirken kann.

Das Gehäuse 23 der Trennkammer 19 weist in der zum Stutzen 20 senkrechten Ebene einen Flansch 24 mit einer Ringdichtung 25 zur Gewährleistung einer hermetischen Stossverbindung mit dem Flansch IO des zusätzlichen Ventils 7 und einen Stutzen 26 auf. Beim geöffneten Ventil 7 wird aus diesem und dem Stutzen 26 ein hermetischer Kanal zum Ablauf aus dem Probeaufnehmer 1 des Dampfkondensationsmittels bei der Sterilisation gebildet. Die Trennkammer 19 besitzt zwei gleichachsig angeordnete Überströmventile 27 und 28. Zur Betätigung der Ventile 27 und 28 sind an das Gehäuse 23 in einer zur Verschiebungsachse ihrer Absperrorgane senkrechten Ebene vermittels Membranen 29 und 30 Flansche 31 und 32 mit jeweiligen Stutzen 33 und 34 für die Druckluftzuführung von den Druckluftschaltern 35 und 36 zum Öffnen der Ventile 27 und 28 angeschlossen. Am Eintritt des Ventils 27 sind Stutzen 37 und 38 für die Rückführung der zu untersuchenden Flüssigkeit aus dem Fermenter 39 angebracht. Am Eintritt des Ventils 28 ist ein Stutzen 40 für die Dampfzuführung von einer Quelle 41 angebracht. Zur Durchführung der hin- und hergehenden Bewegungen der Trennkammer 19 ist ihr Gehäuse 23 am Stössel 42 eines Druckluftantriebs 43 starr befestigt.

Der Druckluftantrieb 43 gewährleistet die automatische Steuerung der Einrichtung und besteht aus einem Gehäuse 44, das durch eine biegsame Membran 45 in zwei Hohlräume aufgeteilt ist, von denen der eine einen Stutzen 46 für die Einführung von pneumatischen Steuerimpulsen besitzt, während durch den anderen der an der Membran 45 befestigte Stössel 42 geführt ist. Am Stössel 42 ist ein Aufsatz 47 ausgebildet, der Nuten 48 (s. auch Fig. 2) mit Abschrägungen aufweist, in welche zwei innere Vorsprünge 49 einer Büchse 50 mit deren Drehungsmöglichkeit um einen vorgegebenen Winkel nach einer Seite bei der hin- und hergehenden Bewegung des Stös-sels 42 frei eingesetzt sind. Die Büchse 50 besitzt ausserdem an ihrer Aussenfläche drei Vorsprünge 51, 52 und 53 zum Öffnen der entsprechenden Druckluftschalter 35 und 36 für die Steuerung der Zufuhr der zu untersuchenden Flüssigkeit und des Dampfes sowie eines Druckluftschalters 54 für die Drehung der Fassung 9 bei der Auswechselung des Probeaufnehmers 1 (Fig. 1).

Die Funktion der Einrichtung besteht im folgenden:

In der Ausgangsstellung sind die Probeaufnehmer 1 in den Sitzen der drehbaren Fassung 9 am Umfang des Wärmeaustauschers 15 angeordnet und in der Fassung mit Hilfe von Flanschen IO fixiert.

Die Membran 45 des Druckluftantriebs 43 befindet sich in der unteren Endstellung, die Druckluftschalter 35, 36 und 54 sind ausgeschaltet, die Druckluft wird den Membranen 29 und 30 nicht zugeführt, die Überströmventile 3, 7, 27 und 28 sind geschlossen, der Stutzen 20 der Trennkammer 19 ist vom Stutzen 5 des Ventils 3 getrennt. Über die Stutzen 37 und 38 läuft die zu untersuchende Flüssigkeit um, und dem Stutzen 40 ist das Sterilisierungsmittel (der Dampf) von der Quelle 41 zugeführt.

Wird ein pneumatischer Steuerimpuls über den Stutzen 46 dem Hohlraum des Druckluftantriebs 43 unter der Membran 45 zugeleitet, verschiebt sich die letztere und wirkt mittels des Stössels 42 auf das Gehäuse 23 der Trennkammer 19 ein, indem sie diese in die obere Endstellung bewegt. Hierbei tritt der Stutzen 20 zunächst in den Stutzen 5 ein und verbindet sich mit ihm vermittels der Dichtung 21, wirkt dann auf das Absperrorgan 4 des Ventils 3 ein (diese Lage ist in Fig. 1 gezeigt) und öffnet es; bei der weiteren Bewegung tritt der Stutzen 20 in Wechselwirkung mit dem Anschlag 22 des Absperrorgans 6 des zusätzlichen Ventils 7, wobei gleichzeitig mit dem Öffnen desselben eine hermetische Stossverbindung des Flansches IO mit dem Flansch 24 mittels der Ringdichtung 25 und die Bildung eines hermetischen Kanals zum Auslassen des Dampfkondensationsmittels aus dem Probeaufnehmer 1 stattfinden. Zugleich gleiten bei der Verschiebung des Stössels 42 die Vorsprünge 49 der Büchse 50 in den Nuten 48 und drehen, indem sie auf die Abschrägung treffen, die Büchse 50 in den Nuten 48 und drehen, indem sie auf die Abschrägungen treffen, die Büchse 50 um einen Winkel, bei welchem der Vorsprung 52 mit dem Druckluftschalter 36 in Wechselwirkung tritt und diesen öffnet, so dass die Druckluft, die ihrerseits auf die Membran 30 wirkt, das Ventil 28 öffnet, über welches der Dampf in den Probeaufnehmer 1 einströmt und in Form des Dampfkondensationsmittels aus diesem durch den hermetischen Kanal über das geöffnete Ventil 7 und den Stutzen 26 abgeführt wird.

Nach Ablauf der Zykluszeit der Sterilisierung des Probeaufnehmers 1 trifft im Druckluftantrieb 43 ein nächstfolgender pneumatischer Impuls ein, der eine teilweise Absenkung des Stössels 42 bewirkt. Hierbei geht das Absperrorgan 6 des zusätzlichen Ventils 7 nieder und schliesst das Ventil 7, der Druckluftschalter 36 unterbricht seine Zusammenwirkung mit dem Vorsprung 52 der Büchse 50, die Druckluft hört auf, auf die Membran 30 einzuwirken, das Ventil 28 schliesst sich und

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sperrt die Dampfzuführung in den Probeaufnehmer 1 ab. Gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung des Stössels 42 gleiten die Vorsprünge 49 der Buchse 50 in den Nuten 48 und drehen, indem sie auf die Abschrägungen treffen, die Buchse 50 um noch einen Winkel, bei welchem der Vorsprung 51 mit dem Druckluftschalter 35 in Wechselwirkung tritt und diesen öffnet, so dass die Druckluft ihrerseits auf die Membran 29 einwirkt und das Ventil 27 öffnet, über welches in den durch die Kondensation der Dämpfe gekühlten und evakuierten Probeaufnehmer 1 die zu untersuchende Flüssigkeit einströmt. Nach Ablauf der Zykluszeit der Probeentnahme wird dem Druckluftantrieb 43 ein nächstfolgender pneumatischer Steuerimpuls zugeleitet, der den Stössel 42 in die Ausgangsstellung absenkt, wobei der Stutzen 20 seine Wechselwirkung mit dem Absperrorgan 4 und dem Stutzen 5 unterbricht, und das Ventil 3 schliesst sich.

Gleichzeitig mit der Bewegung des Stössels 42 dreht sich die Büchse 50, der Vorsprung 51 hört auf, mit dem Druckluftschalter 35 zusammenzuwirken, der letztere wird ausgeschaltet und schliesst das Ventil 27. Hierbei gleiten die Vorsprünge 49 der Büchse 50 erneut in den Nuten 48 und drehen, indem sie auf die Abschrägungen treffen, die Büchse um einen wei-5 teren Winkel, bei welchem der Vorsprung 53 mit dem Druckluftschalter 54 in Wechselwirkung tritt, der ein Signal der Antriebsvorrichtung 13 zuleitet, wobei das Zahnrad 14 die Fassung 9 dreht, wodurch der Probeaufnehmer 1 ausgewechselt wird und alle Einrichtungselemente in die Ausgangsstel-io lung zurückgeführt werden.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Die Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter kann in Betrieben der mikrobiologischen und 15 medizinischen Industrie beispielsweise zum keimfreien Füllen von Ampullen mit Arzneipräparaten sowie in der Nahrungsmittel- und der chemischen Industrie verwendet werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

660 025 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter, die ein Überströmventil, das zum Anbringen am Fer-menteraustritt bestimmt ist, einen Probeaufnehmer mit einem eigenen Überströmventil am Eintritt und eine Trennkammer zwischen den Überströmventilen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkammer (19) mit einem Stutzen (40) versehen ist, der mit einem Überströmventil (28) für die Zuführung eines Sterilisierungsmittels in diese Kammer ausgestattet ist, während in der Eintrittsöffnung des Probeaufnehmers (1) ein zusätzliches Überströmventil (7) eingebaut ist, dessen Absperrorgan (6) aus dem Gehäuse des am Eintritt des Probeaufnehmers (1) angebrachten Haupt-Überströmventils (3) besteht, wobei die Trennkammer (19) mit Möglichkeit einer hin- und hergehenden Bewegung in der Verschiebungsrichtung der Absperrorgane (4,6) des Haupt- und des zusätzlichen Überströmventils (3,7) des Probeaufnehmers (1) und der Zusammenwirkung mit diesen Absperrorganen (4,6) und mit dem Gehäuse des zusätzlichen Ventils (7) angeordnet ist, derart, dass in einer der Endstellungen der Trennkammer (19) ein hermetischer Kanal zum Austritt des Sterilisierungsmittels aus dem Probeaufnehmer (1) gebildet wird.

2. Einrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Karussell (12) mit Antrieb und - an seiner Achse befestigt - einen Wärmeaustauscher (15) und eine Fassung (9) mit Sitzen zur Befestigung der Probeaufnehmer (1) umfasst, wobei die Trennkammer (19) unter der Fassung (9) so angeordnet ist, dass sich ihr Austrittsstutzen (20) gegenüber dem Absperrorgan (4) des Haupt-Überströmventils (3) des Probeaufnehmers (1) beim Einsetzen des letzteren in den Sitz befindet.

Technisches Gebiet