DD205824A1 - Vorrichtung zur vibrationskultivierung - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE VORRICHTUNG ZUR VIBRATIONSKULTIVIERUNG VON MIKROORGANISMEN UND ZELLEN VON MAKROORGANISMEN, WELCHE IN EINEM UEBLICHEN LABORFERMENTERGEFAESS MIT PLANEM BODEN EINEN NEUARTIGEN VIBRATOR EINSETZT. DURCH DREHZAHLREGELUNG IST DIE FREQUENZ UND DURCH EXZENTERVERSTELLUNG DIE AMPLITUDE DER LINEAREN OSZILLATIONSBEWEGUNG DES SCHWINGERS REGELBAR. DIESE EINSTELLMOEGLICHKEITEN UND EINE ZWECKMAESSIGE GESTALTUNG DER RUEHRERPLATTE GESTATTEN ES, DEN KULTIVIERUNGSPROZESS SO ZU OPTIMIEREN, DASS BEI MINIMALER SCHERBEANSPRUCH DER IN DER KULTUR BEFINDLICHEN MIKROORGANISMEN UND BESONDERS ZELLEN VON MAKROORGANISMEN EINE STABILE HOMOGENE SUSPENSIONSKULTIVIERUNG VORGENOMMENE WERDEN KANN.

Description

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Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Vibrationskultivierung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit deren Hilfe in geeigneten Laborrührfermentern Vibrationskultivierungen von Mikroorganismen und Zellen von Makroorganismen durchgeführt werden können·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Konstruktionen von Fermentern bekannt, bei denen die enthaltene Kulturlösung mittels eines Vibrationsgebers so umgewälzt wird, daß die für das Wachstum aerober Mikroorganismen erforderliche Untermischung von Luftsauerstoff sowie die Erzeugung und Aufrechterhaltung des suspendierten Zustands der in der Kulturlösung befindlichen Feststoffe gewährleistet ist·

Die bekannten technischen Lösungen weisen ein zentrales, vertikales, nicht rotierendes Rührwerk auf, dessen vertikal oszillierende Bewegung mittels eines hinsichtlich der Schwingungsfrequenz festgelegten elektromagnetischen Schwingungsmoduls bewirkt wird· Durch eine am unteren Ende des VibratorStabes angeordnete Rührerplatte wird die Bewegung auf die umgebende Flüssigkeit übertragen. Zur Erhöhung der Turbulenz in dieser Flüssigkeit können konische Löcher in der bzw· den Rührer— platten angebracht sein, wodurch die Vibration gleichzeitig einen Pumpeffekt verursacht· Varianten solcher technischen

-1.JUL.1982 + O1986C

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Lösungen werden beispielsweise in Informationsmaterialien der schweizerischen Firma CHEMAP beschrieben.

Die bekannten Ausführungsformen haben den Nachteil, daß das nicht rotierende Rührwerk von einem elektromagnetischen Schwingungsmodul einer nicht veränderbaren Frequenz (normale Netzfrequenz) angetrieben wird. Dieser' Umstand bedingt bodenseitig abgerundete Kulturgefäße einzusetzen, um eine totzonenfreie Durchmischung des Fermenterinhalts zu erreichen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung beinhaltet das Ziel, Vibrationskultivierungen in zylindrischen Kulturgefäßen mit planem Boden unter sterilen Bedingungen durchführen zu können·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch günstige Vorrichtung zur Vibrationskultivierung zylindrische Kulturgefäße mit planem Boden anzugeben, die keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der sterilen Prozeßführung in sich birgt, die über den vorhandenen Antriebsmotor hinaus kein zusätzliches aktives Antriebsaggregat erfordert und die vorhandenen meßtechnischen Potenzen voll verfügbar läßt. Der Mischeffekt soll wesentlich verbessert werden, wobei die Schwingungsparameter an die jeweilige Kultur angepaßt werden können·

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Motor an einem Kulturgefäß eines Fermentors angebracht ist. Dazu ist ein Exzenter angeordnet, der die Drehbewegung in eine geradlinige Schwingungsbewegung mit einstellbarer Amplitude umwandelt. Ein Vibratorstab mit umgebender Membran und Rührplatte sind weitere Funktionselemente der Vorrichtung.

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Die Bewegung wird auf den Vibratorstab übertragen, der aus Wartungsgründen leicht vom Antriebssystem zu trennen ist. Br leitet diese Bewegung durch die Membran, welche den Vibratorstab führt und das Kulturgefäß steril abschließt, auf die Rührplatte.

Diese Vorrichtung bewirkt, daß durch eine geeignete Abstimmung von Frequenz, Hubhöhe und Formgebung der Rührerplatte mit den durch die Geometrie des Fermentationsgefäßes und dessen Flüssigkeitsfüllung gegebenen Bedingungen erreicht werden kann, daß auch in zylindrischen Fermentationsgefäßen mit planem Boden eine stabile homogene Suspension der Kulturlösung bei minimaler Scherbe anspruchung der in Kultur befindlichen Mikroorganismen oder eventuell additiver Substanzen eintritt.

Ausführungsbeispiele

1« Die Erfindung soll durch folgende Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert werden·

Es zeigen

Figur 1 die Gesamtansicht der Einrichtung

Figur 2 den Schnitt durch die Amplitudenverstellung

Figur 3 a einen Schnitt der Rührerplatte

Figur 3 b einen Schnitt einer weiteren Rührerplatte.

Der drehzahlregelbare Motor (1) ist in horizontaler Achslage über dem Kulturgefäß (2) des Fermenters angebracht. Auf der Stirnseite des Motors (1) befindet sich die Montageplatte (3), welche die Bauelemente enthält, die die Drehbewegung der Motorwelle (4) in die vertikale Oszillationsbe— wegung des Vibratorstabes (5) umwandeln.

Dazu ist auf der Motorwelle (4) eine Zwischenbuchse (6) befestigt, deren zweite Bohrung mit dem Betrage e exzentrisch zur ersten Bohrung ist. In dieser exzentrischen Bohrung steckt klemmbar der Zapfen (7), dessen beide Enden auch mit

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dem Betrage e gegeneinander versetzt sind.

Durch Verdrehen des Zapfens (7) in der Zwischenbuchse (6)^Λ kann die Schwingungsamplitude des Vibratorstabes (5) zwischen 0 und 4e eingestellt werden. Das Pleuel (8) überträgt die Rotation des Zapfens (7) in die Bewegung des Vibratorstabes (5). Der im gleichen Punkte wie der Vibratorstab (5) angelenkte Hebel (9) übernimmt auf der einen Seite die Führung des Vibratorstabes (5) und auf der anderen Seite des gestellfesten Lagerbolzens (10) mit Hilfe des Ausgleichgewichtes (11) den Massenausgleich des schwingenden Vibratorsystems.

Am Vibratorstab (5) ist die elastische Membran (12) befestigt, welche zwei Aufgaben erfüllt: Sie bildet die erforderliche zweite Lagerstelle für den Vibratorstab (5) und sie dichtet das Kulturgefäß mit der unteren Hälfte des Vibratorstabes (5) gegen die Umwelt keimdicht ab. Die Membran (12) ist vermittels des Tubus (13) niit dem Deckel des Kulturgefäßes verbunden.

Am unteren Ende des Vibratorstabes (5) befindet sich die Rührerplatte (14), die durch ihre geradlinig schwingende Bewegung die Durchmischung erzeugt.

Das Betriebsverhalten der so ausgeführten Anordnung ist durch Zuverlässigkeit im Langzeitversuch bei Arbeitsfrequenzen von 10 bis 40 Hz im Hubbereich 0 bis 4 mm gekennzeichnet·

2· Bei der Vorrichtung wie in Beispiel 1 ist die Rührerplatte (14) mit einem angesetzten kegelförmigen Rand und einem U-Profil an dessen Ende versehen· Hierdurch wird die Umlaufzeit der umzuwälzenden Flüssigkeitsteilchen verkürzt (Fig. 3b).

3. Bei der Vorrichtung, wie in Beispiel 1 besteht die Rührerplatte (14) aus einer Silikongummischeibe mit Durchbrüchen.

Claims (3)

_ 5 — 2413 1 1 Er f inching s anspruch

1. Vorrichtung zur Vibrationskultivierung, gekennzeichnet dadurch, daß ein Motor (1) an einem zylindrischen Kulturgefäß (2) eines Fermentors angebracht, mit einem Exzenter versehen und daran ein Vibrationsstab (5) mit umgebender Membran (12) und kreisförmiger Rührplatte (14) befestigt ist.

2« Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die kreisförmige Rührerplatte (14) einen angesetzten kegelförmigen Rand rait U-Profil trägt.

3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Rührplatte (14) Durchbrüche aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen