DD258750A1 - Bio-regal mit definierter luftfuehrung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bio-Regal mit definierter Luftfuehrung, insbesondere fuer Anzuchtkammern zur intensiven Vermehrung virusfreien Pflanzengutes. Einsatzgebiete sind Laboratorien und Pflanzenzuchtinstitute. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einige Tausend in einem Regal angeordnete Gefaesse auf einer annaehernd konstanten Temperatur zu halten. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die als Kanalstueck ausgebildeten Paletten mit darin senkrecht angeordneten Gefaessen, insbesondere Reagenzglaesern, vor einer Wand mit seitlichen und oberen Ausblasoeffnungen in einem Abstand von mindestens dem 10fachen des Lochdurchmessers der Ausblasoeffnungen angeordnet sind. Anwendungsgebiete sind Laboratorien und Pflanzenzuechtungsinstitute, die derartige Bio-Regale einsetzen. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Bio-Regal mit definierter Luftführung, insbesondere für Anzuchtkammern zur intensiven Vermehrung virusfreien Pflanzengutes. «

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

In der Pflanzenzüchtung werden Bio-Regale mit mehreren übereinander angeordneten Stellflächen für Paletten mit einer größeren Zahl von Gefäßen zur Aufnahme von Zellkulturen genutzt. Über diesen Gefäßen sind Strahiungsquellen (Leuchtstoffröhren) in Form von Lichtbändern eingebaut.

Es gibt Bauarten; bei denen auf jegliche zum Bio-Regal gehörende Belüftungseinrichtung verzichtetwurde. Diesich einstellenden Temperaturen in den Gefäßen hängen somit vom Luftzustand und der Luftströmung in der Umgebung der Bio-Regale, dem Wärmeeinfall aus den Strahlungsquellen und der dadurch bedingten Luftbewegung in den Bio-Regalen ab. Die Temperaturverteilung ist völlig unkontrolliert und es bilden sich größere Temperaturgradiepten aus. Diese Bio-Regale sind deshalb nur für untergeordnete Zwecke brauchbar.

Des weiteren gibt es Bio-Regale, die mit Belüftungseinrichtungen ausgerüstet sind, um Luft- und Temperaturverteilung günstig zu gestalten. Die Zufuhr temperierter Luft erfolgt stirnseitig. Die Verteilerkanäle auf den Stellflächen sind mit relativ großflächigen Öffnungen für den Luftaustritt versehen.

Erfahrungsgemäß ist mit solchen Mitteln eine gleichmäßige Beaufschlagung der Gefäße mit den Zellkulturen nicht möglich.

Bedingte Verbesserungen lassen sich zwar mit entsprechenden Einbauten in Zuluft- und Verteilerkanälen, wie feste Luftleiteinrichtungen bzw. streckenweise einstellbare Schieber oder Klappen erzielen, führen jedoch nicht zu optimalen Lösungen und erfordern außerdem zusätzlichen Arbeitszeitaufwand und Materialverbrauch.

In einigen Fällen wurde versucht, die unerwünschte Wärmeentwicklung der Strahlungsquellen durch ihren Einbau in gesonderte und an der Unterseite verglaste Kühlluftkanale weitgehend unschädlich zu machen. Abgesehen vom hohen zusätzlichen Gesamtaufwand werden Wartung und Reparaturen erschwert. Ein Frischluftbetrieb zur Kühlung der Strahlungsquellen ist bei ungünstigen Außenluftbedingungen kompliziert.

Eine Ausführung, bei der durch perforierte Stellflächen von unten über vom Beginn bis zum Endesich verjüngende

Verteilerkanäletemperierte Luftzugeführt wird, ist keine gute Lösung. Dieses Konzept führt zu größeren Bauhöhen, erschwerter Handhabung und bringt Nachteile für Reinigung und Desinfektion mit flüssigen Medien. Diese können durch die Perforierung der Stellflächen in die Verteilerkanäle gelangen und lassen sich aus diesen praktisch nicht entfernen.

Bei den bekannten Bio-Regalen werden überwiegend korbartig ausgebildete, aus metallischem Stabmaterial gefertigte Paletten eingesetzt, die eine große Zahl von Gefäßen aufnehmen können. Die zur seitlichen Gefäßhaltung dienenden Konstruktionselemente beeinträchtigen in den meisten Fällen den Lichtaustritt zu den Zellkulturen in unerwünschter Weise und behindern damit Entwicklung und Wachstum der kleinen Pflanzen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht dari^ein Bio-Regal für eine größere Anzahl von Gefäßen mit darin befindlichen Zellkulturen zu schaffen, in dem trotz intensiver Licht-und Wärmeeinstrahlung eine konstante Temperatur der Gefäße erreicht wird bei minimaler Regalhöhe und guter Zugänglichkeit zu den Gefäßen. Der fertigungstechnische Aufwand'soll dabei gering sein und die konstruktive Gestaltung soll Reinigungs- und Desinfektionsarbeiten begünstigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einige Tausend in einem Bio-Regal in mehreren Ebenen in Paletten angeordneten Gefäßen, z. B. Reagenzgläser, durch homogene, gerichtete und temperierte Luftströme innerhalb eines geringen Toleranzbereiches von etwa 1⁰K auf einer gewünschten Temperatur zu halten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die vorhandenen Stellflächen Verteilerkanäle für Luft mit seitlichen Ausblasöffnungen (Lochreihen) und oberen Ausblasöffnungen (Lochreihen) vorgesehen sind, deren Gesamtquerschnitt so bemessen ist, daß sich der Staudruck an den Ausblasöffnungen zu dem dynamischen Druck am Lufteintritt in den jeweiligen Verteilerkanal vorzugsweise wie 4:1 bis 8:1 verhält. Ferner soll sich der Gesamtquerschnitt alier seitlichen Ausblasöffnungen zu dem alleroberen Ausblasöffnungen bei üblicher Energiezufuhr zu den Strahlungsquellen vorzugsweise wie 5:1 verhalten. Weiterhin soll der Abstand zwischen den seitlichen Ausblasöffnungen und der in Strömungsrichtung erster Gefäßreihe wenigstens etwa das 10facheder Lochdurchmesser betragen. Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, daß die Paletten für die Aufnahme der Gefäße als Kanalstrecken ausgebildet sind. Ferner sollen die oberen Wände der Paletten zueinander versetzte Loch reihen für die Aufnahme der Gefäße (z. B. Reagenzgläser) und die unteren Wände Aufnahmen zur Abstützung und seitlich Fixierung der Gefäße haben, die mit den Lochreihen in den oberen Wänden korrespondieren. Die Lochdurchmesser in clen oberen Wänden sollen vorzugsweise das 1,1fache und die Lochteilung sowie der Reihenabstand vorzugsweise das 2fache des Durchmessers der aufzunehmenden Gefäße betragen.

Ein weiterer Gedanke ist, daß die Aufnahmen in den unteren Wänden Löcher sind mit einem Durchmesser von vorzugsweise dem 0,9fachen des Durchmessers der aufzunehmenden Gefäße. Schließlich sollen die oberen Wände sowie die Seitenwände aus lichtdurchlässigem, die spektrale Energieverteilung der Strahlungsquellen nicht veränderndem Material, das vorzugsweise aus organischem Glas bestehen soll und die unteren Wände aus an der Oberseite lichreflektierendem Material gefertigt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

In Figur 1 tst die Gesamtansicht eines Bio-Regals und in Figur 2 ein Ausschnitt teilweise im Schnitt dargestellt worden. Mit 1 ist die Gerüstkonstruktion, mit 2 der Einlaßkanal für temperierte Luft, mit 3 sind Verteilerkanäle, mit 4 Stellflächen (außer der unteren an der Unterseite mit licht- und wärmereflektierendem Material beschichtet), mit 5 Paletten zur Aufnahme der Gefäße 6, mit 7 Strahlungsquellen und mit 8 Lufteintritte in die Verteilerkanäle 3 bezeichnet. 9 sind seitliche Ausblasöffnungen (Lochreihen) und 10 sind obere Ausblasöffnungen (Lochreihen) mit dem Lochdurchmesser 11.12 ist der Abstand zwischen den seitlichen Ausblasöffnungen 9 und der in Strömungsrichtung ersten Gefäßreihe. Mit 13 ist die obere Wand, mit 14 die untere Wand und mit 15 sind die Seitenwände einer als Kanalstrecke ausgebildeten Palette 5 bezeichnet. 16 ist der Lochdurchmesser in der oberen Wand 13,17 ist der Lochdurchmesser in der unteren Wand 14,18 ist die Lochteilung und 19 ist der Reihenabstand der Lochreihen in der oberen Wand 13 und in der unteren Wand 14.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Merkmale führt selbst in großen Einheiten mit mehreren tausend Gefäßen 6 zu dem überraschenden Ergebnis, daß trotz des relativ niedrigen und damit energiesparenden Verhältnisses zwischen Staudruck und dynamischen Druck in den Verteilerkanälen 3 aber in Verbindung mit den als Kanalstrecken besonders ausgebildeten Paletten eine äußerst homogene Luftströmung über sämtliche Gefäße 6 aller Stellflächen und Paletten 5 erzielt wird. Die über die Länge der Verteilerkanäle 3 in die beiderseits angeordneten Paletten 5 eintretenden Luftmengen sind nahezu gleich groß. Die aus den seitlichen Ausblasöffnungen austretenden Luftstrahlung hoher Geschwindigkeit haben allerdings unterschiedliche Richtungsvektoren. Dieser Sachverhalt wird unwirksam durch die über den Abstand 12 am Lufteintritt in die Paletten 5 erfolgende Verwirbelung und schließlich den Aufprall der Luft auf die erste Reihe der Gefäße 6 und die folgenden. Die oberen Ausblasöffnungen 10 dienen der Abführung der Konvektionswärme der Strahlungsquellen 7, die sonst größere Temperaturgradienten zur Folge hätte. Auch die übrigen Forderungen, wie niedrige Bio-Regalhöhe bei vorgegebener Zahl der übereinander angeordneten Stellflächen 4, Entnahmemöglichkeit der Gefäße 6 bei eingeschobenen Paletten 5 und günstige Reinigungs- und Desinfektionsmöglichkeiten. Durch die seitliche Anordnung der Lufteinlässe ist gewährleistet, daß flüssige Medien nicht in Verteilerkanäle 3 eindringen können. Durch Vermeidung aller Kanaleinbauten, wie feste Leiteinrichtungen bzw. einstellbare Schieber oder Klappen verschiedenster Art in Einlaßkanal 2 und Verteilerkanäle 3, ist der Arbeitszeitaufwand bei der Herstellung derartiger Bio-Regale gering.

Claims (4)

1. Bio-Regal mit definierter Luftführung, insbesondere für Anzuchtkammern mit einer Vielzahl von geringen Abständen zueinander angeordneten Gefäßen, ausgerüstet mit mehreren übereinander angeordneten Stellflächen, Strahlungsquellen und einem Einlaßkanal für temperierte Luft, der mit Anschlüssen für Verteilerkanäle ausgestattet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilerkanäle (3) seitliche Ausblasöffnungen (9) und obere Ausblasöffnungen (10) haben, deren Gesamtquerschnitt so bemessen ist, daß sich der Staudruck an den Ausblasöffnungen (9,10) zu dem dynamischen Druck am Lufteintritt (8) in den jeweiligen Verteilerkanal (3) vorzugsweise wie 4:1 bis 8:1 verhält, daß sich ferner der Gesamtquerschnitt aller seitlichen Ausblasöffnungen (9) zu dem Gesamtquerschnitt aller oberen Ausblasöffnungen (10) bei üblicher Energiezufuhr für die Strahlungsquellen (7) vorzugsweise wie 5:1 verhält, daß weiterhin der Abstand (12) zwischen den seitlichen Ausblasöffnungen (9) und der in Strömungsrichtung ersten Gefäßrei.he mindestens das 10fache der Lochdurchmesser (11) beträgt und daß die Paletten (5) für die Aufnahme der Gefäße (6) als Kanalstrecken ausgebildet sind.

2. Bio-Regal nach Punkt 1., gekennzeichnet dadurch, daß die oberen Wände (13) der als Kanalstrecken ausgebildeten Paletten (5) zueinander versetzte Lochreihen für die Aufnahme der Gefäße (6), beispielsweise Reagenzgläser, haben und daß die unteren Wände (14) Aufnahmen zur vertikalen Abstützung und seitlichen Fixierung der Gefäße (6) haben, die mit den Lochreihen in den oberen Wänden (13) korrespondieren, wobei die Lochdurchmesser (16) in den oberen Wänden (13) vorzugsweise das 1,1fache und die Lochteilung (18) sowie der Reihenabstand (19) vorzugsweise das 2fache des Durchmessers der aufzunehmenden Gefäße (6) betragen.

3. Bio-Regal nach Punkt 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, daß die Aufnahmen in den unteren Wänden (14) Löcher sind mit einem Durchmesser (17), der vorzugsweise das 0,9fache des Durchmessers der aufzunehmenden Gefäße (6) beträgt.

4. Bio-Regal nach Punkt 1. und 2., gekennzeichnet dadurch, daß die oberen Wände (13) ebenso wie die Seitenwände (15) aus lichtdurchlässigem, die spektrale Energieverteilung der Strahlungsquellen (7) nicht veränderndem Material vorzugsweise organischem Glas bestehen und daß die unteren Wände (14) aus an der Oberseite liehtreflektierendem Material gefertigt sind.