установка для сублимационного высушивания биоматериалов

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ СУБЛИМАЦИОННОГО ВЫСУШИВАНИЯ БИОМАТЕРИАЛОВ, содержащая поглотительную камеру, камеру охлаждения, коллектор-вымораживатель в виде трубки со щтуцерами для подсоединения ампул с высушиваемым материалом и фланцем для размещения на горловине сосуда Дьюара и вакуумную систему с трубопроводами, отличающаяся тем, что установка снабжена газоотводной трубкой с электронагревательным элементом, размещенным в ее нижней части, и блоком управления с термодатчиком, причем газоотводная трубка размещена с зазором в трубке коллектора-вымораживателя, электронагревательный элемент соединен с блоком управления и размещен внутри газоотводной трубки ниже уровня азота, а поглотительная камера выполнена в виде полого цилиндра с крышкой, герметично закрепленного на части коллектора-вымораживателя, которая размещена в полости сосуда Дьюара и выполнена перфорированной, термодатчик соединен с блоком управления и установлен в камере охлаждения, соединенной трубопроводом с газоотводной трубкой.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в полом цилиндре установлена дополнительная газоотводная трубка с электронагревательным элементом, соединенным с вторым блоком управления, к которому подсоединен термодатчик, установленный в камере охлаждения, соединенной с дополнительной газоотводной трубкой, а первый блок управления соединен с термодатчиком и электронагревательным элементом, установленными в газоотводной трубке, размещенной в трубке коллектора-вымораживателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сублимационного высушивания и может быть использовано в микробиологической и других отраслях промышленности для высушивания культур микроорганизмов.

Известны устройства [1] [2] для высушивания биоматериалов в вакууме при низких температурах, содержащие цилиндр с силикагелем, помещенный в сосуд Дьюара, на горловине которого установлена сушильная камера. Внутри нее расположена холодильная камера, в которой размещаются ампулы с высушиваемым материалом. В этих устройствах необходимо производить регенерацию адсорбента после каждого цикла высушивания. Кроме того отсутствует возможность регулирования температуры материала во время замораживания и высушивания.

Известна также установка [3] для сублимационного высушивания, содержащая поглотительную камеру, выполненную в виде герметично закрывающегося цилиндра к боковой стенке которого прикреплен трубчатый коллектор к которому в свою очередь присоединяются гребенки с ампулами, содержащими высушиваемый материал и трубопровод, соединяющий систему с вакуум-насосом. Под коллектором установлена камера охлаждения. Поглотительная камера наполняется гипсом, который поглощает пары воды, удаляемой из материала в процессе высушивания. Температура материала в процессе высушивания регулируется вручную, путем добавления сухого льда в камеру охлаждения.

Недостатком этой установки является необходимость регенерации гипса после каждого цикла высушивания и невозможность автоматического регулирования температуры материала во время высушивания.

Задачей которую решает предлагаемая установка, является регулирование температуры высушиваемого материала и конденсатора-вымораживателя в автоматическом режиме, а также упрощение обслуживания установки.

Для решения этой задачи в установке для сублимационного высушивания биоматериалов, содержащей поглотительную камеру, камеру охлаждения, коллектор-вы- мораживатель, выполненный в виде трубки со штуцерами для подсоединения ампул с высушиваемым материалом и фланцем для размещения на горловине сосуда Дьюара, и вакуумную систему с трубопроводами, внутри коллектора-вымораживателя размещена с зазором газоотводная трубка с электронагревательным элементом, размещенным в ее нижней части, и блоком управления с термодатчиком, причем электронагревательный элемент расположен внутри газоотводной трубки ниже уровня азота и соединен с блоком управления. Поглотительная камера выполнена в виде полого цилиндра с крышкой, герметично закрепленного на части коллектора вымораживателя, выполненной перфорированной. Термодатчик соединен с блоком управления и установлен в камере охлаждения, соединенной трубопроводом с газоотводной трубкой.

Для раздельного регулирования температуры в коллекторе-вымораживателе и в камере охлаждения в предлагаемой установке, кроме того, в полом цилиндре установлена дополнительная газоотводная трубка с электронагревательным элементом в нижней части, соединенным со вторым блоком управления, соединенным в свою очередь с термодатчиком, установленным в камере охлаждения. Первый блок управления соединен с термодатчиком, установленным в газоотводной трубке, размещенной в коллекторе-вымораживателе.

На фиг. 1 представлена предлагаемая установка, общий вид; на фиг. 2 установка с дополнительной газоотводной трубкой, общий вид.

Установка для сублимационного высушивания (фиг. 1) содержит коллектор-вымораживатель, выполненный в виде трубки 1, снабженной в коллекторной части штуцерами 2 для подсоединения ампул 3 с биоматериалом, а в погружной части фланцем 4, установленным через прокладку 5 на горловине сосуда Дьюара 6. Внутри трубки 1 по всей ее длине с зазором установлена газоотводная трубка 7. К погружной части трубки 1, размещаемой внутри сосуда Дьюара 6, герметично прикреплена поглотительная камера, выполненная в виде полого закрытого сверху и снизу цилиндра 8. В крышке 9 цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен трубопровод 10, соединяющийся трубопроводом 11 с вакуум-насосом 12.

Часть трубки 1, находящаяся в полом цилиндре 8, выполнена перфорированной. В нижней части газоотводной трубки 7 ниже уровня азота в сосуде Дьюара 6 размещен электронагревательный элемент 13, соединенный проводом 14, проходящим внутри газоотводной трубки 7, с блоком управления 15.

В камере охлаждения 16, располагаемой под коллекторной частью трубки 1, установлен термодатчик 17, соединенный с блоком управления 15. Газоотводная трубка 7 соединена с камерой охлаждения 16 трубопроводом 18.

Установка, показанная на фиг. 2, снабжена дополнительной газоотводной трубкой 19, установленной в полом цилиндре 8. В нижней части газоотводной трубки 19 имеется электронагревательный элемент 20, соединенный с блоком управления 21. В камере охлаждения 16 установлен термодатчик 22, соединенный с блоком управления 21.

Газоотводная трубка 19 соединена с камерой охлаждения 16. Термодатчик 17 установлен в газоотводной трубке 7, выход из которой открыт. Термодатчик 17 соединен с блоком управления 15.

Установка (фиг. 1) работает следующим образом.

Погружная часть трубки 1 коллектора-вымораживателя опускается в сосуд Дьюара 6, предварительно заполненный жидким азотом, при этом фланец 4 через прокладку 5 устанавливается на горловине сосуда Дьюара.

Ампулы 3 с высушиваемым материалом подсоединяются к штуцерам 2. Газоотводная трубка 7 соединяется трубопроводом 18 с камерой охлаждения 16, устанавливаемой под коллекторной частью трубки 1 таким образом, чтобы ампулы 3 разместились в камере 16 охлаждения.

На блоке управления 15 задается температура замораживания в камере 16. Для достижения требуемой температуры блок управления 15 включает электронагревательный элемент 13. Азот кипит в газоотводной трубке 7, образующиеся пары поступают в камеру охлаждения 16. При этом охлаждаются ампулы 3, а также поверхность газоотводной трубки 7, которая в результате является и вымораживателем.

После достижения заданной температуры в камере охлаждения 16 блок 15 отключает электронагревательный элемент. Кипение азота прекращается. При повышении температуры в камере 16 цикл повторяется.

После окончания замораживания включается вакуумный насос 12, клапан на трубопроводе 11 открывается, начинается процесс высушивания.

По окончании высушивания ампулы с сухим материалом запаиваются.

В установке (фиг. 2) на блоке 15 управления задается температура на выходе газоотводной трубки 7 в коллекторе-вы- мораживателе, а на блоке 21 управления температура в камере охлаждения 16. При этом осуществляется независимое регулирование температуры как в камере охлаждения, так и в коллекторе-вымораживателе.

В сравнении с известными устройствами в предлагаемой установке возможно регулирование температуры коллектора-вымо- раживателя и камеры охлаждения в широком интервале (от комнатной температуры до минус 190^оС) и автоматическое поддержание заданной температуры с высокой точностью.

Расположение газоотводной трубки внутри коллектора для присоединения ампул позволило максимально сократить расстояние между поверхностями сублимации и десублимации, благодаря чему сокращается время высушивания.

Размещение электронагревательного элемента внутри газоотводной трубки позволяет производить отбор паров азота для охлаждения внешней камеры без создания избыточного давления в сосуде Дьюара, что повышает безопасность эксплуатации и упрощает обслуживание установки.