УСТАНОВКА ДЛЯ СИНТЕЗА ИЛИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ БИОПОЛИМЕРОВ

Полезная модель относится к биотехнологии и хроматографии и может быть использовано в области синтеза биополимеров на полимерных носителях или в процессе хроматографической очистки биополимеров в химических, биологических, медицинских исследованиях, а также в промышленном производстве биологически активных веществ.
Известна установка для синтеза или хроматографической очистки биополимеров, выбранная за прототип, (патент РФ №2277966, опубл. 20.06.2006 Бюл.№17), содержащая цилиндрическую камеру с крышкой, заполненную полимерным носителем, подвижную перегородку, постоянно прижатую к полимерному носителю и жестко соединенную с дополнительной перегородкой, делящей полость цилиндрической камеры на камеру постоянного объема, сообщенную патрубком с атмосферой, и камеру переменного объема, уплотняющие элементы и пористые фильтры, контактирующие с полимерным носителем и сообщенные с входным и выходным патрубками.
Однако, как показывает практика использования указанной установки, даже при обеспечении постоянного прижима уплотняющих элементов к стенкам камеры, герметичность камеры с полимерным носителем периодически нарушается из-за того, что молекулы полимера (сорбента) царапают уплотнение. При нарушении герметичности происходит утечка дорогостоящих реагентов и растворителей, а отсутствие информации об утечке не дает возможность экспериментатору своевременно остановить процесс, что приводит к излишней затрате реагентов и растворителей, и как следствие, к серьезным финансовым потерям. Своевременное обнаружения утечек особенно важно в случае выполнения камеры установки из непрозрачных материалов, например, нержавеющей стали.
Технический результат полезной модели заключается в своевременном информировании экспериментатора об утечке в установке растворителя и реагентов и отключении их поступления в установку.
Технический результат достигается тем, что установка для синтеза или хроматографической очистки биополимеров, содержащая цилиндрическую камеру с крышкой, заполненную полимерным носителем, подвижную перегородку, постоянно прижатую к полимерному носителю и жестко соединенную с дополнительной перегородкой, делящей полость цилиндрической камеры на камеру постоянного объема, сообщенную патрубком с атмосферой, и камеру переменного объема, уплотняющие элементы и пористые фильтры, контактирующие с полимерным носителем и
сообщенные с входным и выходным патрубками, снабжена датчиком утечки, в виде двух проводящих колец, непосредственно не контактирующих друг с другом и концентрически расположенных на поверхности подвижной перегородки, обращенной во внутреннюю полость камеры постоянного объема, и соединенных с устройством управления посредством проводников, проходящих через патрубок, сообщающий камеру постоянного объема с атмосферой, а также тем, что проводящие кольца выполнены из платины.
Предложенная конструкция установки, обладающая всеми положительными качествами прототипа, обеспечивает помимо них возможность получения своевременной информации о возникшей утечке растворителя и реагентов и остановки процесса, что приводит к экономии дорогостоящих реагентов и времени на проведения недостоверного эксперимента.
Ниже приводится конкретный пример выполнения установки.
На фиг.1 схематично изображена установка для синтеза или хроматографической очистки биополимеров
На фиг.2 показано сечение «А-А» с видом на подвижную перегородку с установленным датчиком утечки.
Установка содержит цилиндрическую камеру 1 с крышкой 2 и дном 3, подвижную перегородку 4, входной патрубок 5, размещенный внутри подвижной перегородки и соединенный с держателем 6, пористые фильтры 7, уплотняющий элемент 8, ограничители 9, пружину 10, полимерный носитель 11, выходной патрубок 12, дополнительную перегородку 13, жестко соединенную с подвижной перегородкой 4, предохранительное уплотнение 14, патрубок 15 сообщающий камеру постоянного объема 16 с атмосферой, пневмокамеру переменного объема 17, регулятор давления газа 18, манометр 19, вход сжатого воздуха 20, датчик утечки 21, проводники 22, соединяющие датчик утечки с устройством управления 23.
Между крышкой 2 и дном 3 камеры 1 герметично установлены, с возможностью вертикального перемещения вдоль оси камеры, подвижная перегородка 4 и дополнительная перегородка 13. Внутри подвижной перегородки 4 размещен подвижный входной патрубок 5, соединенный с держателем 6 пористого фильтра 7, контактирующего с поверхностью полимерного носителя 11. На поверхности 24 (фиг.2)
подвижной перегородки 4, обращенной во внутреннюю полость камеры постоянного объема 16, размещен датчик 21 утечки. На внешних концах подвижной перегородки 4 и входного патрубка 5, выходящих за пределы камеры 1, установлены ограничители 9 хода пружины 10, прижимающей держатель 6 с уплотняющим элементом 8 к внутренней поверхности параболоидной формы подвижной перегородки 4. Второй пористый фильтр 7 контактирует с дном 3 камеры 1 и поверхностью полимерного носителя 11. Каналы входного патрубка 5 и выходного патрубка 12 сообщены с пористыми фильтрами 7.
Датчик утечки 21 выполнен в виде проводящих колец 25 и 26 (фиг.2), непосредственно не контактирующих друг с другом и концентрически расположенных на поверхности 24 подвижной перегородки 4. Проводящие кольца могут быть выполнены их платины или другого проводящего материала, обладающего необходимыми характеристиками для реакторов разного типа. Проводники 22, соединяющие датчик утечки 21 с устройством управления проходят через патрубок 15, сообщающий камеру постоянного объема с атмосферой.
Камера 1 может быть выполнена, например, из нержавеющей стали или из прозрачного химически стойкого стекла или аналогичного материала. Подвижная перегородка 4 и дополнительная перегородка 13 могут быть выполнены из непроводящего материала. В случае их выполнения из нержавеющей стали, датчик утечки 21 надежно изолируют от проводящей поверхности.
Управляющая шина 27 соединяет устройство управления 23 с побудителем расхода жидкости (на фиг 1 не показан).
Установка работает следующим образом.
В процессе работы раствор реагента под действием побудителя расхода жидкости (не показан) поступает через входной патрубок 5 и пористый фильтр 7 в полость цилиндрической камеры 1, заполненной полимерным носителем 11, затем через другой фильтр 7, прилегающий к дну 3 камеры 1, поступает в выходной патрубок 12. Под действием избыточного давления, образуемого за счет поступления сжатого воздуха или инертного газа через вход 20 в камеру переменного объема 17, подвижная перегородка 4 сжимает полимерный носитель и обеспечивает плотное прилегание пористых фильтров 7 к полимерному носителю с обеих сторон. Избыточное давление контролируется манометром 19 и регулятором давления газа 18. В процессе физико-химических реакций полимерный носитель 11 может изменять свой объем. При этом подвижная перегородка
4 под действием изменяющегося объема носителя 11 меняет свое положение, всегда оставаясь плотно прижатой через пористый фильтр 7 к верхнему слою полимерного носителя 11. При изменении внутреннего диаметра камеры, в процессе вертикального перемещения вдоль оси, изменяется степень растяжения пружины 10, обеспечивая тем самым перемещение уплотняющего элемента 8 по параболической поверхности и надежное прижатие его кромки к стенкам камеры.
Если в процессе работы установки нарушается герметичность камеры с полимерным носителем 11, в камеру постоянного объема 16 начинает поступать растворитель и реагенты. Как только в промежуток между проводящими кольца 25 и 26 датчика утечки 21 попадет вытекающий растворитель, проводимость между кольцами изменяется. Сигнал об изменении проводимости поступает на устройство управления 23, где измеряется и преобразовывается в соответствующее цифровое значение, а затем сравнивается центральным процессором с фоновым значением, установленным экспериментатором перед началом работы, учитывающим шумовые характеристики датчика и условия окружающей среды. В том случае, если сигнал превысит фоновое значение, устройство управления формирует предупредительные сигналы: звуковой и видео сигнал для визуализации на экране персонального компьютера, а также подает команду по шине 27 остановки процесса прокачки жидкости побудителем расхода жидкости.