РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(19)
RU
(11)
(13)
C2
(51) МПК
(52) СПК
  • B01F 7/20 (2017.05)
  • B01F 3/08 (2017.05)
  • A61K 35/16 (2017.05)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус:
Пошлина:
действует (последнее изменение статуса: 19.03.2018)
учтена за 4 год с 04.09.2018 по 03.09.2019

(21)(22) Заявка: 2015137680, 03.09.2015

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
03.09.2015

Дата регистрации:
05.03.2018

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 03.09.2015

(43) Дата публикации заявки: 10.03.2017 Бюл. № 7

(45) Опубликовано: 05.03.2018 Бюл. № 7

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2257916 C1, 10.08.2005. RU 2130318 C1, 20.05.1999. RU 2009135352 A, 27.03.2009. US 5419906 A, 30.05.1995.

Адрес для переписки:
141306, Московская обл., г. Сергиев Посад-6, ул. Октябрьская, 11, ФГБУ "48 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны РФ, начальнику института

(72) Автор(ы):
Жуков Вячеслав Александрович (RU),
Ребров-Волошин Алексей Александрович (RU),
Пастушенко Сергей Борисович (RU),
Шелеметьев Анатолий Яковлевич (RU),
Терентьев Александр Иванович (RU),
Осин Владимир Викторович (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное бюджетное учреждение "48 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШЕНИЯ СЫВОРОТКИ ИММУННОЙ КРОВИ С ЭТИЛОВЫМ СПИРТОМ НА ХОЛОДЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области биотехнологии иммунобиологических препаратов для медицинского применения, в частности к выделению гамма-глобулиновой фракции белков сыворотки иммунной крови. Устройство для смешения сыворотки иммунной крови с этиловым спиртом на холоде, включает емкость для реакционной смеси, мешалки капиллярные с приводным мотором-редуктором, холодильные агрегаты, систему подачи спирта в емкость для реакционной смести, одну емкость для реакционной смеси. Емкость для реакционной смеси выполнена с зеркальной поверхностью внутренней стенки, с теплоизоляционной рубашкой, с крышкой на петлях с отверстиями под вал мешалки, выводным контактным датчиком измерителя-регулятора температуры и электродом рН-метра-милливольтметра с термокомпенсатором; оборудована верхнеприводной двухуровневой лопастной полой мешалкой. Мешалка состоит из воронки, полой трубки, четырех лопастей, двух полых перфорированных петлеобразных трубок-распределителей вводимого спирта этилового с 16-ю отверстиями. Лопасти оснащены устройством для перемещения и фиксации их по высоте, с мотором-редуктором с регулятором оборотов скорости вращения мешалки. Емкость оборудована штуцером с краном для выгрузки продукта, выводным контактным датчиком измерителя-регулятора температуры и рН-метр-милливольтметром с термокомпенсатором. При этом все элементы смонтированы на раме с колесными опорами. Система подачи спирта в емкость реактора включает: напорную емкость, морозильную камеру с отверстиями с заглушкой на боковой стенке для монтажа трубопровода, трубопровод из силикона с полиэтиленовым наконечником с теплоизоляцией из вспененного полипропилена, баллон с редуктором для азота, пневмопровод, оборудованный фильтрдержателем для фильтра и фильтром из политетрафторэтилена. Изобретение обеспечивает плавную регулировку скорости вращения мешалки в диапазоне от 0 до 140 об/мин, что обеспечивает эффективное, без вспенивания реакционной смеси, перемешивание всего объема продукта при различных его количествах в емкости на скорости (105±2) об/мин; возможность поддержания скорости подачи всего объема охлажденного спирта этилового в емкость с реакционной смесью в диапазоне (1,80±0,10) л/ч в условиях, исключающих попадание в продукт механических примесей и воздействия кислорода воздуха; максимальную изоляцию реакционной смеси и используемых компонентов от воздействия негативных факторов внешней среды; увеличение выхода продукта в 1,2 раза; снижение в готовом продукте производства содержания остаточного спирта этилового в 1,09 раза; исключение из состава устройства деталей из стекла; мобильность установки, легкость перемещения устройства в помещениях, где размещается аппаратурно-технологическая линия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.


Изобретение относится к области биотехнологии лекарственных средств, конкретно к производству иммунобиологических препаратов для медицинского применения (ИБП), в частности к выделению гамма-глобулиновой фракции белков сыворотки иммунной крови - полупродукта производства специфического иммуноглобулина.

Из существующих методов выделения гамма-глобулиновой фракции белков сыворотки иммунной крови человека и животных для приготовления разрешенных к применению лечебно-профилактических препаратов иммуноглобулина в нашей стране известен наиболее распространенный в настоящее время в производственной практике метод Кона либо его модификации [Иммуноглобулины человека, сыворотки и иммуноглобулины гетерологичные, моноклональные антитела, пробиотики, бактериофаги, аллергены, цитокины (вводимые людям) / В книге «Медицинские иммунобиологические препараты», т. 2, под ред. Н.В. Медуницына. - М., 2011].

Принцип выделения гамма-глобулиновой фракции (иммуноглобулина) путем осаждения этиловым спиртом на холоде основан на последовательном изменении основных факторов, влияющих на растворимость белков сыворотки иммунной крови: концентрации этилового спирта, pH реакционной смеси, ионной силы, концентрации белка и температуры.

Получение гамма-фракции глобулина без изменения его структуры включает в себя этап предварительной очистки сыворотки иммунной крови от фибриногена, слизи, нерастворимых примесей и четыре последовательных этапа отделения альбумина, альфа - и бета-фракций глобулина и концентрирования гамма-фракции глобулина с осаждением на каждом этапе нерастворенных компонентов неоднородной реакционной смеси центрифугированием [Руководство по вакцинному и сывороточному делу / Под ред. П.Н. Бургасова. - М.: Медицина, 1978].

Технически фракционирование белков сыворотки иммунной крови осуществляют путем медленного добавления к сыворотке, фильтрату либо центрифугату охлажденного 53% водного раствора этилового спирта при непрерывном перемешивании и постепенном снижении температуры реакционной смеси.

Важным условием отделения альбумина, альфа-, бета-фракций глобулина и получения стабильных препаратов гамма-фракции глобулина является строгое соблюдение на каждом этапе температурного режима, равномерной скорости подачи спирта и минимальное вспенивание реакционной смеси при перемешивании, что обеспечивается надлежащим подбором технологического оборудования.

При получении жидкой лекарственной формы для парентерального введения гетерологичного иммуноглобулина из сыворотки иммунной крови лошадей против геморрагической лихорадки Эбола [патент РФ на изобретение №2130318 от 05.07.1996 г.] и геморрагической лихорадки Марбург [патент РФ на изобретение №2257916 от 10.08.2006 г.] для смешения сыворотки, фильтрата либо центрифугата с этиловым спиртом использовалась установка (стол для фракционирования) «FS-50» производства ЧССР (прототип).

Основой установки «FS-50» (фиг. 1) служит холодильный прилавок (1) с установленными в нем холодильными агрегатами и система подачи охлажденного спирта в приемные емкости для смешения с фракционируемым материалом. Холодильная магистраль распределена на две ветви, из которых одна предназначена для охлаждения реакционной смеси в двух 25 л стеклянных емкостях (2), размещенных в ванне (3), заполненной до определенной высоты этанолом (температура в ванне поддерживается на уровне до минус 10°C), а вторая ветвь - для охлаждения в морозильной камере (4) до минус (16±1)°C 53% водного раствора этилового спирта.

Подачу через стеклянный радиатор (5) охлажденного в двух стеклянных емкостях (6) раствора этилового спирта в воронку полой двухуровневой стеклянной капиллярной мешалки (7) осуществляют с использованием сжатого воздуха (давление воздуха 0,05 атм на выходе стенда-распределителя (8)) либо самотеком. Перемешивание смеси осуществляется с помощью мешалки приводным мотором (9).

При использовании в качестве сырья 10 л сыворотки иммунной крови в работе задействованы обе емкости для реакционной смеси (2), обе емкости для подачи рабочего раствора спирта (6), оба приводных мотора (9).

Установка «FS-50» имеет ряд нижеперечисленных недостатков, которые влияют на производственные показатели процесса получения полуфабриката - гамма-фракции глобулина и его качество:

- зафиксированное положение лопастей мешалок не обеспечивает необходимую эффективную (без вспенивания) скорость смешения охлажденного спирта с фракционируемым материалом при изменении объема реакционной смеси на отдельных этапах фракционирования;

- подача спирта в фракционируемый материал самотеком не обеспечивает равномерность скорости подачи по мере уменьшения его объема в емкости раздачи охлажденного спирта;

- использование баллона или производственной линии для сжатого воздуха, обеспечивающего равномерность подачи спирта, чревато возможностью загрязнения спирта посторонними механическими примесями подаваемого воздуха;

- при подаче спирта под давлением происходит насыщение водного раствора спирта кислородом сжатого воздуха, который ускоряет окислительные процессы при взаимодействии с чувствительными биосистемами, что может оказывать негативное воздействие на структуру выделяемой гамма-фракции глобулина сыворотки иммунной крови;

- использование открытых приемных емкостей для смешения приводит к загрязнению реакционной смеси механическими частицами и посторонней микрофлорой воздуха помещения. Следовательно, в соответствии с отечественными правилами организации производства и контроля качества инъекционных лекарственных средств и МИБП, в частности с правилами GMP, необходимо обеспечение условий повышенного уровня асептичности проводимых операций для исключения снижения качества полуфабриката и возможности производства бракованной продукции;

- в конструкции установки «FS-50» использованы емкости для реакционной смеси и охлаждаемого спирта, трубчатые радиаторы подачи спирта и капиллярные мешалки, изготовленные из стекла, что при многократном обращении с ними при монтаже (демонтаже) установки до и после работ, мойке, термической обработке (сушке) приводит к бою и необходимости дополнительного заказа указанных изделий. Последнее практически неосуществимо в связи с прекращением выпуска морально устаревшей модели.

Отмеченные недостатки имеют принципиальный характер и могут быть устранены разработкой устройства, отвечающего требованиям регламента производства к режимным параметрам ведения процесса и Правилам GMP, практическая эксплуатация которого исключает негативные последствия отмеченных выше недостатков прототипа.

Целью изобретения является разработка устройства для смешения сыворотки иммунной крови (фильтрата либо центрифугата) с этиловым спиртом на холоде на этапах фракционирования, в котором будут исключены вышеуказанные недостатки установки «FS-50» (прототипа), обеспечивающего при этом соблюдение регламентных требований при производстве гетерологичных иммуноглобулинов [патенты РФ на изобретение №2130318 от 05.07.1996 г. и №2257916 от 10.08.2006 г.]:

- оптимальная температура подаваемого водного раствора этилового спирта - минус (16±1)°C;

- оптимальная скорость подачи спирта в емкость - (1,75±0,25) л/ч;

- оптимальная скорость вращения мешалки - (105±5) об/мин;

- оптимальная температура реакционной среды - минус (6±1)°C;

- максимальный объем фракционируемой смеси на отдельных этапах, при использовании в качестве сырья 10 л сыворотки иммунной крови, составляет 37,48 л, минимальный - 13,25 л.

Техническим результатом изобретения является достижение следующих качественных и количественных показателей процесса производства полуфабриката - гамма-фракции глобулина:

- плавно регулируемая скорость вращения мешалки в диапазоне от 0 до 140 об/мин обеспечивает эффективное, без вспенивания реакционной смеси, перемешивание всего объема продукта при различных его количествах в емкости на скорости (105±2) об/мин;

- возможность поддержания скорости подачи всего объема охлажденного спирта этилового в емкость с реакционной смесью в диапазоне (1,80±0,10) л/ч в условиях, исключающих попадание в продукт механических примесей и воздействия кислорода воздуха;

- максимальная изоляция реакционной смеси и используемых компонентов от воздействия негативных факторов внешней среды (повышение асептичности технологических операций);

- увеличение выхода продукта (полуфабриката) в 1,2 раза, отвечающего требованиям нормативных документов к его качеству при экспериментальном производстве гетерологичных иммуноглобулинов;

- снижение в готовом продукте производства содержания остаточного спирта этилового в 1,09 раза;

- исключение из состава устройства деталей из стекла;

- мобильность установки, легкость перемещения устройства в помещениях, где размещается аппаратурно-технологическая линия.

Указанный технический результат достигается за счет реализации комплекса технических и технологических решений, обеспечивших создание устройства, предназначенного для смешения сыворотки иммунной крови с этиловым спиртом на холоде для выделения гамма-фракции глобулина в процесса экспериментального производства гетерологичных иммуноглобулинов, с соблюдением блюдением регламентных требований к режиму смешения фракционируемого материала с водным раствором спирта этилового, включающего в себя: емкость для реакционной смеси общей вместимостью 50 л, выполненную из стали марки 08X18H10 с толщиной стенки 2 мм с зеркальной поверхностью внутренней стенки, с теплоизоляционной рубашкой с толщиной стенки 1,5 мм, с крышкой на петлях с отверстиями под вал мешалки, выводной контактный датчик измерителя-регулятора температуры и электрод рН-метра-милливольтметра с термокомпенсатором; оборудованную верхнеприводной двухуровневой лопастной полой мешалкой из стали марки 08X18H10, состоящей из воронки, полой трубки, четырех лопастей с наклоном 45° к направлению вращения с диаметром 0,23 м, высотой лопатки 0,02 м, двух полых перфорированных петлеобразных трубок-распределителей вводимого спирта этилового с 16-ю отверстиями диаметром 1 мм, при этом на нижнем уровне лопасти оснащены дополнительным устройством для перемещения и фиксации их по высоте, с мотором-редуктором с регулятором оборотов скорости вращения мешалки от 0 до 140 об⋅мин-1; дополнительно оборудованную штуцером с краном для выгрузки продукта из емкости реактора, а также выводным контактным датчиком измерителя-регулятора температуры и рН-метр-милливольтметром с термокомпенсатором; шкаф управления с микропроцессорным измерителем-регулятором; при этом все вышеперечисленные элементы смонтированы на раме размером: ширина - 1050 мм, глубина - 750 мм, высота - 1360 мм, с колесными опорами; систему подачи спирта в емкость реактора, включающую напорную емкость 5 л (может дополнительно комплектоваться емкостями вместимостью 10 и 20 л) для спирта этилового из полированной нержавеющей стали марки 08X18H10 со съемной крышкой и манометром, морозильную камеру с отверстиями с заглушкой на боковой стенке для монтажа трубопровода, трубопровод из силикона с полиэтиленовым наконечником с теплоизоляцией из вспененного полипропилена, баллон с редуктором для азота, пневмопровод, оборудованный фильтродержателем для фильтра и фильтром из политетрафторэтилена с размером пор 0,45 мкм.

Сущность изобретения заключается в том, что для создания устройства, обеспечивающего исключение всех очевидных недостатков прототипа, использовали колбу реактора из стали марки 08X18H10, выполненную с зеркальной поверхностью внутренней стенки, усиленной теплоизоляционной рубашкой для надежного поддержания в колбе реактора заданной отрицательной температуры и крышкой, в которой имеются отверстия под вал мешалки, выводной контактный датчик измерителя-регулятора температуры и для отбора пробы при определении рН фракционируемой смеси; холодильный агрегат для охлаждения реакционной смеси в емкости реактора; привод мотора, обеспечивающий плавное регулирование скорости вращения мешалки; штуцер с краном для выгрузки продукта из колбы реактора; шкаф управления с микропроцессорным измерителем-регулятором. Одновременно устройство включает герметичную теплоизолированную систему подачи охлажденного водного раствора этилового спирта в колбу реактора, оборудованную баллоном для азота с редуктором, фильтродержателем, снабженный фильтром из политетрафторэтилена для очистки газов с размером пор 0,45 мкм для предотвращения попадания в отфильтрованный спирт посторонних механических частиц, напорной емкостью вместимостью 5 л для спирта этилового из полированной нержавеющей стали марки 08X18H10, со съемной крышкой и манометром, выдерживающей в собранном состоянии давление до 7 атм. В зависимости от объема фракционируемого материала может дополнительно комплектоваться емкостями вместимостью 10 и 20 л. При рабочем давлении подаваемого азота, происходит практически полная эвакуация спирта. Возможна ее термическая обработка (стерилизация). При этом напорная емкость со спиртом размещена на нижней полке морозильной камеры на боковой стенке которой имеется отверстие с заглушкой, через которое можно вводить (выводить) шланги во внутреннюю камеру морозильника. Кроме того, трубопровод из силикона с полиэтиленовым наконечником для подачи в воронку полой мешалки колбы реактора охлажденного спирта, термоизолирован от окружающего воздуха рабочего помещения двумя теплоизоляционными трубками из вспененного полипропилена.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступной научно-технической информации нет сведений об устройстве, характеризующемся заявленными существенными признаками и обеспечивающим решение поставленных задач.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что представленная совокупность разработанных технических и технологических решений, реализованных в создании устройства обладающего указанными существенными признаками обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы материалы, оборудование и приборы, выпускаемые промышленностью и разрешенные Минздравом России к производству фармацевтических препаратов. Разработанное устройство может серийно выпускаться промышленностью, после разработки соседствующих документов (РКД, ТУ и т.д.) в соответствии с разработанным нами техническим заданием.

Пример выполнения

При разработке устройства исходили из общих и специфических требований, предъявляемых к технологическому оборудованию, включаемому в аппаратурно-технологическую линию по производству МИБП, и регламентных требований к производству иммуноглобулина.

Общие [Чуешов В.И., Зайцев А.И., Шебанова С.Г. Промышленная технология лекарств. - Харьков: Книга, 2002, 560 с.]:

- эксплуатационные - объем рабочей камеры, поддерживаемая температура, число оборотов мешалки при перемешивании неоднородной жидкости должны обеспечивать оптимальное ведение процесса;

- конструктивные - монтаж и демонтаж узлов и агрегатов должны выполняться в кратчайшие сроки при минимуме затрат, что характерно для сборных конструкций;

- экономические - с учетом реальных условии эксплуатации должны быть минимальные общие затраты, обоснованные технико-экономическими расчетами;

- по технике безопасности - должна быть обеспечена надежность аппарата и устройств предупреждения и предохранения от аварии.

Специфические [Надлежащая практика производства медицинских иммунобиологических препаратов. СП 3.3.2.1288-03 - М., 2003]:

- конструкция устройства должна гарантировать условия, близкие к асептическим (снижение возможности контаминации производимого продукта механическими частицами и посторонней микрофлорой), для чего емкости должны быть закрытыми;

- поверхности оборудования, соприкасающиеся с исходным сырьем и полупродуктами, должны быть гладкими и изготовленными из стойкого к коррозии, окислению, ощелачиванию материала, который не реагирует с используемым биологическим материалом, не должны быть пирогенными, поверхностно активными, токсичными, оказывающими ингибирующее воздействие на активность препарата, то есть не должны содержать вещества, которые, в случае химической реакции могут, выделяясь или вымываясь, попасть в состав МИБП, не должны нагреваться выше 32°C;

- детали оборудования должны быть съемными для облегчения их мойки и обработки дезинфицирующими средствами или выдерживать режим многократной термической обработки (стерилизации).

Поставленная задача решена благодаря тому, что при разработке устройства (фиг. 2) предусмотрены следующие отличительные признаки от прототипа.

При разработке устройства за основу была взята промышленная установка РД-50 (реактор-диспергатор) для создания высокодиспергированных эмульсий при положительных температурах, серийно выпускаемая предприятием ООО «Арт Лайф Техно» (г. Юрга, Кемеровской области) по ТУ 5138-004-

57644711-2002 «Емкости из нержавеющей стали для хранения, переработки и транспортирования различных видов продукции».

В целях достижения заявленного технического результата и соблюдения требований нормативного документа ОСТ 42-510-98 «Правила организации производства и контроля качества лекарственных средств (GMP)» в конструкцию установки были внесены технические изменения в соответствии с разработанным нами техническим заданием. Разработанное устройство включает в себя следующие узлы и элементы:

1) Реактор-диспергатор компрессорный, который содержит в своем составе:

- холодильный агрегат (1) для охлаждения реакционной смеси в емкости реактора;

- колбу реактора (2), выполненную с зеркальной поверхностью внутренней стенки, усиленной теплоизоляционной рубашкой для надежного поддержания в колбе реактора заданной отрицательной температуры и крышкой, в которой имеются отверстия под вал мешалки, выводной контактный датчик измерителя-регулятора температуры и для отбора пробы при определении рН фракционируемой смеси. Материал изготовления колбы реактора - сталь марки 08Х18Н10;

- привод мотора (3), обеспечивающий плавное регулирование скорости вращения мешалки (4). Для определения пусковой мощности привода мотора проводили расчет потребляемой мощности мешалки в процессе смешения с раствором этилового спирта сыворотки крови, учитывая плотность и динамическую вязкость сыворотки при отрицательной температуре (до 0,1 Па⋅с), с использованием критерия Рейнольдса (Rем) и модифицированного критерия Эйлера (Euм), а также рабочую мощность [Чуешов В.И., Зайцев А.И., Шебанова С.Г. Промышленная технология лекарств. - Харьков: Книга, 2002, 560 с. Стабников В.Н., Попов В.Д., Лысянский В.М., Редько Ф.А. Процессы и аппараты пищевых производств. - М: Пищевая промышленность, 1976, 664 с. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973, 762 с. ];

- штуцер с краном (5) для выгрузки продукта из колбы реактора, минуя диспергатор (6);

- шкаф управления (7).

2) Герметичная теплоизолированная система подачи охлажденного водного раствора этилового спирта в колбу реактора, которая включает:

- баллон с редуктором для азота (8). Для предотвращения попадания в отфильтрованный спирт посторонних механических частиц азот из баллона с регулируемым давлением поступает по шлангу в напорную емкость со спиртом (9) через фильтродержатель (10), снабженный фильтром из политетрафторэтилена для очистки газов с размером пор 0,45 мкм;

- напорная емкость вместимостью 5 л из полированной нержавеющей стали марки 08X18H10 со съемной крышкой и манометром, выдерживающей в собранном состоянии давление до 7 атм. При рабочем давлении подаваемого азота, происходит практически полная эвакуация спирта. Возможна ее термическая обработка (стерилизация);

- морозильную камеру (11), в которой на нижней полке размещена напорная емкость со спиртом. На боковой стенке морозильной камеры имеется отверстие с заглушкой, через которое можно вводить (выводить) шланги во внутреннюю камеру морозильника;

- трубопровод из силикона с полиэтиленовым наконечником (12) для подачи в воронку полой мешалки реактора РДК-50 охлажденного спирта, термоизолированный от окружающего воздуха рабочего помещения двумя теплоизоляционными трубками из вспененного полипропилена.

При разработке формы и размеров мешалки - основного узла РДК-50, обеспечивающего эффективность смешения необходимого объема жидкой среды в колбе реактора, исходили из требований регламента фракционирования и общепринятых физических, кинематических и геометрических факторов для перемешивающих устройств жидкой среды [Чуешов В.И., Зайцев А.И., Шебанова С.Г. Промышленная технология лекарств. - Харьков: Книга, 2002, 560 с. Стабников В.Н., Попов В.Д., Лысянский В.М., Редько Ф.А. Процессы и аппараты пищевых производств. - М: Пищевая промышленность, 1976, 664 с. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. / пер. с польского под ред. Щупляка И.А. Л.: Химия, 1975, 384 с. Плановский Л.П., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. - М.: Химия, 1972, 426 с. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973, 762 с.].

Верхнеприводная полая двухуровневая мешалка (фиг. 3) включает: воронку (1), полую трубку (2), четыре лопастные мешалки (3) с наклоном 45° к направлению вращения (на нижнем уровне лопасти оснащены дополнительным устройством для перемещения и фиксации их по высоте (4) и две полые перфорированные петлеобразные трубки-распределители подаваемого в мешалку раствора спирта (5).

Лопастные мешалки рассчитаны для перемешивания фракционируемой смеси объемом от 12 до 40 л (максимальная высота жидкости до 0,4 м) в колбе реактора внутренним диаметром 0,45 м:

- диаметр лопастей мешалки - 0,23 м;

- высота лопатки - 0,02 м;

- регулируемая скорость мешалки - до 140 об⋅мин-1.

Для равномерного истечения в колбу реактора подаваемого охлажденного спирта в двух петлеобразных трубках-распределителях спирта имеются 16 отверстий диаметром 1 мм.

Материал изготовления мешалки - сталь марки 08X18H10.

Дополнительно в состав устройства для смешения включен рН-метр-милливольтметр с термокомпенсатором, позволяющий производить измерения при температуре анализируемой среды от минус 10°С до 100°С.

Внешние размеры устройства для смешения сыворотки иммунной крови с этиловым спиртом на холоде в сборе, мм - Ш2300×Г1000×В1900.

Обслуживающий персонал - 1 оператор.

Технические характеристики элементов созданного устройства (паспорт на изделие) представлены ниже.

1. Общая характеристика реактора:

- общий объем колбы реактора, л - 50
- максимальный рабочий объем жидкости, л - 40
- минимальный рабочий объем жидкости, л - 12
- скорость вращения мешалки, об/мин - от 0 до 140
- рабочая температура в рубашке, °C - минус (10,0±1,0)
- толщина стенки колбы (емкости), мм - 2
- толщина кожуха, мм - 1,5
- напряжение, В 380
- габаритные размеры реактора, Ш×Г×В×, мм - 1050×750×1360
- масса реактора, пустого, кг - 190

2. Агрегат холодильный герметичный ВС 800 1(2) Р12 TN:

- холодопроизводительность, Вт - 800
- потребляемая мощность, Вт - 450
- масса, кг - 31
- холодильный агент, марка - R22

3. Привод (мотор-редуктор MU40-10-140-V3):

- мощность электродвигателя, кВт - 0,25
- частота вращения электродвигателя, об/мин - 1400
- передаточное отношение - 10
- частота вращения вала редуктора, об/мин - от 0 до 140
- масса, кг - 7

4. Полая мешалка с воронкой

- масса, кг - 0,84

5. Измеритель-регулятор температуры микропроцессорный ТРМ1А-Щ2.Т.С.Р:

- поддержание температуры в рубашке
колбы реактора - автоматическое

6. pH-метр-милливольтметр pH-410:

- диапазон измерения концентрации ионов водорода при температуре анализируемой среды от минус 10°C до 100°C, ед. pH - от 0 до 14;

- диапазон измерения окислительно-восстановительного потенциала при температуре анализируемой среды (25±5)°C - от -999,9 до +1999.

Пример использования устройства по назначению

Процесс смешения сыворотки иммунной крови со спиртом при отрицательной температуре на примере получения рабочего 10% раствора гамма-фракции глобулина, выделенной из 10 л иммунной против геморрагической лихорадки Эбола сыворотки лошадей, заключается в последовательном проведении следующих действий и технологических операций:

- проводят монтаж системы подачи охлажденного спирта и установки РДК-50;

- размещают напорную емкость (танк) на нижней полке морозильной камеры, в танк заливают необходимое количество отфильтрованного рабочего водного раствора этилового спирта с последующей герметизацией крышкой;

- устанавливают температуру морозильной камеры минус (25,0±1,0)°C для охлаждения спирта;

- загружают в колбу реактора необходимый объем сыворотки иммунной крови, подготовленной к фракционированию. Кран выхода продукта из колбы реактора должен быть закрыт;

- выводят на рабочий режим холодильный агрегат - температура охлаждаемой жидкости в рубашке колбы реактора поддерживают на уровне минус (10,0±1,0)°C;

- включают привод мотора мешалки и устанавливают рабочий режим смешения на скорости (105±2) об/мин.

После доведения температуры материала в колбе реактора до 0°C открывают вентиль баллона с азотом и с помощью редуктора устанавливают давление в системе подачи охлажденного спирта - 0,2 атм:

- при данном давлении скорость истечения спирта (1,80±0,05) л/ч, температура спирта на выходе из теплоизолированного трубопровода составляет минус (16,0±0,5)°C;

- начинают подачу в воронку мешалки охлажденного спирта при постоянном перемешивании реакционной смеси. Спирт протекает через полый вал мешалки и через отверстия трубок-распределителей поступает в перемешиваемый жидкий материал. В процессе подачи спирта температура материала в колбе реактора достигает минус (6,0±0,5)°C, дальнейшая работа компрессора холодильного агрегата будет регулироваться микропроцессорным измерителем-регулятором температуры.

По завершении подачи всего объема спирта закрывают вентиль баллона, открывают кран выхода продукта из колбы реактора и, без остановки перешивания, заполняют полученной суспензией центрифужные стаканы.

После осаждения центрифугированием взвешенных частиц всего объема неоднородной реакционной смеси прекращают работу мешалки, отключают холодильный агрегат. Установку готовят к следующему этапу фракционирования. Аналогичным образом проводят последующие этапы фракционирования, используя промежуточные продукты (фильтрат или центрифугат).

В таблице 1 представлена сравнительная характеристика полуфабриката - рабочего 10% раствора гамма-фракции глобулина, выделенного из нормальной и иммунной (против геморрагической лихорадки Эбола) сыворотки крови лошадей.

Результаты, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что созданное устройство обеспечивает получение продукта (полуфабриката гетерологичного иммуноглобулина) с показателями качества, соответствующими требованиям нормативной документации.

В таблице 2 представлена сравнительная характеристика качества полуфабриката, выделенного из 10 л иммунной сыворотки крови лошадей против геморрагической лихорадки Эбола с использованием созданного устройства и прототипа (установки «FS-50»).

Результаты, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что созданное устройство обеспечивает достижение заявленного технического результата по показателям выхода полуфабриката и наличия механических примесей. Кроме того использования разработанного устройства позволяет снизить содержание этилового спирта в полуфабрикате в 1,09 раза и повысить титр вируснейтрализующих антител.

Таким образом, разработанное устройство для смешения сыворотки иммунной крови с этиловым спиртом на холоде позволяет осуществлять проведение соответствующих технологических операций на стадии получения полуфабриката - рабочего 10% раствора гамма-фракции глобулина при соблюдении всех регламентных характеристик и показателей качества получаемого полуфабриката, и может быть использовано в технологии экспериментального получения специфических гетерологичных иммуноглобулинов против опасных и особо опасных инфекционных заболеваний, вызываемых возбудителями различной этиологии.

Формула изобретения

1. Устройство для смешения сыворотки иммунной крови с этиловым спиртом на холоде, включающее емкости для реакционной смеси, мешалки капиллярные с приводным мотором-редуктором, холодильные агрегаты, систему подачи спирта в емкость для реакционной смести, отличающееся тем, что оно включает (фиг. 2) одну емкость для реакционной смеси общей вместимостью 50 л (фиг. 2 поз. 2), выполненную из стали марки 08X18H10 с толщиной стенки 2 мм с зеркальной поверхностью внутренней стенки, с теплоизоляционной рубашкой с толщиной стенки 1,5 мм, с крышкой на петлях с отверстиями под вал мешалки, выводной контактный датчик измерителя-регулятора температуры и электрод рН-метра-милливольтметра с термокомпенсатором; оборудованную верхнеприводной двухуровневой лопастной полой мешалкой (фиг. 2 поз. 4) из стали марки 08Х18Н10, состоящей из воронки (фиг. 3 поз. 1), полой трубки (фиг. 3 поз. 2), четырех лопастей (фиг. 3 поз. 3) с наклоном 45° к направлению вращения с диаметром 0,23 м, высотой лопатки 0,02 м, двух полых перфорированных петлеобразных трубок-распределителей (фиг. 3 поз. 5) вводимого спирта этилового с 16-ю отверстиями диаметром 1 мм, при этом на нижнем уровне лопасти оснащены дополнительным устройством для перемещения и фиксации их по высоте (фиг. 3 поз. 4), с мотором-редуктором (фиг. 2 поз. 3) с регулятором оборотов скорости вращения мешалки от 0 до 140 об⋅мин-1; дополнительно оборудованную штуцером с краном (фиг. 2 поз. 5) для выгрузки продукта из емкости для реакционной смеси, а также выводным контактным датчиком измерителя-регулятора температуры и рН-метр-милливольтметром с термокомпенсатором; шкаф управления с микропроцессорным измерителем-регулятором (фиг. 2 поз. 7); при этом все вышеперечисленные элементы смонтированы на раме размером: ширина - 1050 мм, глубина - 750 мм, высота - 1360 мм, с колесными опорами; систему подачи спирта в емкость реактора, включающую: напорную емкость (фиг. 2 поз. 9) вместимостью 5 л из полированной нержавеющей стали марки 08X18H10 со съемной крышкой и манометром, морозильную камеру (фиг. 2 поз. 11) с отверстиями с заглушкой на боковой стенке для монтажа трубопровода, трубопровод из силикона (фиг. 2 поз. 12) с полиэтиленовым наконечником с теплоизоляцией из вспененного полипропилена, баллон с редуктором для азота (фиг. 2 поз. 8), пневмопровод, оборудованный фильтрдержателем (фиг. 2 поз. 10) для фильтра и фильтром из политетрафторэтилена с размером пор 0,45 мкм.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система подачи охлажденного спирта этилового в емкость для реакционной смеси дополнительно включает напорные емкости вместимостью 10 и 20 л из полированной нержавеющей стали марки 08X18H10 со съемной крышкой и манометром.