CH453739A

CH453739A - Vorrichtung zur optischen Untersuchung einer in einem Fermentationsbehälter befindlichen Flüssigkeit

Info

Publication number: CH453739A
Application number: CH1491166A
Authority: CH
Inventors: Mueller Hans Ing Dr; Loser Rene
Original assignee: Process Engineering Co
Priority date: 1966-10-13
Filing date: 1966-10-13
Publication date: 1968-03-31
Also published as: US3508804A; DE1291133B; DE1974915U

Description


  
 



  Vorrichtung zur optischen Untersuchung einer in einem
Fermentationsbehälter befindlichen Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Untersuchung einer in einem Fermentationsbehälter befindlichen Flüssigkeit. Zur Überwachung des Zustandes des Behälterinhaltes sind üblicherweise Schaugläser am Mantel und Deckel des Behälters angebracht, die mit Beleuchtungseinrichtungen versehen sein können. Damit ist es möglich, den Behälterinhalt makroskopisch zu überwachen, die Wirkung der Belüftungs- und Mischeinrichtungen, die Schaumbildung und auch im groben das Wachstum der Mikroorganismen an der Zunahme der Trübung zu beurteilen.

   Für eine genaue Kontrolle des Umsetzungsvorganges im Behälter ist aber eine eingehende Überwachung des Wachstums und des Zustandes der Mirkoorganismen notwendig, auch wäre durch eine mikrobiologische Überwachung eine Infektion des Behälterinhaltes durch Fremdorganismen feststellbar, die insbesondere bei kontinuierlichen und über längere Zeit laufenden Fermentationsprozessen folgenschwer sein kann. Eine laufende biologische   tXberwa-    chung wird bisher durch mikroskopische Untersuchung von Proben vorgenommen, die an einem Probehähnchen vom Behälter abgezapft werden. Solche Probennahmen sind unter Beachtung besonderer Vorsichtsmassnahmen durchzuführen, um Infektionen des   Beh älterinhaltes    durch den Hahn zu vermeiden. Es muss also zur Überwachung des Fermentationsprozesses immer eine geschulte Kraft in Bereitschaft sein.

   Eine selbsttätige Überwachung, wie sie bei der Erzeugung wertvoller Produkte auf mikrobiologischem Wege sehr erwünscht wäre, ist auf diese Weise nicht durchführbar.



   Die Erfindung ermöglicht eine laufende mikroskopische Überwachung des Behälterinhaltes auf einfache Weise ohne Gefahr einer Infektion. Sie besteht darin, dass an der Behälterwand druck- und flüssigkeitsdicht ein Trägerteil befestigt ist, an welchem ein aus Objektiv und Okular zusammengesetztes Mikroskop, ein mit dem optischen Teil in die Flüssigkeit hineinragender Beleuchtungsapparat und eine zwischen dem Objektivteil und dem Kondensor-Beleuchtungsapparat liegende, mit dem Behälterraum verbundene Flüssigkeitskammer angeordnet sind.



   Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt. Figur 1 zeigt die ganze Vorrichtung im (teilweise schematischen) Schnitt, Figur 2 einen Teil aus Figur 1 in veränderter Stellung, Figur 3 und 4 zeigen eine Ausführungsvariante in Schnitt und Ansicht.



   In Figur 1 ist das aus Objektiv 1 und Okular 2 zusammengesetzte Mikroskop und der Kondensor-Beleuchtungsapparat 3 dargestellt. Mit 4 ist der Trägerteil bezeichnet, welcher die ganze Vorrichtung mittels Flansch mit dem   Fermentafionsbehäfter    5 druck- und flüssigkeitsdicht verbindet. Dem Objektiv 1 ist eine planparallele Glasscheibe 6, dem Kondensor 3 ebenfalls eine Planscheibe 7 vorgelegt, durch welche der Innenraum des Objektiv- und Beleuchtungsteils von der mit dem Innenraum des Behälters 5 in Verbindung stehenden Flüssigkeitskammer 8 dicht abgeschlossen wird. Die Glasscheibe 6 ist an einer das Objektiv 1 umfassenden Hülse 9 eingelassen, welche mittels Exzenter 10 gegen den Beleuchtungsapparat bewegt werden kann, wenn der Knebelgriff 11 betätigt wird.

   Durch Dichtungsring 14 wird das Eindringen von Flüssigkeit in den Objektivraum und auch eine Bildung gefährlicher Keimnester vermieden. Um die Planscheibe 6 ist ein Ringwulst 12 angebracht, an welchem bei der Exzenterbetätigung die Bewegung der Hülse 9 den begrenzenden Anschlag findet. Aus der im Kammerraum 8 befindlichen Flüssigkeit wird die durch die beiden Planflächen 6 und 7 sowie durch die vom Ringwulst 12 gegebene Randfläche umgrenzte Küvette gefüllt, die Schichtdicke wird hierbei durch die Höhe dieser Randfläche bestimmt. In Figur 2 ist dieser Teil der Vorrichtung mit geschlossener Küvette dargestellt. Die Einstellung des Objektives 1 geschieht  durch die Rändelschraube 13, die mit Exzenter oder Zahntrieb die Axialbewegung des Objektives bewirkt.



  Die Lichtquelle des Beleuchtungsapparates ist ausserhalb des Behälters angenommen, das Licht wird durch Prismen in den Kondensor-Beleuchtungsapparat übertragen. In Figur 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher die Küvettenfläche durch einen - mittels von aussen zu betätigender Welle 15 einschwenkbaren - Ringkörper 16 gebildet wird. An diesem Ringkörper ist eine - an sich bekannte  Scheibenwischeinrichtung 17 angebracht, sodass beim Einschwenken zuerst der Scheibenwischer die beiden Planflächen 6 und 7 freiwischt, bevor der Ringkörper 16 in seine Endlage zwischen den beiden Planscheiben gelangt. Der Ringkörper bestimmt in seiner Stärke die Dicke der Flüssigkeitsschicht in der Küvette.

   Für bestimmte Aufgaben, wie Teilchenzählung, Farbmessung, kann dieser Ringkörper sehr dünn ausgeführt werden, etwa 1110 mm oder wenn er aus Stabilitätsgründen stärker gewählt werden muss - so ausgeführt werden, dass in einem grösseren starken Ring, dessen Innendurchmesser grösser ist als der Durchmesser der Hülse 9, ein zweiter Ring gefasst ist, dessen Stärke der erstrebten Küvetten-Schichtdicke entspricht.



   Eine solche Einrichtung gestattet eine laufende mikroskopische Kontrolle des Behälterinhaltes. Die Bedienung kann weitgehend automatisiert werden. Da die Betätigung des Scheibenwischers und die Vorschubbewegung der Hülse für den Objektivteil leicht von aussen geschehen kann und bei der stets gleichen Lage der dünnen Küvette auch die Einstellung des Objektives nicht geändert werden muss, ist auch eine zwangläufige Steuerung möglich; Mit Zeitkontakten ist eine regelmässige mikrophotographische   Überwachung    durchführbar, indem in gewünschten Zeitabständen der Scheibenwischer, die Ringkörpereinführung und Hülsenvorschubbewegung, die Auslösung einer aufgesetzten Mikrophoteinrichtung nach einem elektrisch, pneumatisch oder auch mechanisch mit Nocken gesteuerten Programm betätigt werden.

   Die erzielten Reihenaufnahmen gestatten eine nachträgliche Kontrolle der mikrobiologischen Verhältnisse im Behälter.



   Die Vorrichtung muss in den mit der Behälterflüssigkeit in Berührung kommenden Teilen sterilisierbar sein. Diese Bedingung kann erfüllt werden und auch die Innenteile des Beleuchtungsapparates können in Konstruktion und Material den Anforderungen entsprechend gewählt werden. Schwierigkeiten können bei der Mikroskop-Optik, besonders bei dem Objektiv bestehen. Doch besteht hier die Möglichkeit, während der Sterilisation des Behälters mit angesetzter Vorrichtung den Okularteil und auch das Objektiv abzunehmen und allein die Hülse 9 an seiner Stelle zu lassen, welche den Sterilteil des Mikroskopes von der nicht von Flüssigkeit berührten Optik trennt.

Claims

PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur optischen Untersuchung einer in einem Fermentationsbehälter befindlichen Flüssigkeit. dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem an der Behälterwand druck- und flüssigkeitsdicht befestigten Trägerteil besteht, an welchem ein aus Objektiv und Okular zuammengesetztes Mikroskop, ein mit dem optischen Teil in die Flüssigkeit hineinragender Kondensor-Beleuchtungsapparat und eine zwischen dem Objektivteil und Kondensor-Beleuchtungsapparat liegende, mit dem Behälterraum verbundene Flüssigkeitskammer angeordnet sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Objektivteil (9) und am Beleuchtungsapparat (3) ebenso Glasflächen (6; 7) angeordnet sind, welche durch eine von aussen bedienbare Einrichtung (10; 11) so genähert werden können, dass eine Küvette gebildet wird, deren Schichtdicke durch die Höhe einer ringförmigen Randfläche (12; 16) bestimmt ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Küvettenraum umfassende Randfläche durch einen die eine der Planscheiben umgebenden vorspringenden Ring (12) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Küvettenraum umfassende Randfläche durch einen zwischen Objektivteil (1) und Beleuchtungsapparat (3) einführbaren Ringkörper (16) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (16) auf einem, mittels einer von aussen zu betätigenden Einrichtung einschwenkbaren Organ angeordnet ist, welches ausser dem Ringteil noch eine Scheibenwischeinrichtung (17) trägt.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von aussen zu betätigende Einrichtung zwangläufig so gesteuert ist, dass vor jeder Einführung des Ringteiles (16) die Scheibenwischeinrichtung (17) an den Planflächen (6; 7) vorbeigeführt wird.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Scheibenwischeinrichtung (17), das Einschwenken des Ringteiles (16) zwischen die beiden am Objektivteil und Beleuchtungsapparat angeordneten Planscheiben (6; 7) und die Axialbewegung des Objektivteiles (9) zwangläufig durch eine Programmsteuerung bewirkt wird, durch welche anschliessend die Belichtung in einer dem Mikroskop aufgesetzten photographischen Kamera ausgelöst wird.