RU1806692C - Способ криоконсервации спермы сельскохоз йственных животных и установка дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: в животноводстве дл  искусственного осеменени  животных. Сущность изобретени : способ ведут в герметичной камере с проведением эквилибра- ций загруженных в тубы спермодоз при температуре 2-5°С в течение .1-2 ч и последующим замораживанием парами жидкого азота, подаваемого в камеру. При этом тубы со спермодозами вращают со скоростью 180-250 об/мин при скорости замораживани  от 3 до 30 град/мин. По достижении температуры туб со спермодозами (-)30 - (-)60°С замораживание ведут при скорости 5-35 град/мин: при (-)60 - (-)90°С - 10-40 об/мин: при (-)90 град Цельси  - 5- 1 Роб/мин. Последующее охлаждение спермодоз ведут до достижени  температуры от (-)10.0 до (-)150°С. Установка дл  криокон- сервировани  спермы сельскохоз йственных животных включает теплоизбли- рованную камеру, сообщенную через патрубок с сосудом Дюара. Внутри камеры расположен имеющий привод вращени  с регул тором скорости барабан, на котором с возможностью вращени  вокруг собственной оси установлены тубы со спермодозами. Ё

Description

Изобретение относитс  к искусственному осеменению сельскохоз йственных животных , в частности к технологии и аппаратуре дл  криоконсервации спермы производителей, и может быть использовано на всех племпредпри ти х и станци х искусственного осеменени . Целью изобретени   вл етс  устранение вышеуказанных недостатков, а именно повышение качества спермы и сокращение времени на ее криоконсервацию.

В основу изобретени  положена задача разработать такие способы, и установку дл  криоконсервации, в которых путем изменени  условий и режима проведени  отдельных стадий криоконсервации, достигалась

бы равномерность распределение сперми- ев в спермодозах, исключалс  бы их тепловой шок и обеспечивалась бы стабильность показателей качества спермы.

На фиг. 1 представлена обща  схема установки дл  реализации предлагаемого способа криоконсервации; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Установка дл  реализации предлагаемого способа криоконсервации спермы содержит сосуд Дьюара 1 с жидким азотом (см. фиг. 1), теплоизолированный кожух 2, в котором размещена теплоизолированна  камера 3, замкнутую линию 4 подвода и отвода паров жидкого азота, подключенную к входному За и выходному 36 патрубкам

СО

о о

Os

ю

N)

камеры 3 и имеющую выпускной патрубок 4а с вентилем 5 дл  выпуска излишка паров в атмосферу, а также вентил тор 6 и теплообменник 7, включенные в указанную ли- нию 4, При этом, как показано на чертеже, посредством указанной линии 4 нагнетающий патрубок вентил тор 6 сообщен с входным патрубком камеры 3, а его всасывающий патрубок - с выходным патрубком последней. Через теплообменник 7 камера 3 сообщаетс  с сосудом Дьюара 1, куда введен нагреватель 8, выполн ющий функцию испарител  жидкого азота.

Установка содержит также патроны 9 дл  фиксации туб 10 со спермодозами (см. фиг. 2), размещенные внутри камеры 3 и установленные на валах .11, смонтированных с помощью подшипников 12 в стенке камеры 3. Валы 11 посредством зубчатой передачи 13 соединены с приводом .14 вращени , имеющим регул тор скорости вращени  выходного вала (не показан). Указанный регул тор скорости может быть выполнен любым известным образом, в частности , в виде регул тора величины тока, если в качестве привода вращени  использован двигатель посто нного тока. Кроме того, в установке имеетс  выполненный известным образом программный задачник .15, задающий режим замораживани  спермы и снабженный датчиком 16 температуры, введенным в камеру 3, в зону расположени  патронов 9.. . ..

Описанна  установка реализует предлагаемый способ замораживани  следующим образом.

Тубы 10 со спермодозами через крышу (не показаны) в камере 3 устанавливают в патроны 9. Крышу камеры 3 закрывают и с помощью программного задачника задают необходимую температуру (от+2 до +5°С). и врем  (от 1,5 до 2 ч) эквилибрации. За 10-15 мин до начала замораживани  программный задачник 15 дает команду на включение привода 14 и вращение патронов 9 с тубами 10.

Через указанное врем  (10-15 мин) программный задачник 15 переключает установку на режим замораживани  (патроны 9 с тубами 10 продолжают вращатьс ). При этом нагреватель 8 обеспечивает непрерывное испарение жидкого азота из сосуда Дыоара 1. Пары азота поступают в теплообменник 7, где, смешива сь с наход щимис  в линии 4 воздухом, охлаждают его, после чего указанна  смесь поступает в камеру 3, охлаждает вращающиес  патроны 9 с тубами 10 и выходит из камеры 3 по линии 4. Вентил тор 6, включенный программным задатчйком 15 перед началом замораживани , обеспечивает циркул цию паров азота по замкнутому пути, благодар  чему отработанные пары, имеющие еще достаточно низкую температуру, вновь подаютс  в

теплообменник, где смешиваютс  с первичными парами азота, поступающими из сосуда Дьюара 1 и имеющими более низкую температуру, и вновь подаютс  в.камеру 3. При этом снижаютс  энергозатраты на охлаждениё хладагента и сокращаетс  врем 

на проведение замораживани .;

Указанный режим замораживани 

осуществл етс  при скорости вращени 

патронов 9 от 180 до 250 об/мин и предус5 матривает снижение температуры спермо- доз с непрерывным повышением скорости их замораживани , причем эта скорость составл ет: в диапазоне от температуры эквилибрации до -30°С - от 3 до 30 град/мин, в

0 диапазоне от -30 до 60°С - от 5 до 35 град/мин и в диапазоне от -бО до 90°С-от 10 до 40 град/мин. Притаком режиме достигаетс  равномерное распределение спер- миев в каждой спермодозе с практически

5 мгновенным замораживанием всего объема последней. При этом уменьшаетс  кристаллообразование и больша  часть спермиев попадает в мех кристаллизационное пространство . В результате процент.гибели

0 с п ё р ми е в су ществе н н о с н ижаетс  (н е бол ее 40%), поскольку отсутствует присущее всем известным способам замораживани  спермы большое осмотическое и гидрастатиче- ское давление, в незамерзшей части объема

5 спермы-. .- . .. - .. .. : : :

При температуре спермодоз - 90°С программный задатчик 15 дает команду на снижение скорости вращени  патронов 9 до з начени  от 5 до 10 об/мин, затем спермо0 дозы продолжают охлаждатьс  до достижени  ими температуры от -iOO до -150°С, после чего подаетс  команда на прекращение процесса замораживани . Замороженные спермодозы перенос т дл 

5 дальнейшего хранени  в стационарное биохранилище и извлекают оттуда по менее практической необходимости.

Программный задатчик 15 может обеспечивать работу установки и в других режи0 мах, в частности, следующим образом.

Отработанные пары азота, смешиваемые в теплообменнике с новыми порци ми азота, направл ютс  сильным потоком на вращающийс  биообъект (патроны 9 с туба5 ми 10), при этом первоначально температура потока хладагента ниже Температуры биообъекта на заданную величину, По мере приближени  температуры биообъекта к температуре хладагента снижаетс  отвод тепла от биообъекта, на что реагирует датчик 16 температуры, подава  сигнал в программный задатчик 15 на увеличение скорости вращени  биообъекта. Увеличение скорости вращени  последнего приводит к повышению отвода тепла от него. Затем, когда температуры биообьекта и хладагента вновь сблиз тс , подаетс  команда на более интенсивную подачу паров азота к биообъекту , и температура последнего вновь снижаетс  и т.д.

Таким образом, описанна  установка имеет широкие функциональные возможности по выбору режима замораживани  и реализует за вл емый способ криоконсер- вации наилучшим образом.

Криоконсервацию осуществл ли на 20 разведенных э кул тах (вз тых от 20 быков) при семи разных скорост х вращени  труб в начале замораживани  (30, 80, 130; 180, 250, 350, и 400 об/мин). Дл  сравнени  проводили также контрольный эксперимент по способу-прототипу (когда тубы на стадии замораживани  находились в неподвижном состо нии, т.е. скорости равн лись нулю). При этом дл  каждой из скоростей отдельно замораживали сперму в облицованных гранулах и пайетах (до 500 шт. в каждой тубе). Эксперименты проводили по п ти режимам замораживани  (с разным режимом изменени  скорости замораживани ) и определ ли два показател  качества замороженной спермы: активность в баллах и врем  выживаемости спермиев (+38°С) в часах. Первые три режима замораживани  соответствовали параметрам за вл емого способа, а последние два выходили за пределы этих параметров. Аналогично, предлагаемому способу соответствовали только п ть из указанных скоростей вращени , а именно от 80 до 350 об/мин. Скорость вращени  биообъекта в конце замораживани  (при полной кристаллизации) выбирали в пределах от 5 до 10 об/мин.

Показатели качества спермы дл  за вл емого способа выше, чем дл  известного. При этом требуемое качество спермы достигаетс  лишь в опытах, соответствующих скорости вращени  биообьекта от 80 до 350 об/мин (с наилучшим результатом при скорости от 180 до .250 об/мин). При скорост х вращени  0.30 и 400 об/мин качество спермы заметно падает.

Таким образом, при использовании предлагаемой установки дл  реализации за-  вл емогр способа повышаетс  качество спермы, а врем  на ее Криоконсервацию, например в отношении э кул тов от 50 быков , сокращаетс  с 8 ч (по известному способу ) до 4 ч, т.е. в 2,раза.

Годовой экономический эффект от внедрени  одной установки составл ет ориентировочно 3 тыс. руб., а максимальный эффект от внедрени  потребного количества установок в масштабе всей страны около 3 млн. руб.

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Способ криоконсервации спермы сельскохоз йственных животных, включающий загрузку спермодоз в тубы, эквилибра- циюих путем выдерживани  при(+2)-(+5)°С и последующее замораживание с помощью жидкого азота, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества спермы и

   сокращени  времени на ее криоконсерва- цию, эквилибрацию и замораживание туб со спермодозами осуществл ют в герметичной камере, причем эквилибрацию при (+2) - (+5)°С провод т в течение 1.5-2 ч, а замораживание с помощью жидкого азота ведут путем подачи паров жидкого азота в камеру, при этом тубы со спермодозами вращают со скоростью 180-250 об/мин при скорости замораживани  3-30 град/мин, а при достижении температуры туб со спермодозами (-30) - (-60)°С замораживание осуществл ют со скоростью 5-35 град/мин, при температуре спермодоз (-60) - (-90)°С - со скоростью 10-40 град/мин, затем при температуре спермодоз -90°С скорость вращени  туб измен ют до значени  от 5 до 10 об/мин и продолжают охлаждение спермодоз до достижени  ими температуры от (-100)до(-150)°С.
2. 2. Установка дл  криоконсервации спермы сельскохоз йственных животных, включающа  приспособление дл  эквилиб- рации, состо щее из имеющего приводы барабана , на котором закреплены тубы со

   спермодозами, и приспособление дл  замораживани  в виде сосуда Дьюара, отличающа с  тем, что, она снабжена герметичной теплоизолированной камерой, сообщенной входным и.выходным патрубками с

   сосудом Дьюара, и цилиндрическими патронами дл  туб со спермодозами, расположенными внутри камеры и установленными с возможностью вращени  относительно оси барабана и собственной оси.
3. 3. Установка поп.2, от л и ч а ю ща  - с   тем, что камера снабжена вентил тором, нагнетательный патрубок которого сообщен с входным патрубком камеры, а всасы- вающий патрубок - с выходным патрубком последней.
4. 4. Установка по пп.2 и 3, о т л и ч а ю - щ а   с   тем, что привод вращени  барабана снабжен регул тором скорости.

   .

   LЈ

   ФИГ. I

   Д-Д.