Способ обработки гидролизатов, питательных сред и микробных суспензий и устройство для его осуществления

Способ обработки гидролизатов, питательных сред и микробных суспензий и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ласс 30h, 3

82b, З о

М !099бб

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

1

l.

Н, Е. Лебедев Г. А. Потков, Г. С. Безверхий, И. Ф. Новицкий и

И. Н. Виноградова

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГИДРОЛИЗАТОВ, ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД И МИКРОБНЫХ СУСПЕНЗИЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Злянлено 19 нонпрн 1951 r. лл Хо. 102/16-098/2558/455728 н Мннпстерстно тдрлноохрлне. ннн СССР

Предметом изобретения является юсоб обработки гидролизатов, пи1тельных сред и микробных суспен1й, в частности, при производстве

1кцнн из культур патогенных бакрнй, а также устройство для осуествления способа.

Отличительная особенность спо ба, основанного на изготовлении и нращиванни бактерий глубинным тодом в фсрменторах-реакторах, ключается в том, что готовый гидiëèç àò вытесн я ют из реактора катькам воздухом или посредством куума и непрерывным потоком по.нп в сепаратор. После этого остленный и обезжиренный гидроли" самотском или посредством наса отводят в реактор для приговления и варки питательной сре1 (бульона), которую после обогания химикатами и экстрактами в рячем состоянии вытесняют из ретора сжатым воздухом или поедством вакуума и непрерывным током подают в сепаратор. Из сератора после осветления питательную среду под напором, создаваемым насосным устройством сепаратора, непрерывным потоком отводят в посевной реактор для стерилизации среды, выращивания и умертвления бактерий, а готовую микробную суспензию подают в сепаратор для извлечения микробных тел, Известные сепараторы для осветления гидролизатов, состоящие из жидкостной сверхцентрифуги с расположенными в барабане конусными тарелками параллельной тонкослойной сепарации, гидравлического механизма для центробежной выгрузки уплотненного осадка, механизма автоматического управления цикличностью сепараторного процесса и двухгруппового пакета сепарирующих тарелок, не предупреждают выброс из барабана осветленного гидролизата и отсепарированного жира.

Этот недостаток устранен в описываемом устройатве, выполненном в виде сепаратора для осветления гидролизатов, посредством того, что рлгп<>ло>!<снн>>е в блрлблне каналы !

1, Is! Ilc рого!<л жидкости с Одной группы тлрс.н>к нл другие снабжены <>брл1пым кляп lèoì, нерекрь>ваIoïI>I>I с<и>бщс>пге между с< парлци-, оппыми клмсрями. В ссплрлторс для

or Bcò ч<. пня цитат< льноЙ сред!>1 под осповлнисм блраблнл расположена клм! рл, соединенная отверстием с кл>идой 1>арой сспарлционных полостей. дн<> которой ОГ>рлзуст диск с цснтрлльным отверстием диаметром мепсе дплмстра парлболоида вращсш!я питательной среды в барабанс при рабочем числе его оборотов.

В сепараторе лля извлечения микробных тел из микробных суспензнй в ц<нтре барабаня расположена распределительная труба с гладкими копусными у основания стенками, соединегп>ая каналами с наиболее удале>шыми от оси вращения сепарационными лопастями.

Такая конструкция устройства для осуществления способа дает возможность предупреждать выброс из барабана осветленного гидролизата и отсепарированного жира, обеспечить самослив при остановке сверхцентрифуги оставшейся в барабане жидкости, а также наибольшее уплотнение осадка и предупредить возможность осалки микробных тел на малых радиусах вращения с низким статическим давлением жидкости.

На фиг 1 изобра>кено устройство сепаратора для осветления гидролизатов; на фиг, 2 — упрощенное устройство барабана сепаратора для освстления обезжиренного гидролизата; ня фиг. 3 — устройство сепаратора для осветления питательной среды; нл фиг. 4 — - устройство сепаратора лля извлечения микробных тел из микробных суспензий.

Готовый гидролизат после окончания реакции гидролиза вытесняется сжатым воздухом из реактора и непрерывным потоком подается в барабан сепаратора (фиг. 1) для осветления гидролизатов .

Подлежащий сепарированию продукт, пройдя через предохранительный фильтр 1, служащий для улавливания черезмерно крупных частиц нлн случайно попавших прелметов, по пита!ощсй трубке 2 равномерной струей ясир< рывно поступает во врлщлющийся барабан и направляется распрслелительной трчбои тарелкодержателя 8 по каналам 4 последнего в шллмовое пространлво;>. В шллмовом прострлпстве основная масса тяжелой и либолсс крупной взвеси под дейсп>п! м центробежной силы осаждается на периферии барабана и скапливается у общего Основания двух опрокинутых конусов, образуемых поршпсм б и крышкой 7 барабана.

Далее поток жидкости проходит через пакет тарелок 8 первой сепарацио>!!той камеры, устремляясь параллельными тонкил!и струями к оси вращения при точно установленном для данной смеси ламинарном режиме потока. Наиболес мелкие частицы тяжелой взвеси, захватываемые потоком жидкости, попала>от в межтарелочные пространства пакета.

Осветление гидролизата под действием центробежных сил, возникающих в процессе вращения барабана, интенсифицируется благоларя сокращению пути осаждающих частей взвеси (уменьшение высоты отстойника), разделением потока сепарируемой смеси на тонкие слои определенной величины с определенньп! углом наклона к оси вращения, зависящие от дисперсности и физико-химических свойств перерабатываемого продукта.

Попавшие в межтарелочное пространство частицы взвеси подвергаются действию двух сил, из KoTopblx одна направлена радиально к периферии барабана (осаждение по закону Стокса), а другая влечет частицы вместе с потоком к наружным каналам 9 тарелкодержателя 3.

Равнодействующая скоростей направлена вверх к внутренней поверхности верхней тарелки. Наклон этой равнодействующей меняется в процессе продвижения частицы в глубь межтарелочного пространства в зависимости от изменяющегося соот№ 1()9955 понгения величин обеих составлявших, Оседающие на внутренней поверхности каждой верхней тарелки первой сепарационной камеры мельчайшие частицы образуют крупные скопления тонкого шлама, которые подвергаются действию силы, направленной к периферии барабана, Т11кнм образом, после установления сспарационного режима в межтарелочном пространстве образуются два потока, идущих в двух противоположных направлениях. Поток освстля1ощегося гидролизата стремится к оси вращения барабана, а поток осажденных мелких частиц взвеси стремится против этого потока к шламовому пространству 5, где присоединяется к ранее осевшим на периферии наиболее крупным частицс1м.

На верхнюю тарелку пакета первой сепарационной камеры помещен малый тарелкодержатель 10 с каналами 11, соединяющимися с наружными каналами 9 тарелкодержателя 3. Благодаря наличию уплотнительной прокладки l2 смесь осветлсния гндролизата с жиром может под влиянием центростремительного напора выходить из первой сепарационной камеры только по каналам

11 и входить в «сливо шые» отверстия 13 пакета тарелок 14 второй сепарацнонной камеры через отверстия /5 малого тарелкодержатсля.

«Сливочные» отвсрстия И тарелок 14 расположены на радиусе, соответствующем нейтральному слою смеси (осветленный гидролизат + жир), полученной в результате сепарации в первой камере.

Угол наклона и межтарелочный зазор второго пакета тарелок выбираются с учетом физических свойств упомянутой жидкой смеси.

Жир, как более легкая фракция, оттесняется к оси вращения барабана, поднимается вверх по наружным каналам 16 малого тарелкодержателя и выбрасывается из барабана через отверстие регулировочного винта 17 в соответствующую приемную посуду. В свою очередь, поток гидролизата пронизывает пакет тарелок 14, устремляясь параллельными тонкими слоями к периферии второй сепарационной камеры.

Паиболее мелкие частицы жира, захватываемые ламинарным потоком гндролизата, всплывают к наружной поверхности каждой нижней тарслки второй сспарационной камс ры и, образуя в порядке обратном вышеописанному процессу сепарации в первой камере, встречный поток жира, присоединяются к основной массе жира в каналах /б. Освет,1сппый н обсзжиренный гидролизат по наружной поверхности разделительной тарелки 18 поднимается вверх и выводится через отверстие гравитационной шайбы 19 в приемную посуду, расположенну1о под приемником жира.

Регулировка работы сепаратора, осуществляемая в дашюм случае посредством «сливочных» винтов l7 по легкой фракции и с помощью сменных гравитационных шайб 19— по средней фракции, практически возможна Но обеим разделяем ы л1 жидкил1 с)1ракциям, путем различHbIx комбинаций таких регулировочных средств как винть1, гравитационные шайбы и колпачки, различной длины ребра на разделительной тарелке и тарелкодержателях.

Процесс осветления и обезжирнвания гндролизата протекает в бараГ>аи бесперебойно до тех пор, пока шламовое пространство 5 первой сепарационной камеры совершенно заполнится отсепарировавшимся уплотненным шламом.

Выгрузка отсепарированного шлама из шламового пространства 5 производится на полном ходу машины посредством гидравлического устройства, применяемого в известных конструкциях шламовых сепараторов. Поршень 6, образующий дно первой сепарационной камеры, вместе с прижатыми к нему, через крышку 7, гайкой 20 пакетами тарелок 8 и 14 удерживается в крайнем нижнем положении, помимо всей весовой нагрузки, силой пружин 21, При этом, между основанием 22 барабана и крышкой 7, несущей резиновую прокладку 2З, этой № !09955 жс силой создается необходимое герметичное уплотнение.

Для выгрузки шлама необходимо, прекратив питание сепаратора гидролпзатом, подать в подпоршневую

l10, !()ст!э 24 Вод . l(0Tot) !я подводится снизу по трубе 25 и впрыскивается и основание 22 барабана посредством сопла 26.

Центробежным даилениел! воды преодолевается иес всех частей барабана, находящихся на поршне 6, и производится дополнительное сжатие пружин 21, которые связывают поршень с основанием барабана, опираясь с одной стороны в дно соотиетстиу!о!цнх гнезд основания 22 и с другой стороны в гайку штырей 27, закрепленных в поршне, Поршень 6 с сег>арационными камерами поднимается в цилиндре основания 22 барабана вверх, в результате чего между кромкой 28 основания барабана и крышкой 7 образуется кольцевая щель. Через эту щель вес! отсепарировавшийся шлам центробежной силой иыбрасывается из барабана в специальный приемник с крутым отводным рукавом.

Закрывается барабан автомати. чески, возвращаясь в исходное положение под дейстиием пружин 2( после того, как впрыснутая порция рабочей воды вытечет из подпоршнсвой полости 24 через открывшиеся прй подъеме поршня отверстия 29 в стенке основания барабана.

Для того, чтобы вместе со шламом из барабана не выбросило, при образовании разгрузочной щели, оснетленный гидролизат и отсепарировавшийся во второй сепарацнонной камере жир, отверстия 15 малг.го тарелкодержателя снабжены клапаном 30. При прекращении напора со стороны первой сепарационной камеры в период выгрузки шлама этот клапан 30 перекрывает единственное сообщение между первой и второй сепарационными камерами барабана.

По окончании выгрузки шлама возобновляется питание барабана гидролизатом через трубку 2, и цикл повторяется в том же порядке.

Прп большом объеме производства гидролнзата выполнение и чередование циклов непрерывной рабо ты сепаратора может быть легко полностью автоматизировано посредством изиестных устройств, например, системы кранов на коммуникациях, переключаемых в определенной последовательности механизмом планитарного редуктора с кулачковыми дисками.

На фиг. 2 изображено упрощенное устройство барабана сепаратора, предназначенного только для осветления обезжиренного гидролизата. Осветленный гидролизат в этом случае выводится из барабана по каналам 31 тарелкодержателя 32 через отверстие 88 в затяжной гайке 34.

Осветленный и обезжиренный гидролизап из приемной посуды сепаратора самотеком или посредством вспомогательного насоса отводят по закрытому трубопроводу в реактор, где производится варка бульона.

Сваренный бульон в горячем состоянии вытесняется сжатым воздухом из реактора и непрерывным потоком подается в барабан второго сепаратора (фиг. 3) для освет,пе>и!я питательной среды.

Подлежащий сепарированию бульон по питающей трубке 35 равномерной струей непрерывно подается во вращающийся барабан и, захватываемый ребрами 36, отбрасывается к стенке первой цилиндрической вставки 37. Затем бульон по каналам 88 поступает во вторую концентрическую полость, образуемую первой и второй цилиндрическими вставками 37 и 89.

Наиболес грубые частицы, взвешенные в жидкости, остаются на стенках первой шламовой полости

40. Во второй концентрической полости бульон движется кверху, теряя часть твердых примесей, которые осаждаются на стенках второй шламовой полости 41. Достигнув верха второй цилиндрической вставки, бульон по каналам 42 перетекает в третью концентрическую полость, образованную второй и третьМ 1 09955

>,1)oIiIloIt сусп(ч!зии и1>о>екает с Toll жс пос,1СJ!Овате >bttocTE)>o, >то и l>1)ll

ОСВ(T. Iеllltll 6>> Ibol>3, Ito С УВЕЛИЧСИ ным стати>сским дав Ic>tltcM >кидкости на истицы, оседающие на стенках кажлой цилиилрической вставки.

ПОсл(. лост>! Io»»u> <) накопления

Отделившихся микрОбиых пел в шламовых полостях всех цилиндрических вставок барабана уплотненHblA концентрат микробных тел собирается со стенок каждой цилиндрической вставки вручную при демонтаже барабана.

Предмет изобретения

1. Способ обработки гилролиэатов, питательных сред и микробных суспензий, в частности, при производстве вакцин из культур патогенных бактерий, основанный на изготовлении и выращивании глубинным методом бактерий в ферменторах-реакторах, отличающийся тем, что, с целью повышения роста бактери>1, интенсификации и осуществления стерильного поточного процесса тонкослойного сепарирования, готовый гидролизат вытесняют из реактора сжатым воздухом ил и lloсредством вакуума и непрерывным потоком подают в сепаратор, после чего осветленный и обезжиренный гидролизат самотеком или посредством насоса отводят,в реактор для приготовления и варки питательной среды (бульона), которую после обогащения химикатами и экстрактами в горячем состоянии вытесняк>т из реактора сжатым воздухом или посредством вакуума и непрерывным потоком подают в сепаратор, откуда после осветления питательную среду под напором, создаваемым насосным устройством сепаратора, непрерывным потоком отводят в посевной реактор для стерилизации среды, выращивания и умертвления бактерий, а готовую микробную суспенэию подают в ср.паратор для извлечения микробных тел. ь

2. Устройство д и я осуществления сtloc(>t> 1 НО II. 1, вьtll<>, III< Ill><>(и HII,I( с((113 РатОР3 л, I и ОсВсп. 1 lt tt It ги (1)o, IllзатОВ, состоя>цсго из >!(илко\ Ttlolt св j)xIE(нтрифуги с расположенными в барабане конусными тарелками параллельной тонкослойной сепарации, гидрав 1>t»cct1 д,1ÿ lit. итроб >>otl вьll рузки II,l<>TltClttIO><> ОС,>ЛКВ. МОХ»ИИЗI13 3>tt<>мати сcl«>t(> унравлс>ltt>l пик.>и ttt(>с1 и с 11>11>31 01)1>ol О IIРОц<..(с3 и два х группового пакета сеиарирую!цих тарелок, отл и ч:. >о щссс я тем, что, с целью предупреждения выброса из барабана осветленного гидролизата и отсснарированного жира, ръсполо>кенные в барабане каналы для перетока жидкости с Одной группы тарелок на другу>о сиаб>кены обратным клапаном, перекрывающим сообщения между сепарационными камерами.

3. Устройство по и. 2, выполненное в виде сепаратора лля Осветления питательной среды, состоя!цсго из жидкостной центрифуги с распо,>о>кеиными и барабане цилиидрицскими вставками последователь!I()lt

ToEtKocëoéHo>1 сепарации, О т л ичающсеся тем, что, с целью самослива при остановке сверхцеитрифуги оставшейся в барабане жидкости, каждая пара сспарациоииых по.чостей сообщена при помощи OTI>c()сти>! с расположенной под основанием барабана камерой, дно которой образует диск с центральным отверстием диаметром менее диаметра параболоида вращения питательной среды в барабане при рабо чем числе его оборотов.

4. Устройство по пп. 2 и 3, выполненное в виде сепаратора для извлечения микробных тел из микробных суспензий, состоящего из жидкостной сверхцсптрифуги с располо>кенными в многокамерном барабане цилиндрическими вставками последовательной многослойной сепарации, отлича юшееся тем, что, с целью наибольшего уплотнения осадка и предупреждения осажденияя микробных тел «3;! 3лых радиусах вращения с низким статическим лвв tc»!telкил% 109955 кости, в центре барабана располо- стенками. соединенная каналами с жена распределительная труба с наиболее удаленными от оси вращегладкими конусными у основания ния сепарационными полостями, Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Отн. редактор И. В. Макаров

Тираж 600.

Типография Комитета по делам изобретений и открытий Лрн Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14

Ин форм а пион но- издательский отдел.

Объем 0,86 и. л. Зак. 1387.

Подп. к печ, 15Х11-58 г.

Цена р. 25 коп.