Аппарат для выращивания микроорганизмов

Аппарат для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

AraiAPAT ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородньк бактерий, включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости , и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи регщркуляционного трубопровода, снабженного патрубкам для подвода питательной среды и отвода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости роста микроорганизмов и увеличения содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ, 1самеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем kn патрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок дтя отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с to атмосферой. 4; о ю со

СО03 СОВЕТСНИХ

COUWI

РЕСПУБЛИН з(д) С 12 M 1/04 (21) 3585900/28-13 (22) 28,04.83 (46) 15.11.84. Бюл. 9 42 (72) С.К. Ревенко, Я.В. Семенов, А.В. Голубкович и М.А. Палеева (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (53) 663. 14(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 831780, кл. С 12 М 1/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 462863, кл. С 12 M 1/04, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

У 553279, кл. С 12 М 1/04, 1975 (прототип). (54)(57) АППАРАТ ДПЯ ВЬРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородных бактерий, включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости,.и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отво„.SU„„1124023 А да жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода питательной среды и отвода готового продукта, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения скорости роста микроорганизмов и увеличения содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ, камеры смещения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей Ilo ходу движения газа ветви, причем патрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок дчя отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.

3 3

1 112402

Изобретение относится к микробиологической промышленности и мо жет быть использовано для выращива,ния микроорганизмов, преимуществен но водородных бактерий, как в про мышленных, так и в лабораторных

:условиях.

Известен аппарат для выращивания, микроорганизмов, содержащий емкость, ;блок эжекторов, насос и систему трубопроводов. Емкость в аппарате

10 выполнена в виде цилиндра и разделе,на вертикальной перегородкой на две сообщенные одна с другой полос,ти, а блок эжекторов размещен во входных зонах этих полостей и направ- 5 лен по касательной к образующей цилиндра, при этом входные сопла эжекторов соединены с напорным патрубком насоса, а центральная часть

:.емкости — со всасывающим патрубком

:насоса (1 ).

Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, насос, всасывающий патрубок которого подключен к емкости, и неремешивающие устройства, в качестве которых. использованы эжекторы. Емкость s этом аппарате выполнена в ви де тора, а эжекторы установлены внутри кольца тора и их камеры смешения подсоединены к емкости так, что углы между проекциями продольной оси эжектора на плоскость круглого сечения тора и продольной осью эжектора, а также вертикальной осью 35 ! емкости составляют менее 90 (2).

Однако указанные аппараты харак-. теризуются невысокой скоростью роста микроорганизмов из-за недостаточной удельной мощности перемешивания и 40 малой интенсивностью растворения газов в жидкости.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий,: включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящйй из ряда параллель: ных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости кото- 5 рых подключены к насосу при помощи, рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода пита-, тельной среды и отвода готового продукта 33.

Недостатком известного аппарата для выращивания микроорганизмов является невозможность обеспечения в нем высокой скорости роста микроорганизмов, что не позволяет повысить содержание биологически активных веществ в получаемой биомассе.

Цель изобретения — повышение скорости роста микроорганизмов и увели-, чение содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ.

Поставленная цель. достигается тем, что в аппарате,.для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, включающем замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода питательной среды и отвода готового. продукта, камеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем цатрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора. :первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок для отвода газа из гндроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.

На фиг. 1 изображена схема аппарата для выращивания микроорганизмов на фиг. 2 — аппарат с .гидроциклонамн, имеющими тангенциальные питающие патрубки; на фиг. 3 - аппарат для выращивания микроорганизмов с гидро- . циклонами, имеющими осевые питающие патрубки.

Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водород ных бактерий, включает замкнутый циркуляционный контур, содержащий общий коллектор 1 культуральной жид.кости, насос 2, рециркуляционный мелкодисперсная газожидкостыая смесь, которая поступает в диффузоры 15, где происходит частичное преобразование кинетической энергии в потенциальную, при этом увеличивается давление газожидкостной смеси и падает ее скорость, Потенциальная энергия сжатой газожидкостной смеси расходуется в гидроциклонах 6 на ростью, при котором происходит pasделение смеси на газ и жидкость.

Жидкость через патрубки 10 и рециркуляционный трубопровод 3 снова посту" пает. в насос 2 ° Таким образом, гидроциклоны 6 с непосредственно присоединенными к ним эжекторами 5 обра- зуют параллельные ветви 4 циркуляции газожидкостной смеси, причем во всем объеме этих ветвей происходит интенсивное перемешивание — в гидроциклонах разделяется газожидкостная смесь, а в эжекторах она образуется вновь. Кратность циркуляции суспензии через контур 12-20 мин

Свежий газ поступает через патрубок 19 в приемную камеру 8 эжектора

5 первой ветви 4, в составе гаэожидкостной смеси проходит камеру смешения

;9, диффузор t5 и питающий патрубок 11 гидроциклана 6,в котором нерастворившаяся часть газа под действием центробежного поля отделяется от жидкости и удаляется из гидроциклона. 6 через патрубок 12. Отделившийся газ по патрубку 16 направляется в приемную камеру 8 эжектора 5 последующей ветви 4 и далее проходит по всем последующим ветвям 4. Из.гидроциклона 6 последней ветви 4 газ выбрасывается в атмосферу. Если в качестве газового сырья применяется смесь, содержащая более 40Х неутилизируемых примесей, то вентиль 18 на патрубке

17 находится в закрытом положении и весь газ из гидроциклона 6 предпоследней ветви 4 через патрубки 12 зжектора 5 последней ветви.

При использовании богатых газовых смесей часть газа из гидроциклона в предпоследней ветви через патрубки

12 и 16 и патрубок 17 с приоткрытым вентилем 18 направляется на доутилизацию в приемную камеру 8 эжектора 5 первой ветви 4. Термостабилизация культуральной жидкости осуществляется подачей теплоносителя в теплообз 1124023 4 трубопровод 3 и ряд параллельных ветв ей 4, с оде ржащих эжек т оры 5 га з ожидкостной смеси и гидроциклоны 6.

Эжекторы 5 состоят из сопел 7, подключенных к коллектору 1, приемных камер 8 и камер смешения 9. Гидро5 циклоны 6 снабжены патрубками 1О для отвода жидкости, питающими патрубками 11 и патрубками 12 для отвода газа. Рециркуляционный трубопровод 3 закручивание потока с высокой скоt0 .снабжен натрубком 13 для подвода питательной среды и патрубком 14 для отвода готового иродукта. Камеры смешения 9 эжекторов 5 подключены к питающим патрубкам 11 гидроциклонов

6 при помощи диффузоров 15. Патрубок

12 отвода газа из гидроциклона 6 каждой предыдущей ветви 4 подключен к приемной камере 8 эжектора 5 по" следующей по ходу движения газа вет20 ви 4 при помощи патрубка 16. Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона 6 предпоследней ветви дополнительно сообщен патрубком 17 через вентиль 18 с приемной камерой 8 эжек25 тора 5 первой ветви 4, имеющей, кроме того, патрубок 19 для подвода свежего газа. Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.

Коническая часть гидроциклонов может быть снабжена теплообменной рубашкой 20 для термостабилизации культуральной жидкости.

Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водород- 35 ных бактерий, работает следующим образом.

Гидроциклоны 6 через патрубок 13 и циркуляционный трубопровод 3 заполняются по нижний обрез патрубков 4О

12 питательной- средой с добавлением посевного материала. Затем включается насос 2, которым полученная культуральная жидкость одновременно из всех гидроциклонов 6 через патрубки

10 по рециркуляционному трубопроводу 3 перекачивается в общий коллек- и 16 поступает в приемную камеру 8 тор 1 культуральной жидкости. Из коллектора 1 жидкость поступает в соп-. ла 7 эжекторов 5 и выбрасывается из сопел со скоростью 8-12 м/с.

Проходя через приемные камеры 8 зжекторов 5, струи культуральной жидкости эжектируют газ, поступающий в приемные камеры 8 через патруб-5S ки 19, 16 и 17. В камерах смешения

9 за счет кинетической энергии струй культуральной жидкости образуется

1124023

3 менные рубашки 20 или помещением всего аппарата в термостат.

Аппарат, содержащий гидроциклоны с тангенциальными питающими патрубка:ми, предназначен для проведения

;:лабораторных исследований, а аппарат, содержащий гидроцнклоны с осевыми питающими патрубками, предназначен для .промышленности. В первом случае

;решающим фактором является простота конструкции, а во втором ее компактность, что позволяет экономить производственную площадь и сократить длину соединительных трубопроводов.

Применение предложенного аппарата позволяет повысить удельную мощность

5 перемешивания и интенсифицировать растворение газа в культуральной жид кости, что дает возможность выращивать водородные бактерии при максимальной удельной скорости роста, t0 достигающей 0,5 ч . При этом коли-

-1 чество биологически активных веществ возрастает в 1,5 раза по сравнению с базовым аппаратом.

1124023

5mA8 газа

17

fern пр

Фиг. 2

1124023

7 18 У В дав, газа

Редактор М.Дылын

Заказ 8208/24

Эта@

tipztp

Охяаж0аащоя 5ода

Фиг..7

Составитель 16.Дербенев

Техред С,Мигунова Корректор А. Зимокосов

Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Иосква, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП ".Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4