Установка для выращивания микроорганизмов

Установка для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВГ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) s С 12 М 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 (21) 4763093/13 (22) 23.11.89 (46) 07.11.91. Бюл, М 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (72) С.B.Êýí, В,В,Бирюков, Е.Л.Листов, Б.А.Литманс, Ю.П.Боярчук и В.В.Лалов (53) 663.14,032(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1454841, кл. С 12 M 1/04, 1989, Авторское свидетельство СССР

М 1306942, кл. С 12 M 1/04, 1987. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности, к установкам для выращивания микроорганизмов нэ газообразных и жидких субстратах. Цель изоSU, „1689397 А1 бретения — повышение производительности за счет более полного использования газообразного субстрата и отделения от него углекислого газа. Установка содержит емкость 1, систему рециркуляции газа, включающую трубопровод 2 для отвода газа, побудитель 3 расхода и эжектор 4 для подвода газа, абсорбер 5 с эжектором 6, соединенный с емкостью 1 трубопроводами 7 и 8, на которых размещены циклоны 12, 14 и туманоуловители 13, 15. Абсорбер 5 сообщен с десорбером С02, снабженным теплообменником 16 для охлаждения дегазированной жидкости среды перед ее подачей в абсорбер 5. Установка позволяет . достигать более полного отделения углекислого газа отсубстрата при увеличении коэффициента использования последнего. 2 ил.

1689397

15

Изобретение относится к микробиологической промышленности, к установкам для выращивания микроорганизмов на газообразных и жидких субстратэх, Целью изобретения является повышение производительности за счет более полного использования газообразного субстрата и отделения от него углекислого газа.

На фиг.1 изображена схема установки, вариант с выносным теплообменником; на фиг,2 — то же, вариант с теплообменникомградирней.

Установка для выращивания микроорганизмов содержит вертикальную ферментационную емкость 1, размещенную вне емкости 1 систему рециркуляции газа, включающую трубопровод 2 для отвода газа из емкости 1, побудитель 3 расхода с эжектором 4 для подвода внее газа,,абсорбер 5 газа, подключенный в своей верхней части через эжектор 6 с трубопроводом7 к трубопроводу 2 для отвода газа и трубопроводом 8 для отвода декантированного газообразного субстрата к эжектору 4 побудителя 3 расхода, десорбер 9, соединенный трубопроводом

10 для подвода насыщенной газом жидкости с нижней частью абсорбера 5 и трубопроводом

11 для отвода дегазированной жидкости с эжектором 6 абсорбера 5. На трубопроводе 7 перед эжектором 6 и на трубопроводе 8 для отвода декантированного газообразного субстрата перед побудителем 3 расхода установлены один за другим по ходу движения газа гидроциклон 12 для отделения капель жидкости и туманоуловитель 13 для отделения аэрозольных частиц (на трубопроводе 7) и соответственно циклон 14 и туманоуловитель 15 на трубопроводе 8. Десорбер 9 снабжен трубчатым теплообменником 16, установленным на трубопроводе 11„или градирней 17 с воздуходувкой IS для охлаждения дегазированной жидкости перед подачей в эжектор 6, Кроме то ro, побудитель 3 расхода включает внешний циркуляционный контур 19 жидкой фазы. Десорбер 9 включает емкость 20, расположенную горизонтально или вертикально, размещенные в ее верхней части эжекторы 21 (в горизонтальной емкости) или коллектор 22 для распределения жидкости и образования ее ниспадающего струйно-капельногo потока в градине 17. Трубопровод 10 для подвода насыщенной газом жидкости в десорбер 9 снабжен дросселирующим клапаном 23.

Установка работает следующим образом, В процессе биосинтезэ в емкости 1 часть циркулируемой по системе рециркуляции газовой фазы газовой смеси пад действием разрежения, создаваемого в эжекторе

6 абсорберэ 5, попадает в его камеру смешения. При этом газовая смесь освобождэется от наличия в ней культуральной жидкости в циклоне 12 и туманоуловителе

13, расположенных на трубопроводе 7, Попадая в эжектор 6, газовая смесь смешивается с жидким поглотителем, который после его регенерации в десорбере 9 для выделения углекислого газа по трубопроводу 11 подается в эжектор 6. В абсорбере 5 в условиях интенсивного перемешивания происходит процесс абсорбции углекислого газа из смеси. Кроме интенсивного перемешивания процессу абсорбции способствует постоянный отвод тепла из реакционной зоны путем предварительного охлаждения абсорбента втеплообменнике 16 или градирне 17.

Очищенная от углекислого газа смесь через трубопровод 8 возвращается в емкость 1 под действием разрежения, создаваемого побудителем 3 расхода, в который подается культуральная жидкость по контуру 19. При этом также осуществляется очистка газовой смеси от поглотителя в гидроциклоне 14 и туманоуловителе 15, размещенных на трубопроводе 8. Жидкий поглотитель, насыщенный углекислым газом, из абсорбера 5 по трубопроводу 10 через клапан 23 поступает в эжекторы 21 или коллектор 22, которые обеспечивают -интенсивное перемешивание в десорбере 9 выделения углекислого газа. Десорбция углекислого газа интенсифицируется за счет постоянной поверхности продувки газовой подушки, осуществляемой воздуходувкой 18. Из десорбера 9 жидкий поглотитель, прошедший регенерацию, по трубопроводу 11 направляется в эжектор 6, охлаждаясь при этом в теплообменнике 16 или градирне 17.

При наличии схемы установки градирни

17 жидкий поглотитель из абсорбера 5 подается по трубопроводу 10 через клапан 23 в коллектор 22 для выделения углекислого газа и, равномерно распределяясь, образует падающий поток, навстречу которому поднимается также распределительный по сечению поток воздуха, образуемый системой отгонки и охлаждения, которая включает воздуходувку 18. Прошедший регенерацию жидкий поглотитель по трубопроводу 11 направляется в эжектор 6 абсорбера 5 для поглощения углекислого газа.

Использование предлагаемой установки позволит увеличить производительность процесса биосинтеэа зэ счет устранения ингибирующего влияния углекислого газа при повышении парциальных давлений газообразного субстрата и кислорода в смеси газов, участвующих в процессе роста

1689397 микроорганизмов. При этом повышается коэффициент использования газообразного субстрата, что ведет к снижению его расхода и снижению количества отходящих в атмосферу газов.

Использование предварительного охлаждения регенерированного жидкого поглотителя позволяет в значительной степени интенсифицировать процесс сорбции углекислого газа и свести к минимуму величину парциального давления углекислого газа в смеси газов, возвращаемой в ферментер. Снижение концентрации углекислого газа в регенерированном поглотителе также ведет к увеличению движущей силы процесса абсорбции им углекислого газа.

Размещение на трубопроводе 7 и 8 подводящих и отводящих газовую смесь гидроциклонов 12. и 14 позволяет исключить возможность инфицирования процесса биосинтеза посторонней микрофлорой, что ведет к резкому снижению его производительности, а также исключить возможность попадания микроорганизмов основной культуры в очистные системы производства.

Установка в высокой степени вэрывобезопасна, так как очищенная от С02 газовая смесь с содержанием кислорода, несколько большим Вф, попадает в ферментер, где смешивается с жидкой фазой, а также усрвдняется по составу с рециркулирующей газовой фазой. В этом случае жидкая фаза служит

j дальнейшим стабилизатором вэрывобеэопасности. Все это исключает необходимость снижения концентрации кислорода в реакционной зоне ферментера.

Таким образом, наличие совокупности указанных элементов установки позволяет достичь увеличения п роиз оодител ьности процесса биосинтеза при уменьшении расхода газообразного субстрата и количества отходящих в атмосферу газов.

Формула изобретения

Установка для выращивания микроорга. низмов, содержащая вертикальную фер10 ментационную емкость, размещенную вне емкости систему рециркуляции газа, включающую трубопровод для отвода газа, побудитель расхода и трубопровод для его подвода, абсорбер газа, подключенный в

15 верхней части через эжектор с трубопроводом к трубопроводу для отвода газа и трубопроводом для отвода декантированного газового субстрата к побудителю расхода. десорбер, соединенный трубопроводом

20 для подвода газожидкостной смеси с нижней частью абсорбера и трубопроводом для отвода дегазироввнной жидкости с эжектором абсорбера, отличающаяся тем, что, с целью повышения производи25 тельности эа счет более полного использования газообразного субстрата и уменьшения количества отходящих газов, на трубопроводе перед эжектором абсорбера и на трубопроводе для отвода декантиро30 ванного газообразного субстрата, перед эжектором побудителя расхода установлены один за другим по ходу движения газа циклон для .отделения капель жидкости и туманоуловитель для отделения аэрозоль35 ных частиц, при этом десорбер снабжен теплообменником, установленным на трубопроводе для отвода дегазированной жидкости, или представляет собой градирню с воздуходувкой.

1б89397

Составитель Й,Осипов

Техред M.Моргентал Корректор МДемчик

Заказ 3787 Тираж

ВНИИПИ Гос т, у

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям ГКНТ СС" иям при СССР

) 13035, Моева, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Проияяодственно-издятельс ий комбинат "Патент" г, Ужгород у .Г