Патент 553279

Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i>) 553279

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.75 (21) 2112662/13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 06.06.77 (51) M. Кч 2 С 12В 1/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.14(088.8) (72) Авторы изобретения С. К. Ревенко, Я. В. Семенов, К. А. Калунянц и Ю. С. Григорьев (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт

4 Й тт и E P f g (54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАН

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий, по меньшей мере, одну цилиндрическую емкость с циркуляционным насосом и трубопроводами, снабженную в верхней части напорной камерой и разделенную по высоте на ряд отдельных секций, в каждой из которых расположены эжекторы и.

Основным недостатком такого аппарата является то, что в нем в сливные трубы жидкость подается из верхней части секции аппарата, где она и так достаточно насыщена газом. Напор жидкости при ее подаче через сливные трубы сильно падает, вследствие чего струя, выходящая из трубы, не имеет достаточной кинетической энергии, поэтому в нижней части каждой секции образуются застойные зоны, что снижает интенсивность процесса выращивания.

С целью интенсификации процесса выращивания в описываемом аппарате для выращивания микроорганизмов эжекторы установлены в днищах напорной камеры и каждой секции, а под ними — перегородка с образованием воздушной полости, причем камеры смешения эжекторов укреплены в перегородке, а в нижней секции расположено устройство для дегазации жидкости.

При этом устройство для дегазации жидкости состоит из гидроциклонов, нижние патрубки которых сообщены со всасывающим патрубком циркуляционного насоса, а верхние па5 трубки, служащие для отвода газа, подключены к коллектору. Над коллектором JIO центру емкости установлена газоотводящая труба.

Кроме того, напорная камера снабжена устройством для распыления субстрата, состоя10 щим из форсунки, камеры смешения и патрубка для подвода солевого раствора.

Кроме того, в каждой секции установлен, по крайней мере, один цилиндр с полыми стенками для подвода в него теплоносителя.

На фиг. 1 схематически изооражен аппарат для выращивания микроорганизмов с разрезом по одной цилиндрической емкости и напорной камере; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на

20 фиг. 3 — разрез А — А фиг. 2; на фпг. 4 — устройство для распыления субстрата, разрез; на фиг. 5 — гидроциклоны с газоотводящнми трубами, разрез.

Аппарат содержит цилиндрические емкости

1 с циркуляционным насосом 2 и трубопроводами 3. Цилиндрическая емкость 1 имеет в верхней части напорную камеру 4 и разделена по высоте на ряд отдельных секций 5. В ка>кдой такой секции расположены эжекторы.

553279

10

20

65

Эжекторы установлены в днищах 6 напорной камеры 4 и в каждой секции 5, а под ними установлены с образованием воздушной полости перегородки 7. Эжекторы содержат камеры 8 смешения и сопла 9, причем камеры 8 укреплены в перегородке 7.

В нижней секции расположено устройство для дегазации жидкости, выполненное в виде гидроциклонов 10, нижние патрубки 11 которых сообщены со всасывающим патрубком 12 циркуляционного насоса 2, а верхние патрубки для отвода газа подключены к коллектору 13.

Над коллектором по центру емкости 1 уста- новлена газоотводящая труба 14.

Напорная камера 4 снабжена устройством для распыления субстрата, состоящим из форсунки 15, камеры 16 смешения и патрубка 17 для подвода солевого раствора.

В каждой секции установлен, по крайней мере, один цилиндр 18 с полыми стенками для подвода в него теплоносителя.

В аппарате имеются также теплообменник

19, воздушные и теплообменные камеры 20 и

21, патрубки 22 для забора воздуха, воздухоподводящая шахта 23, воздухозаборные окна

24 и пеногасители 25.

Аппарат работает следующим образом.

Цилиндрическая емкость 1 на 60 — 70% своего объема заполняется питательным раствором с культурой микроорганизмов. При включении циркуляционного насоса 2 по всасывающему патрубку 12 поступает питательный раствор с культурой микроорганизмов, который проходит через теплообменник 19 и попадает в на. порную камеру 4. Через сопла 9 с большой скоростью жидкость проходит из цилиндра 18 в воздушную камеру 20 и далее в камеры смешения 8 эжекторов, где перемешивается с воздухом. Из эжектора жидкость, перемешанная с воздухом, поступает в первую секцию и аналогичным образом попадает в последующую секцию.

Через несколько минут после включения циркуляционного насоса 2 в каждой секции 5 устанавливается уровень жидкости, ограниченный высотой газоотводящей трубы 14. Суммарная площадь сечения всех сопел 9 каждой секции выбирается таким образом,. что высота столба жидкости в ней обеспечивает расход через сопла 95% поступающей в секцию жидкости. Остальные 5% расхода жидкости перетекают через края газоотводящей трубы 14 и перегородок 7, при этом в газоотводящую трубу выносится образовавшаяся пена.

После установления в каждой секции емкости определенного уровня осуществляется устойчивая работа аппарата. Энергия, сообщенная жидкости насосом 2, состоит из потенциальной энергии высоты подъема (гравитационная) и энергии давления в напорной камере 4, при этом последняя расходуется на перемешивание жидкости в первой секции, а энергия гидростатического давления столба жидкости в каждой предыдущей секции служит источником энергии для перемешивания жидкости в последующей секции.

Последняя секция заканчивается гидроциклонами 10, где газо-жидкостная эмульсия разделяется под действием центробежных сил, при этом жидкость по патрубкам 11 поступает во всасывающий патрубок 12 и далее в циркуляционный насос 2, а воздух по воздухоотводящим патрубкам выводится из аппарата.

В описываемом аппарате для выращивания микроорганизмов по сравнению с известным исключаются застойные зоны, равномерно распределяется энергия перемешивания, улучшается тепло- и массообмен, деаэрирование в гидроциклонах обеспечивает устойчивую работу циркуляционного насоса, устройство для распыления субстрата способствует лучшему его использованию культурой микроорганизмов.

В результате интенсифицируется процесс роста микроорганизмов.

Таким образом, жидкость циркулирует по замкнутому контуру.

Подача воздуха в аппарат осуществляется эжекторами всех секций, при этом воздух из атмосферы входит через патрубки 22 в воздухоподводящую шахту 23 и через воздухозаборные окна 24 попадает в камеры 20. Образующаяся в камерах 8 смешения эжекторов газовоздушная смесь перемешивается в объеме жидкости соответствующей секции. При интенсивном пенообразовании включаются пеногасители 25.

Формула изобретения

1. Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий, по меньшей мере, одну цилиндрическую емкость с циркуляционным насосом и трубопроводами, снабженную в верхней части напорной камерой и разделенную по высоте на ряд отдельных секций, в каждой из которых расположены эжекторы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса выращивания, эжекторы установлены в днищах напорной камеры и каждой секции, а под ними в каждой секции — перегородка с образованием воздушной полости, причем камеры смешения эжекторов укреплены в перегородке, а в нижней секции расположено устройство для дегазацпи жидкости.

2. Аппарат по п. 1, отл ич а ю щи и ся тем, что устройство для дегазации жидкости состоит из гидроциклонов, нижние патрубки которых сообщены со всасывающим патрубком циркуляционного насоса, а верхние патрубки, служащие для отвода газа, подключены к коллектору, над которым по центру емкости установлена газоотводящая труба.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что напорная камера снабжена устройством для распыления субстрата, состоящим из форсунки, камеры смешения и патрубка для подвода солевого раствора.

553279

4. Аппарат по пп. 1 — 3, отлич ающийся тем, что в каждой секции установлен, по крайней мере, один цилиндр с полыми стенками для подвода в него теплоносителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ГДР № 59549, С 12В 1/10, 05. 10. 73.

ФигЛ

553279 .О

Воздух

Фиг.5

Составитель Л. Бражникова

Техред И. Карандашова Корректор А. Степанова

Редактор В. Смирягина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 796/11 Изд. № 1 Тираж 560 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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