Аппарат для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О tl И С А Н И Е п11 563432

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С аз Северских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.09.75 (21) 2171812/13 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетень Хе 24

Дата опубликования описания 28.10.77 (51) М. Кл. С 12В 1/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.132(088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Павлов, Ю. В. Туманов, В. А. Еремин, А. Н. Плановский, В. А. Осипов, В, И, Бойко, Н. С. Местер, Ю. И. Юрьевич, В. Е. Трубкин, Е. И. Мартюшин, Ю. В. Тетивкин и Б. П. Лопатин

Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ, Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения и Московский институт химического машиностроения (71) Заявители (54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к аппаратам для глубинного выращивания микроорганизмов и может быть применено в микробиологической и пищевой промышленности.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, внутри которой расположено устройство для диспергирования воздуха и перемешивания жидкости с воздухом, циркуляционный контур, включающий в себя деаратор жидкости и теплообменное устройство (1).

Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, выполненный в виде вертикально установленной цилиндрической емкости с крышкой, теплообменной рубашкой, пеноочистителем, кольцевой трубкой для подачи воздуха и перемешивающим устройством, выполненным в виде вала с лопатками (2).

В указанных аппаратах недостаточна степень десорбции углекислого газа из культуральной среды, что приводит к уменьшению скорости циркуляции среды за счет выравнивания гидростатических давлений в зонах нисходящего и восходящего потоков и к замедлению скорости процесса вследствие возрастающего содержания углекислого газа в рециркулирующей среде.

1 ель изобретения заключается в интенсификацпи процессов массо- и теплообмена путем увеличения степени десорбции улегкислого газа пз культуральной среды.

Для этого предложенный аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикально установленную цилиндрическую емкость с крышкой, теплообменной рубашкой, пеногасителем, аэратором и концентрично расположенными внутри емкости направляющими циркуляционными стаканами, снабжен устройством для десорбции углекислого газа, укрепленным в крышке над пеногасителем и выполненным в виде камеры, заполненной ионообменной смолой и имеющей перфориро15 ванное дно, под которым расположен патрубок для подвода газа в камеру, при этом направляющие циркуляцпонные стаканы выполнены в виде змеевиков, служащих для охлаждения культуральной жид1,ости.

Во внутреннем ш1ркуляцпонпом стакане по высоте установлены перфорированные перегородки для дпспергирования газа в жидкоcTII. Диаметр I I pxIIclI и нижней частей емкости превышает диаметр средней части, а наружный цпркуляцпонный стакан выполнен в форме воронки. Цпркуляционные стаканы имеют лопатки, укрепленные в их верхней «асти.

3

На фиг. 1 представлен предлагаемый аппарат для выращивания микроорганизмов, верTHKBJIbHbIH разрез; на фиг. 2 — разрез по A — A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1.

Аппарат представляет собой емкость 1 с расширенными верхней и нижней частями и центральной обечайкой с теплообменной рубашкой 2. Внутри емкости 1 концентрично ее вертикальной оси установлены направляющие циркуляционные стаканы 3 и 4, выполненные в виде змеевиков с витками, навитыми без зазора, и снабженные отбойными вертикальными пластинами 5. В верхней части стаканов имеются лопатки b, а внутри циркуляционного стакана 3 по его высоте установлены перфорированные перегородки 7 для диспергирования газа в жидкости.

В верхней части емкости 1 расположен пеногаситель, выполненный, например, в виде коллектора 8, и каплеотделитель 9. Над пеногасителем укреплено устройство для десорбции углекислого газа в виде камеры 10 с перфорированным днищем 11, заполненной ионообменной смолой. Ионообменную смолу подают через штуцер 12, а удаляют на регенерацию через штуцер 13. Очищенный и осушенныи газ отводят через штуцер 14.

Аппарат имеет аэраторы 15 — 18 в виде барботеров, которые расположены соответственно в нижней части емкости и под верхней расширенной ее частью. 11итательную среду в аппарат подают через распределитель 19, также выполненный в виде барботера. Суспензию с микроорганизмами отбирают из аппарата через штуцер 20. Для гашения пены используют технологическую воду, распыляемую через форсунки коллектора 8. ьгшарат работает следующим образом.

В нижнюю часть емкости 1 через аэраторы

15, 1б и 17 подают воздух или обогащенный кислородом воздух, или кислород, при этом за счет разности удельных весов жидкости в аппарате устанавливается вертикальная циркуляция жидкости. Восходящий поток поднимается в кольцевом пространстве между стенкой емкости iистаканом 4,,нисходящий поток жидкости опускается в пространство между стаканами 3 и 4, а восходящий — поднимается внутри стакана 3. 11ри движении потока газовые пузыри диспергируются через перфорацию перегородок 7, i емпературу среды поддерживают, подавая охлаждающую воду в рубашку 2 и стаканы 3 и 4. Пластины

5, укрепленные на стаканах, обеспечивают упорядоченное смазывание последних жидкостью, что улучшает теплообмен.

Восходящие потоки жидкости закручиваются вихреобразно в верхней расширенной части емкости благодаря лопаткам б. Расширенное сечение емкости l и вихреобразное движение жидкости способствуют оолее полной дегазации жидкости от отработанного воздуха. Образующаяся в процессе выращивания микроорганизмов пена гасится струями технологической воды, подаваемой в коллектор 8.

Отработанный газ с частицами жидкости огибает каплеотделитель 9, и осушается. Затем он проходит через перфорированное днище 11 в камеру 10 и приводит ионообменную смолу в псевдоожиженное состояние. За счет влаги, уносимой газовым потоком, происходит набухание частиц ионообменной смолы и одновременное улавливание углекислого газа из газового потока в результате замещения иона C;Oq. 1 аз, значительно очищенный от

li) ;ibT 1i . bHoÉ ilikI+liocT&l ii (О, мож T 6bITb возвращен в аппарат после предварительного насыщения кислородом или выорошен в атмосферу без ущерба для окружающей среды.

Ионообменная смола после регенерации и отмывки возвращается в технологический цикл.

1!оскольку нижняя часть емкости 1 выполнена расширенной, то большой обьем жидкости находится в зоне с повышенным гидростатическим давлением, а следовательно и с повышенным парциальным давлением кислорода, способствующим интенсификации роста аэробных микроорганизмов.

Центробежные силы, возникающие при вихревом движении жидкости, и расширение верхней части зоны нисходящего потока улучшают частичную флотацию микроорганизмов, вследствие чего из аппарата через штуцер 20 выводится более концентрированная культуральная среда.

Формула изобретения

1. Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикально установленную цилиндрическую емкость, снабженную крышкой, теплообменной рубашкой, пеногасителем и аэратором, и концентрично установленные внутри емкости направляющие циркуляционные стаканы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массо- и теплообмена, аппарат снабжен устройством для десорбции углекислого газа, укрепленным в крышке над пеногасителем и выполненным в виде камеры, заполненной ионообменной смолой и имеющей перфорированное дно, под которым расположен патрубок для подвода газа в камеру, при этом направляющие циркуляционные стаканы выполнены в виде змеевиков, служащих для охлаждения культур ал ьно и жидкости.

2. Аппарат по п, 1, отл ич а ю щи и ся тем, что во внутреннем циркуляционном стакане по высоте установлены перфорированные перегородки для диспергирования газа в жидкости.

3. Аппарат по п. 1, отл и ч а ю щи и ся тем, что диаметр верхней и нижней частей емкости превышает диаметр ее средней части, а наружный циркуляционный стакан выполнен в форме воронки.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что циркуляционные стаканы снабжены лопатками, укрепленными в их верхней части.

563432

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе № 1353008, 1. Патент Великобритании кл. С 6F, 1974.

2. Патент СССР № 290540, кл. С 12В 1/10, 1970.

563432

Диг. 2

Составитель Н. Селиверстова

Редактор Н. Хубларова Texpcд 3. Тараненко

Корректор Л. Денискина

Типографии, пр. Сапунова, 2

Заказ 1676/12 Изд. ¹ 536 Тираж 563 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4,5