Ферментер
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К ПАТЕНТУ
Союз Советских
Социалистических
Республик ()!) 607555
R)i TÃý ( (6l) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 21J3771 (21) 1683403/30-13 (23) Приоритет — (32) 21. 07. 70 (5т) M. Кл.
С 12 В 1/10
Государственным номнтет
Совета Ьтннмстроа СССР
«о девам мзабрвтенмм н отнрытнм (33) Великобритания (31) 35285/70 (53) УДК 663. 14 . 032 (088.8) (43) Опубликовано 150578, Бюллетень № 18 (45) Дата опубликования описания 200478 (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Малкольм Ритчи Гибсон, Фрэнк Корнелиус Реслер, Стюарт Раймонд Лесли Смит и Фрэнк Петер Мэслен (Великобритания) Иностранная фирма Империал Кемикал Индастриз Лимитед (Великобритания) (71) Заявитель (5 4 ) ФЕРМЕН 1 ЕР
Изобретение относится к оборудованию для получения биомассы микроорганизмов, а именно к ферментерам. Известен ферментер, в состав которого входят сообщенные между собой две ка- 5 меры соответственно с восходящим и нисходящим потоками жидкости. Последняя состоит из двух секций, размещенных одна под другой и имеющих разное по величине поперечное сечение (ниж- 10 няя секция имеет большее сечение, чем верхняя).
В состав известного ферментера, кроме того, входят теплообменник и аэратор. Последний установлен в ниж- 15 ней секции камеры с восходящим потоком. Процесс массообмена, имеющий место в ферментере, зависит от скорости растворения кислорода в среде и скорости удаления двуокиси углеро- Ю да, образующегося во время ферментации иэ среды. Для интенсификации этого процесса обычно известные ферментеры снабжают мешалками. Однако применение мешалки связано с расходом 25 электроэнергии. Можно получить такой же эффект путем увеличения высоты феГментера, но в этом случае ухудшаются условия выделения двуокиси углерода из среды.
Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена.
Указанная цель достигается тем, что камера с восходящим потоком жид-. кости снабжена по меньшей мере одним устройством для турбулизации потока жидкости, расположенным над аэратором.
Это устройство выполнено в виде сетки или решетки и состоит из полос или перфорированных пластин.
Камера с нисходящим потоком снабжена аэратором, в ней расположен теплообменник.
На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый ферментер, вид сбоку; на фиг. 2 — схема установки для непрерывного культивирования биомассы микроорганизмов, добавляемой в корм.
Ферментер содержит сообщенные между собой две .камеры, одна иэ которых состоит иэ двух расположенных одна над другой (верхней и нижней) секций J. и 2, соединеннЫх перехсдным приспособлением 3, причем верхняя секция 1 имеет меньшйй диаметр, чем нижняя секция.
Верхняя секция 1 камеры соединена через соединительное приспособление 4 с верхней частью цилиндрической спускной камеры 5. Нижняя сек607555
Преимуществами предлагаемого ферментера являются : отсутствует необходимость в применении механических мешалок. Жидкость перемешивается восходящими пузырьками в стояке и общая циркуляция достигается поддержанием гомогенной жицкости, созданием гидростатического напора; ферментер дает возможность создать разность гидростатических давлений, при которой кислород в основном абсорбируется при более высоком давлении, а СО в основном абсорбируется при более низком давлении; ферментативная смесь быстро и непрерывно распределяется между областями с разными гидростатическими давлениями, и не подвергается воздействию микроорганизмов в жидкой фазе с высокими парциальными давлениями кислорода .или СО; поток ферментативной смеси направляется гидростатическими силами, которые обеспечиваются разделением ферментера на камилла с восходящим и нисходящим потоками и подачей в последнюю значительно большего количества воздуха., Формула изобретения
1. Ферментер, содержащий сообщенные между собой две каме)и с восходящим и нисходящим потоками жидкости, одна из которых с восходящим потоком жидкости разделена по вертикали на секции, имеющие разное по величине поперечное сечение, теплообменник и азратор, расположенный в нижней секции камеры с восходящим потоком, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации массообмена, камера с восходящим потоком жидкости снабжена по меньшей мере одним устройством для турбулизации потока жидкости, расположенным над аэратором;
2. Ферментер по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что устройство для турбулизации потока жидкости выполнено в виде сетки или решетки;
3. Ферментер по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что устройство для турбулизации потока жидкости состоит из полос или перфорированных пластин;
4. Ферментер по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что камера с нисходящим потоком снабжена аэраторами;
5. Ферментер по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что теплообменник расположен в камере с нисходящим потоком.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент США 9 2305796, кл.
261-122, 1942. ция 2 соединена через приспособление 6 с основанием камеры 5. Ь секции 2 установлен аэратор-распылительная труба 7, которая способствует непрерывному циркулированию ферментативной среды, занимающей в ферментере объем до уровня АА. В верхнем соединительном приспособлении имеется свободная AQBBpxHocTb иэ котброй воздух и двуокйсь углерода удаляются и выхо- 10 дят из ферментера через отверстие 8.
Для распыления дополнительного количества воздуха в верхней части камеры 5 в ней смонтирован аэра-.ор 9. Фермонтер снабжен трубой 10 для введения суб- )5 стратной среды. Для удаления готового продукта имеется труба 11. Дополнительные питательные вещества для микроорганизмов, например аммиак, можно вводить в ферментер через трубу 12. Верх-20 няя секция 1 камеры содержит расположенные в ряд устройства 13 для турбулиэации потока. В камере 5 имеется теплообменник 14. Камера, состоящая иэ ceKDNA 1 и 2 служит для восходя- 25 щего потока жидкости, камера 5 — для нисходящего.
В установке (см.фиг,2) углеродсодержащий субстрат непрерывно пропускают через трубу 15 в смеситель 16 с мешалкой, где его непрерывно разбавляют водой, азотсодеркащим соединением и минеральными солями, подаваемыми через трубу 17.Это приводит к обра зованию водного субстрата для ферментативного процесса. Водный субстрат,обра- 35 зующийся в смесителе, пропускают непрерывно через стерилизатор (на фигурах не показан) в ферментер 18, в который вводят микроорганизмы. Воздух под давлением пропускают в ферментер 40 через трубу 19 и фильтр 20.
Аммиак вводят в ферментер через трубу 21 и фильтр 22 при введении дополнительного количества воздуха через трубу 23. 45
В ферментере белковый продукт об-. разуется в виде шлама.
Интенсивному процессу массообмена в ферментере и образованию биомассы (белкового продукта) способствуют имеющиеся в нем аэраторы 7 и 9 и турбулизатор 13. Последний выполнен в виде сетки или в виде решетки и может состоять из полос или перфорированных пластин.
Белковый продукт непрерывно пропускают на центрифугу 24, откуда твердый белковый продукт подают на сушилку 25, а продукт, не прошедший ферментацию возвращают в смеситель 16.
Во всем процессе температура фермен" тации в ферментере составляет примерно 30 С. В сушилке белковый продукт высушивают горячим воздухом при 100300 С перед удалением через трубу 26.
607555
Составитель М. Андреева
Редактор Н. Потапова Техпед E.Ëà À . Корректор С. шекмар
Заказ 2637/46 Тираж 568 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам. изобретений и открытий
113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 Б с УЕ„ с
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4