Аппарат для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (щ68 2562

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Со@налистических

Ресочблик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ / " ъ ч (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 21.07.76 (21) 2390432/30-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.79,О (51) М, Кл з

С 12В 1/10

Государственный комитет (53) УДК 663.14.02 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Лвторы изобретения А. Г. Ветошкин, А. М. Кутепов, О. С. Чехов и А. В. Масленников (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химического машиностроения (54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

М И КРО ОРГАН ИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологии.

Известен аппарат для аэробного выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, снабженную заглушенной сверху циркуляционной вставкой с соплом типа трубы Вентури и расположенным над ним отражательным экраном, аэратором и воздухоподводящим патрубком (1).

Аппарат работает следующим образом.

В емкость, заполненную до определенного уровня культуральной средой, через аэратор и воздухоподводящий патрубок нагнетается воздух. Во внутренней полости циркуляционной вставки образуется газожидкостная смесь, которая с высокой скоростью эжектируется через сопло Вентури, при этом происходит циркуляция среды в емкости и разделение газа и жидкости, которая стекает в кольцевой зазор между циркуляционной вставкой и стенкой емкости, а отработанный воздух удаляется из аппарата.

Недостатком этого аппарата является низкая скорость циркуляции рабочей среды из-за образования застойной зоны на периферии аппарата в кольцевом зазоре между циркуляционной вставкой и стенкой емкости. Кроме того, изменение определенного объема рабочей среды в таком àïïàрате приводит к нарушению его работоспособности, так как при увеличении объема среды происходит затопление сопла Вентури, в результате чего нарушается циркуляция среды, а прц уменьшении объема среды сопло Вентури работает в холостом режиме, что также является причиной нарушения циркуляции среды в аппарате.

Целью изобрстения является обеспечение возможности изменения объема рабочей среды в процессе работы аппарата и повышение его производительности путем увеличения скорости циркуляции рабочей среды.

Это достигается тем, гго циркуляционная вставка установлена с возможностью д перемещения по вертикали, прп этом к верхней наружной части вставки прикреплена кольцевая перегородка с бортом, разделяющая емкость по высоте на две секции, а боковая поверхность вставки образована рядом расположенных по окружности с зазором между собой вертикальных циркуляционных труб, прикрепленных верхним концом к перегородке и сообщенных с верхней секцией.

Между стенкой емкости и бортом кольцевой перегородки следует разместить манжету из упругого эластичного материала.

На стенке емкости целесообразно укрепить направляющие, обхватывающие цир0 куляционные трубы вставки, 682562

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, вертикальный разрез; на фиг. 2 дан разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 — узел II на фиг. 1; на фиг. 5 — электрическая схема системы автоматического слежения за уровнем жидкости.

Аппарат для выращивания микроорганизмов включает заполненную культуральной средой емкость 1, в нижней части которой 10 расположен аэратор 2. В емкости 1 установлена подвижная циркуляционная вставка, состоящая из конуса 3 с наклоном к периферии, ряда расположенных по окружности с зазором вертикальных циркуляцион- д ных труб 4, верхние концы которых прикреплены к кольцевой перегородке 5 с бортом 6. Кольцевая перегородка 5 прикреплена к наружной части конуса 3.

По вертикальной оси конуса 3 установ- 20 лено сопло 7 типа трубы Вентури с отражательным экраном 8, который закреплен на конусе 3 с помощью стоек 9. На конусе 3 установлен воздухоподводящий патрубок

10, выходной конец которого расположен 25 выше нижнего торца сопла 7. Для обеспечения герметичности при вертикальном перемещении циркуляционной вставки в кольцевом зазоре, образованном бортом 6 перегородки 5 и стенкой емкости 1, установ- 30 лена уплотняющая манжета 11 из упругого эластичного материала.

На циркуляционных трубах 4 установлены направляющие 12, закрепленные на стенке емкости 1. Циркуляционная вставка 35 посредством винтового штока 13, закрепленного с экраном 8, соединена с приводом подъемно-опускного механизма, состоящего пз червячного редуктора 14, реверсивного электродвигателя 15 и муфт 16, установлен- 40 ных на опорной раме 17. Подъемно-опускной механизм сблокирован по электрической схеме с системой непрерывного автоматического слежения за уровнем жидкости в циркуляционных трубах 4, состоящей д из следящего электрода 18, металлического тросика 19 и шкива 20, изготовленного из диэлектрического материала и установленного на валу двигателя 15. Управляющий контур системы слежения состоит из соеди- 50 ненных по электрической схеме (см. фиг.5) двигателя 15, электрода 18, тросика 19, электронного усилителя 21 с трансформаторным входом и фазочувствительным каскадом усиления мощности. В электрическую схему управляющего контура подключены переменный резистор 22, постоянный резистор 23 и источник переменного напряжения.

Лппарат работает следующим образом.

Емкость 1 заполняется культуральной средой на высоту Нь вводятся питательная среда и засевная биомасса. Через аэратор

2 и патрубок 10 нагнетается сжатый воздух в пространство под конусом 3. Образовав- 05 шаяся в результате аэрации среды газожидкостная эмульсия устанавливается на высоте Н>, соответствующей высоте расположения нижнего торца сопла 7, а жидкость в трубах 4 поднимается с высоты Hi до высоты Н . Сжатый воздух начинает прорываться через сопло 7 и эжектируст газожидкостную эмульсию под конусом 3.

Газожидкостная эмульсия, выбрасываемая из сопла 7, ударяется об отражательный экран 8, при этом происходит сепарация жидкости от газа, жидкость по внешней стороне конуса 3 сливается в трубы 4, что обуславливает общую циркуляцию среды в аппарате, а отсепарированный воздух удаляется из аппарата в атмосферу. Датчик системы слежения соприкасается с жидкостью, находящейся в трубах 4 на уровне Нз. При этом циркуляционная вставка неподвижна. Такой режим работы аппарата сохраняется при постоянном объеме среды в емкости 1. При изменении объема среды изменяется уровень Нз жидкости в трубах 4. Повышение или понижение уровня Нз фиксируется электродом 18 системы слежения, которая относится к системам релейного типа, т. е. система имеет два состояния: электрод замкнут на жидкость; электрод разомкнут с жидкостью.

При соприкосновении электрода 18 с поверхностью жидкости вследствие изменения фаз результирующего тока в обмотках трансформатора усилителя 21 рсверсивный двигатель 15 вращается в сторону, соответствующую отрыву электрода 18 от поверхности жидкости. При разрыве контакта электрода 18 с жидкостью двигатель 15 начинает вращаться в сторону, соответствующую замыканию контакта электрода 18 с жидкостью. Чередование разрыва и замыкания электрода 18 с жидкостью происходит непрерывно. Таким образом электрод

18 перемещается вместе с уровнем жидкости Н, в трубах 4. Вращение реверсивного двигателя 15 передается на редуктор 14, который перемещает шток 13 вместе с экраном 8, конусом 3, соплом 7, патрубком

10, перегородкой 5 с бортом 6 и манжетой

11, циркуляционными трубами 4. Поднимая или опуская циркуляционную вставку в зависимости от изменения объема среды в аппарате и положения датчика, обеспечивают постоянное положение циркуляционной вставки относительно уровня Н> жидкости в трубах 4, в результате чего сохраняется устойчивая работоспособность аппарата при различных режимах процесса. Кольцевые направляющие 12, обхватывая трубы 4, предотвращают возможный перекос при вертикальном перемещении циркуляционной вставки по вертикали, а манжета 11, прилегая к борту 6 перегородки 5 и стенке емкости 1, из-за своей упругости и эластичности надежно уплотняет среду в емкости 1 как в статичном положении циркуляцион682562 ной вставки, так и при ее перемещении по вертикали.

Использование изобретения позволит сохранить устойчивую работоспособность аппарата в широком диапазоне изменения режимов ведения процесса выращивания микроорганизмов, существенно повысить степень циркуляции рабочей среды в аппарате, в результате чего интенсифицируется процесс выращивания микроорганизмов, 10

Формула изобретения

1. Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную цилин- 15 дрическую емкость, снабженную заглушенной сверху циркуляционной вставкой с соплом типа трубы Вентури и расположенным над нпм отражательным экраном, аэратором и воздухоподводящим патрубком, от- 20 личающийся тем, что, с целью возможности изменения объема рабочей среды в процессе работы аппарата и повышения его производителььос.ч., ц ркуляционная вставка установлена с возможностью перемещения по вертикали, прп этом к верхней наружной части вставки прикреплена кольцевая перегородка с бортом, разделяющая емкость по высоте на две секции, а боковая поверхность вставки образована рядом расположенных по окружности с зазором между собой вертикальных циркуляционных труб, прикрепленных верхним концом к перегородке и сообщенных с верхней секцией.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что между стенкой емкости и бортом кольцевой перегородки размещена манжета из упругого эластичного материала.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что на стенке емкости укреплены направляющие, обхватывающие циркуляционные трубы вставки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 436078, кл, С 12В 1/10, 1974. 682562

Составитель А. Ветошкин

Редактор Т, Фадеева

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2104/5 Изд. № 526 Тираж 549 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5