Аппарат для выращивания микроорганизмов

Аппарат для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

729242

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.10.77 (21) 2535433/30-13

{51)M. Кл.

С 12 В 1/10 с присоединением заявки Ж—

Государстввииый комитет (23) Приоритет (53) yQK 6Г3.14.0 3 2. 2 (088. 8) до делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 25.04.80. Бюллетень ¹15

Дата опубликования описания 25 04 80

A. Ю. Винаров, Я. Я. Шкоп, И. ll Тихонов, Ф. Б, Шлайфер, P. В. Катруш, В. Ф. Фиалковский и Ю. М, Симаев (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых вешеств (7I) Заявитель (54) АППАРАТ Ш1Я ВЫРАШИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается аппаратуры дпя вырашивания аэробных микроорганизмов, например дрожжей, на углеродсодержаших субстратах.

Ближайшим техническим решением к

5 предлагаемому является аппарат для аэробного вырашивания микроорганизмов, выполненный в виде вертикальной емкости, разделенной горизонтальными

to перегородками на секции и снабженной устройством для аэрации, расположенным в ее нижней части, и пеногасителем. В верхней части емкости концентрично с ней установлен стакан для

15 выделения концентрированной биомассы, снабженный перфорированной перегородкой) патрубком дпя подвода аэрируюшего агента, патрубком дпя осветленной жидкости и устройством для диспергирования газа (1

Недостатком такого аппарата является нестабильность работы и вследствие этого невысокая производительность при ис2. пользовании его в качестве аппарата большой единичной мошности, что связано с неравномерными условиями перемешиьания культурапьной жидкости по объему аппарата, отсутствием конструктивных решений по теппообменным устройствам.

Цель изобретения заключается в повышении производительности и обеспечении надежности работы аппарата путем улучшения условий перемешивания культуральной среды в нем, а также условий теплообмена, Зто обеспечивается тем, что в нижней секции емкости размещен теплообменник, а устройство для подвода воздуха установлено над ним, при этом емкость снабжена рециркуляционным трубопроводом культурапьной жидкости с теплообменником, расположенным вне емкости и связываюшим нижнюю секцию с вышерасположенными, в которых радиально ук— реплены вертикальные пластины.

Пластины выполнены полыми и снабжены патрубками дпя подвода и отвода

ЗО

3 7292 хлацагента, Кроме того, верхняя камера пля концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх, Перфорированные перегороцки в емкости имеют площадь свободного сечения, составляющую 0,05-0,50 от площади сечения емкости, причем диаметр отверстий в перегороцках увеличивается снизу вверх, 1о так что отношение пиаметров отверстий нижней перегородки к диаметру отверстий верхней составляет 1:2-1:10.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый аппарат, продольный раз- 15 реэ, на фиг, 2 — сечение А-A на фиг. 1.

Аппарат выполнен в вице вертикальной емкости 1, разделенной горизонтальными перфорированными перегороцками 2 на секции и снабженной камерой 3 цля концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения с расположенным в ней коническим диском 4 пля распределенияя потока суспе нзии, имеющим воронку 5 пля пенного концентрата, патрубок 6 цля вывода сконцентрированной суспензии микроорганизмов и yci.ройство

7 цля вы-ода осветленной культураль. ной жидкости.

Аппарат снабжен механическими пеногасителями 8, усTGноемicнными на его крышке 9, В нижней секции t 10 =мкос.-ти размещены теплообменник 11 и уст" ройство 1 2 пляпопвопа возцуха, Рец:.".",куляционный трубопровод 13 с насосом 14 и внешним теплообменником 15 связывает эту секцию с вышерасположеннычи секциями, в которых рациально укреплены вертикальные полые пластины 16 с патруб- О ками 17 пля подвода и отвоца хладагента.

Камера 3 цля концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх и закрытой крышкой 9.

Отношение плошали свобопного сечения перфорированных перегородок 2 к плошади сечения емкости 1 составляет

0,05-0,50. Диаметр отверстий перегородок увеличивается снизу вверх, при этом отношение диаметров отверстий нижней перегородки к диаметрам отверстий верхней составляет от 1:2 цо 1:10.

Аппарат работает слепующим образом, В емкость 1 через устройство 12 лопают аарируюший агент, например воздух, кислороп или воздушно-кислороцную смесь

4 4 и осуществляют выращивание микроорга: низмов в объеме каждой секции аппарата при интенсивном перемешивании культуральной срепы за счет барбатажа газа через отверстия в перфорированных перегородках 2 и ее турбулизации плавающей насадкой, помещаемой в объем каждой секции, кроме нижней секции 10, Отвод,. образующийся в процессе биохимического превращения тепла, осуществляется при помощи полых пластин 16, купа попается хлапагент, а также при помощи встроенного в нижнюю секцию теплообменника

ll и выносного теплообменника 15. Перемешивание культуральной жидкости в объеме аппарата обеспечивается также путем непрерывной ее рециркуляции через трубопровоц 13 с циркуляционным насосом 14 из нижней секцич в вышера сп ол оже нные, Образующаяся в емкости 1 газожипкостная пенообразная среда заполняет камеру 3, гпе скорость потока снижается и культуральная срепа разделяется на осветленную жипксеть и пену, которая концентрируется при обтекании коничес- кого диска 4 и гасится с помощью механических пеногасителей 8, прегятствующих выбору жипкой фазы из аппарата с обработанным газом, Концентрированная суспензия микроорганизмов, собирающаяся í воронке 5, отвопится из аппарата через цатрубок 6, а осветленная культуральная жидкость выводится через устройство 7, позволяющее поддерживать необходимый уровень заполнения аппарата, Оптимальный гицропинамический режим работы послецнего, обеспечивающий интенсивный транспорт питательных веществ и кислорода к клеткам, их рост и жзмножение, созпается с помощью перегородок 2 с изменяющимся по высоте аппарата диаметром отверстий, а также за счет установки в секциях вертикальных пластин 16, препотвращающих поперечную неравномерность перемешивания срецы, что особенно существенно для промышленных аппаратов большого пиаметра, Попача питательных солей, титрующего агента и жидкого углеропсодержащего субстрата проиэвоцится в рециркуляционный трубопровод 13, обеспечивающий распределение этих элементов IIo объему аппарата. При выращивании микроорганизмов на газообразных ! субстратах, например, метане, поцача субстрата осуществляется аналогично по7292 даче аэрирующего газа, например, в устройство 12, Применение аппарата предлагаемой конструкции обеспечивает возможность проведения устойчивого процесса выращивания микроорганизмов в промышленном» масштабе на различных углеродсодержащих субстратах (например, Н-парафины, этанол, метанол, метан) в условиях обильного пенообразования с высокой продуктивностью по биомассе благодаря оптимальным условиям аэрации и перемешивания культуральной жидкости.

Формула изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, выполненный в виде вертикальной емкости, разделенной горизонтальными перфорированными перегородками на секции и снабженной камерой для концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения с расположенным в ней коническим диском для распределения

25 потока суспензии, механическим пеногасителем и устройством для аэрации культуральной жидкости, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности и обеспечения надежзо ности работы аппарата, в нижней секции емкости размещен теплообменник, а устройство для подвода воздуха установлено уад ним, при этом емкость снабжена

42 6 рециркуляционным трубопроводом культуральной жидкости с теплообменником, расположенным вне емкости и связьпиющим нижнюю секцию с вышерасположенными причем в последних радиально укреплены вертикальные пластины.

2, Аппарат по и, 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что пластины выполнены полыми и снабжены патрубками для подвода и отвода хладагента.

3. Аппарат по п, 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что камера для концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения Bbltlo»IHLHG в виде усеченного конуса, обращенного больш» м основанием вверх.

4, Аппара-. по и, 1, о т л и ч а+ю— шийся тем, что отношение плошади свободного сечения перфорированных перегородок к плошади сечения емкости составляет 0,05-0,50.

5. Аппарат по и и, 1 и 4, о т л и— ч а ю шийся тем, что диаметр о » верстий перегородок увеличивается снизу вверх, при этом отношение диаметров о верстий нижней перегородки к диаметрам отверстий верхней саста вляет -1:2-1:10.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

»» 543673, кл, С 12 B 1/10, 1975 (прототип) .

729242

4-А

Составитель А, Винаров

>К. 1 астелевии 1 орректор Т. Скворио

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 19 1.3/25 Тираж 522

Ш1ИИПИ Государственного по делам изобретений и

11 3035, Москва, Ж-35, По дписное комитета СССР открытий

Раушска я наб., д. 4/5