Аппарат для выращивания микроорганизмов

Аппарат для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 737437 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлеио22.11.77 (2I ) 2545343/30-13 с присоецинением заявки J%,—

С 12 В. 1/10, Гееударстееииый комитет

СССР

ho делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30 05 80, Б1оллетень М 20 (53) УДК 663., 1,4.033 (088.8) Дата опубликования описания 30.05ЛО (72) Автор изобретения

С. И. Писарев

Институт газа АН Украинской CCP (7I) Заявитель (54) АППАРАТ, ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ!

Изобретение относится к микробиологичесжому оборудованию и представляет собой аппарат цля выращивания микроорга-, низмов, например из родов,PSeudomova8

ИЛИ О аС1ИМЗ.

Ближайшим к изобретению техническим решением по конструкции и достигаемому положительному аффекту является аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую ем-10 кость с рубашкой охлаждении и патрубками для подвода питательной среды, воздуха и отвода готового продукта и отработанных газов,. концентрично установленные в емкости. попый вал и направляющий стакан с прорезями и пентральным отверстием в днище, перемешивающее уса ройство, установленное на полом приводном валу и расположенное между днищами цилиндрической емкости и направляющего цилиндра, пеногаситель, укрепленный в верхней-части аппарата и выполненный в виде двух профилируюших пластин, расположенных с зазором оцна над

2 другой, при атом на нижней поверхности нижней пластины имеются вертикальные перегородки (Ц

Нецостатком атого аппарата является образование жидкостной воронки внутри направляющего цилинпра, Бель изобретения заключается в предотвращении вращения жидкости в циркуляционном стакане, а также попадания пузырьков воздуха и интенсификации таким образом процееса массообмена„

Для этого в предлагаемом аппарате на внутренней поверхности днища циркуляционного стакана радиально укреплены ребра, На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый аппарат, разреза на фиг. 2— график зависимости производительности перемешивающего устройства от числа обо ротов.

Аппарат состоит из цилиндрической емкости 1 с рубашкой 2, конпентрично установленного циркуляцнонного стакана

3 с чешуйчатыми прорезями 4 и цент3 7374 ральпым отверстием в днише. Под пиркуляциош ым стаканом расположено перемещивающее устройство 5, укрепленное на попом приводном валу 8, Иа внутренней поверхности дниша стакана рациальйо ук5 реплены ребра 7. В нижней части емкости 1 установлен патрубок 8 для отбора готового продукта. Патрубки 9-11 установлены на крышке 12 и предназначены соответственно для подачи воздуха, отвода отработанного газа и подачи в аппарат маточной культуры или культуральной жидкости из другого аппарата. Патрубки 13 и 14 закреплены в верхней части -цилиндрической емкости и циркуляцион- 15 ного стакана и предназначены.соответственно для непрерывной подачи раствора питательных солей и щелочи на вход перемещиваюшего устройства, Аппарат работает следуюшим обра- зо м.

При вращении перемешивающего устройства 5 культуральная жидкость под действием центробежных сил поступает из пиркуляпионного стакана 3 через отверстие в его днище в перемешивающее устройство 5 и выбрасывается в кольдевой канал, образованный,,цилиндрической емкостью 1 и циркуляционным стаканом 3, B перемешивающее устройство

5 по полому приводному валу 6 подается под давлением насышенная необходимыми для процесса газами вода, В перемешивающем устройстве 5 насьпценная газами вода щросселируется и смешивается с культуральной жидкостью, проходящей через это устройство. При этом происходит насыщение культуральной жидкости газами, что обеспечивает жизнедеятельность и размножение. микро- 40

- организмов. Кроме того, в результате эжекции при дросселировании насыщенной газами воды количество культуральной жидкости, проходящее через перемешиваю. шее устройство 5, увеличивается, что

45 способствует более быстрому насышению всего объема культуральной жидкости необходимыми газами. Из кольпевого ка. нала часть культуральной жидкости через чешуйчатые прорези 4 поступает в пиркуляционный стакан 3. Основная часть насышенной газами культуральной жидкости, поднимаясь спирально вверх, переливается в направляющий цилиндр сверху.

Таким образом, организуется перекрестный ноток жидкости, способствующий перемешиванию культуральной жидкости, находяшейся в направляющем цилиндре. Вслед37 ф ствие массообмена за счет разности парпиальных давлений исходных газов в культуральной жидкости и в свободном от культуральной жидкости пространстве аппара- . та в последнем появляются исходные газа. Эти газы выдуваются из аппарата через патрубок 10 воздухом, поступающим в патрубок 9, Ребра 7 останавливают врашение жидкости на входе в перемешиваюшее устройство 5, что способствует дополнительному перемешиванию культураральной жидкости в направляюшем цилиндре и предотвращает ажекцию газа из воздушного пространства аппарата в перемешиваюшее устройство 5. Кроме того, радиальные перегородки сепарируют пузырьки газа из культуральной жидкости на входе в перемешиваюшее устройство. При атом культуральная жидкость, поступающая в перемешиваюшее устройство, насыщается только необходимыми для жизне деятельности микроорганизмов газами, например метаном и кислородом, что повышает массообмен в аппарате.

Кроме того, отсутствие отработанного газа в перемешиваюшем устройстве увеличивает насосный эффект устройства, что в свою очередь, сокращает время насыщения всего обьема культуральной жидкости необходимыми -газами и дополнительно увеличивает массообмен в аппарате. В процессе непрерывной ферментации из аппарата через патрубок 8 непрерывно отбирается часть культуральной жидкости а через патрубки 13 и 14 в аппарат подаются соответственно раствор питательных солей и щелочь для поддержания рН.

Через патрубок 11 производится подсев маточной йли культуральной жидкости иэ другогс аппарата. Рубашка 2 служит для поддержания необходимой температуры в аппарате.

На фиг. 2 представлены результаты испытаний.предлагаемого аппарата в сравнении с прототипом, отражена зависимость насосного аффекта (производительности) перемешиваюшего устройства от наличия или отсутствия перегородок в аппарате при различном числе оборотов аеремешиваюшего устройства. Испытания проводились B прозрачных аппаратах со следующими габаритами: диаметр аппарата 290 мм, диаметр перемешиваюшего устройства 97 мм, диаметр циркуляционного стакана 245 мм, высота его 330 мм. Высота уровни воды в аппаратах равнялась диаметру аппарата, Испытания показали, что, начиная с

7,5 об/с, насосный аффект перемешиваю5 7374 щего устройства в аппарате с ребрами . (кривая 2) повышается по сравнению с аппаратом без них (кривая 1). Это объяс няется тем, что в аппарате без ребер, начиная с 7,5 Об/с. в перемешивающем устройстве появляются пузырьки воздуха.

Необходимо отметить, что в аппарате с ребрами установленными на днище внутри циркуляцнонного стакана, появление пузырьков воздуха в перемешивающем 10 устройстве во всем исследованном диапазоне чисел оборотов не наблюдалось.

Следовательно, перегородки в аппарате создают гидродинамические услбвия, цри которых увеличивается насосный эффект перемешивающего устройства и парцигльное давпение необходимых для процесса газов в культуральной жидкости, а также улучшают перемешивание в направляющем цидиндре, Все это интенси- 20 фицирует процесс массообмена. в аппарате, формула изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую ем-

37 6 кость с теплообменной рубашкой, установ-: ленный внутри него с зазором циркуляционный стакан с прорезями на боковой поверхности и центральным отверстием в его днище, перемешивающее устройство, расположенное между днищами емкости и стакана, патрубки для подвода воздуха, маточнОй культуры или культуральной жидкости, питательных солей и щелочи и отвода готового продукта и отработан-. ных газов, отличающийся тем что, с целью предотвращения вращения жидкости В шцэкуляпибнном стаканер B также попадания пузырьков воздуха в перемешивающее устройство и интенсификации таким образом процесса массообмена, на внутренней поверхности днища циркуляционного стакана радиально укреплены ребра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 410078, кл, С 12 В 1/1О, 1972 (прототип). 737437

Составитель Г Лошкарева

Редактор Г. Прусова Техред Н. Бабурка КорректоР В. Синипкая

Заказ 2602/7 Тираж 522 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4