Аппарат для выращивания микроорганизмов

Аппарат для выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик.

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>753894 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.

С 12 В 1/10 (22) Заявлено 260977 (2 1 ) 2526827/28-13 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Опубликовано 070880,бюллетень М 29

Гвсударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 663.14. .033.2(088.8) Дата опубликования описания 100880 (72) Авторы изобретения

Н. В. Золотухин, Э. М. Якубов, К. А. Ахметов, A П. Шубин, В. Н. Зырянов, Г. К. Шакиров и С. С. Скрипкин

Институт кибернетики с вычислительным центром

AH Узбекской CCP и Янгиюльский биохимический завод (71) Заявители, (54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к производству биомассы на основе выращивания микроорганизмов на водных средах, со держащих легкорастворимые органические и минеральные компоненты.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость с коническим днищем, укрепленные по высо- 0 те неподвижные перфорированные диски с расположенными на них трубками и клапанами для перелива жидкости, расположенный в днище барботер воздуха

И патрубки для подвода питательной среды и отвода биомассы (11 .

Однако при работе такого аппарата р пространствах между перфорированными дисками образуется воздушно-жидкостная эмульсия, в результате чего снижается .удельная производительность аппарата.

Целью изобретения является повышение удельной производительности аппарата для выращивания микроорганизмов.25

Достигается это тем, что предлагаемый аппарат снабжен камерой для ., предварительного смешивания питательной среды и воздуха, расположенной под его днищем, а на меньшем основании днища над камерой и большим основанием над барботером укреплены перфорированные перегородки, при этом перфорированные диски, размещенные в цилиндрической части аппарата, установлены с кольцевым зазором относительно стенки емкости, причем общая площадь перфорации диска составляет

35-45% от всей его площади, а величина зазора между дисками и стенками емкости составляет 0,02-0,1 от диаметра последней.

На фиг. 1 изображен описываемый аппарат для выращивания микроорганизмов, разрез р на фиг. 2 — перфорированный диск) на фиг. 3 — барботер воздуха, вид снизу.

Аппарат состоит из вертикальнОй закрытой цилиндрической емкости 1 с коническим днищем 2, расположенной под днищем камеры 3, снабженной патрубками 4 и 5 для подвода среды и воздуха. На меньшем основании днища над камерой 3 и большем основании над барботером 6 укреплеиы перфорированные перегородки 7 и 8. При этом диски 9 установлены е кольцевьан зазором относительно стенок емкости. Общая площадь перфорации перегородок и дис753894 ков составляет 35-45Ъ от всей их площади, а величина зазора между дисками и стенкой емкости составляет 0,02-0,1 от диаметра цилиндрической части емкости.

Диски 9 укреплены на штоке 10 и упорах 11. Шток 10 укреплен при помощи резьбы в крышке 12 аппарата с возможностью перемещения по вертикали при помощи поворотного колеса 13. В верхней части аппарата имеется патрубок 14 для вывода биомассы, а в конической части — патрубок 15 для подвода воздуха в барботер 6.

Аппарат работает слецующим образом.

Внутреннюю поверхность аппарата стерилизуют. Смесь компонентов питатель- 15 ной среды готовят в отдельных емкостях и перед подачей ее в аппарат также стерилизуют. Для перемешивания среды используют воздух, подав емый в аппарат компрессором. 20

После стерилизации аппарат наполняют питательной средой в таком количестве, чтобы ее объем составлял

90 †9 от объема аппарата, который он имеет до патрубка 14. По патрубку

14 вводят чистую культуру микроорганизмов, подают в аппарат воздух, поддерживают определенную температуру в нем и другие параметры, определяемые выбранным режимом ферментации.

При этом воздух в аппарат подают следующим образом. Сначала его подают через патрубок 15 и барботер 6 в таком количестве, чтобы на поверхность среды по кольцу появились пузырьки воздуха. Затем открывают вход

35 воздуха через патрубок 5. После этого регулируют скорость подачи воздуха через все его входы в аппарат так чтобы газовые пузырьки на поверхности среды были бы распределены преимуше- 40 ственно равномерно, а уровень среды поднялся примерно на половину расстояния его от патрубка 14. После этого увеличивают нагрузку воздуха через патрубок 5 настолько, чтобы урогень среды в аппарате достиг отметки зыхода ее через патрубок 14.

Разница в нагрузках аэрирующего воздуха в центральной части аппарата и его периферийных частях обеспечивает циркуляцию жидкости в направлении от центра емкости к ее стенкам по восходящей линии, сохраняя при этом непрерывное ее насыщение воздухом и, следовательно, непрерывное обеспечение ьфкроорганизмов растворенным кислородом.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет поддерживать плотность рабочей газо-жидкостной смеси в аппарате на уровне, превышающем таковой в 2 — 3 раза в аппаратах, в которых заложен принцип максимального эмульгирования питательной среды. A это в свою очередь создает основу .для увеличения. удельной производитель-65 ности аппарата во столько раз, во сколько увеличивается коэффициент наполнения аппарата или плотность рабочей жидкости, т.е. в 2-3 раза.

По достижении концентраций микроор",àíèçìîâ и компонентов питательной среды заданных пределов рабочий цикл повторяется либо процесс переводят на проточный режим. Для обеспечения непрерывного режима в аппарат через патрубок 4 начинают подавать питательную среду с требуемой скоростью.

Среда, попацая в камеру 3, смешивается с воздухом, насыщается кислородом и в таком состоянии вместе с воздухом поднимается в верхние слои, проходя сквозь перфорированные перегородки и диски, при помощи которых она продолжает насыщаться кислородом.Последнее является необходимым условием для непрерывного роста микроорганизмов, йспользующих в своей жизнедеятельности кислород.

По мере продвижения среды в верхние слои она обедняется всеми питательными компонентами за счет поглощения их микроорганизмами и в таком со стоянии вместе с ними уходит из аппарата через патрубок 14. При этом скорость выхода среды с микроорганизмами равна скорости притока свежей среды в аппарат. Наличие же перфорированных элементов на пути движения среды и воздуха исключает возможность резкого вспенивания среды за счет образования крупнь1х газовых пузырей, а зазоры, имеющиеся между дисками и стенками аппарата, резко снижают возможность образования между ними воздушных подушек и пены.

В зависимости от режима ферментации расположение перфорированных дисков может меняться путем поднятия или опускания их за счет поднятия или опускания штока 10 при помощи рукоятки. Такая необходимость возникает в том случае, если на поверхности среды начинает образовываться пена. При этом диски поднимают вверх до тех пор, пока верхний диск не появится на поверхности жидкости. В результате резко снижается пенообразование в верхних слоях микробной культуры.

После этого положение дискон в процессе работы аппарата остается неизменным.

При отсутствии пенения среды верхний диск размещают на глубине, равной примерно расстоянию нижнего диска от перфорированной перегородки большего основания днища аппарата. На таком же расстоянии размещаются и другие диски относительно друг. друга.

Таким образом, описываемый àïïàрат позволяет диспергировать воздух по всему его сечению и за счет этого обеспечивать максимальное количество микроорганизмов кислородом, снижать пенообразование в аппарате и вследст753894

Формула изобретения

Фиг. 1

Составитель Г. Лошкарева

Редактор Л. Волкова Техред М Петко Корректор О. Ковинская

Тираж 522

Заказ 4846/22

Подписное

ЦНИИПИ 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 вие этого увеличивать плотность рабочей среды и повышать удельную производительность аппарата.

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость с коническим днищем, укрепленные по высоте неподвижные перфорированные диски, расположенный в днище барботер воздуха и патрубки для подвода питательной среды и отвода биомассы, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повыше.ния удельной производительности àïïàрата, под дним,ем расположена камера для предварительного смешивания. среды с воздухом, а на меньшем основании днища над камерой и большем основании над барботером укреплены перфорированные перегородки, при этом диски установлены с кольцевым зазором относительно стенки емкости, причем общая площадь перфорации диска составляет

35-45% от всей его площади, а величина зазора между дисками и стенкой емкости составляет 0,02-0,1 от диаметра последней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 379611, кл. С 12 В 1/10, 1971 (прототип).