Способ аэрирования жидкости при выращивании микроорганизмов

Способ аэрирования жидкости при выращивании микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналистнческнх

Республик

<11787457

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 17.02.77 (21) 2449101/28-13 с присоединением заявки Но

С 12 В 1/14

Государственный иомитет

СССР яо делам изобретений и отирытий (23) Приоритет

Опубликовано 1 1230, Бюллетень М 46 (53) УДК 576. 8 (088.8) Дата опубликования описания 17.1 80 (72) Авторы изобретения

О. A. Кремнев, A. A. Долинский, A. A. Корчи

В. В. Панчишин и Ю. H. Милешин

Ь .1-- -

63 ".1 1з (P1) Заявитель

Институт технической теплофизики АН Украинс (54) СПОСОБ АЭРИРОВАНИЯ ЖИДКОСТИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ

МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к технике насыщения жидкостей газами, в частности аэрирования жидкости при выращивании микроорганизмов, и может быть использовано в микробиологической, пищевой промьхаленности и в медицине.

Известен способ аэрирования жидкости при выращивании микроорганизмов путем подвода в нее газа под дав- 1О лением (1) .

Недостатками известного способа являются недостаточная интенсивность процесса массообмена и тем самым, низкий выход продукта с единицы объе- 15 ма среды, большие затраты электроэнергии на механическое перемешивание, большие расходы на пеногашение и низкий коэффициент заполнения аппарата.

Цель изобретения — интенсификация 29 массообмена.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу аэрирования жидкости при выращивании микроорганизмов в культуральной жидкости создают 25 по меньшей мере одну газовую полость, сообщенную с системой подвода и отвода газа и культуральной жидкостью, при этом подвод и отвод газа осуществляют попеременно с частотой 40-200 раз/мин 3р зри амплитуде колебания границы раздела фаз гаэ-жидкость 0,05-1,2 м.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы устройства для его выполнения.

Способ осуществляют следующим образом.

Выращивание микроорганизмов осуществляют на питательной среде в ферментере при аэрировании жидкости пу.тем подвода в нее газа под давлением.

В начале процесса аэрации в жидкости образуют газовую полость, сообщенную с системой подвода и отвода газа и культуральной жидкостью.

Затем попеременно с частотой 4020Р раз/мин в нее подают свежий газ и отводят отработанный, что вызывает колебательное движение полости. На границе раздела фаэ газ-жидкость возникают напряжения сдвига, а окружающая жидкость турбулизируется.

Амплитуда колебаний границы раздела фаз газ-жидкость равна 0,051,2 м.

При возрастании размеров полости (фиг. 1) образовавшаяся газо-жидкостная эмульсия отводится от поверхности контакта фаэ, а при уменьшении ее (фиг. 2) - к поверхности контакта фаэ подходит свежая порция неаэрированной

787457

Таблица 2 ии ма

ы, Известный 16

8 1,2 4000 100

Спо фер мен тац

Предлагаемый 15

12

Формула изобретения

Известный 15

Способ аэрирования жидкости при

9 д выращивании микроорганизмов путем

10 жидкости. Создаваемая таким образом циркуляция, а также низкочастотные колебания, передаваемые от газовой полости в окружающую жидкость, способствуют интенсивности процесса мас,сообмена.

Пример 1. В ферментере ем3 костью 15 м3 проводят процесс фермен" тации стрептомицина с помощью устройства (фиг. 1), содержащего ферментер

1, конусообразные перегородки 2, общую трубу 3, соединяющую перегород- © ки, клапаны подвода 4 и отвода 5 воздуха, расположенные на входе в трубу 3.

Вначале открывают клапан 4 подвода воздуха, при этом клапан 5 закрыт. tj

Воздух входит в конусообразные перегородки 2, при этом размеры газовой полости увеличиваются и граница раздела фаз газ-жидкость передвигается иэ верхнего в нижнее положение. За- gg тем закрывают клапан 4 и открывают клапан 5, при этом жидкость заполняет конусообразные перегородки 2, вытесняя находящийся в них воздух. В момент уменьшения газовой полости до заданных размеров и достижения границей раздела фаз крайнего верхнего положения клапан 5 закрывают и открывают клапан 4. Далее цикл повторяют.

Газовые полости приводят в колеба- 30 тельное движение при частоте подвода и отвода газа 95 раз/мин при амплитуде колебания 1,2 м и средней скорости движения границы раздела фаз газ-жидкость 7 м/сек. Параллельно про-35 водят контрольное аэрирование жидкости по известному способу путем подачи воздуха через барботер с механическим перемешиванием аэрируемой среды (контроль). 4О

Условия выращивания культуры стрептомицина и питательная среда в обоих случаях идентичные, при следующем соотношении компонентов среды,%:

Глюкоза 6

Фосфор

Азот аммонийный 200 рН среды поддерживают 6,7-69 при 26 С.

Данные испытаний приведены в табл. 1 ° аблица1 50

Пример 2. В ферментере емкостью 16 м проводят процесс ферментации кормогризина с помощью устройства (фиг. 2), содержащего ферментер 1, вставку 2, трубопроводы подвода и отвода 3 и 4 воздуха,соединенные со вставкой, клапаны 5 и 6, соответственно на трубопроводах 3 и 4

Подвод и отвод воздуха с помощью устройства (фиг. 2).осуществляют аналогично примеру 1 (фиг. 1). Газовые полости приводят в колебательное движение при частоте подвода и отвода газа 76 раз/мин при амплитуде колебания 0,5 м. Параллельно проводят контрольное аэрирование жидкости по известному способу (контроль).

Условия выращивания культуры кормогризина и питательная среда в обоих случаях идентичные при следующем соотношении компонентов среды, %:

Сахар 2,4

Азот 0,15

Минеральный фосфор 3,0 рН среды поддерживают 6,6-6,7 при

28 С..

Данные испытаний приведены в табл. 2.

Предлагаемый 16 12 0,6 4800 120

Предлагаемый способ аэрирования жидкости при выращивании микроорганизмов по сравнению с известным обеспечивает интенсивный массообмен, позволяет исключить механическое перемешивание, увеличить коэффициент заполнения ферментера на 20% и увеличить выход готового продукта на 30%.

787457

Составитель А. Вражникова

Редакто М. ин Тех д M. Петко Ко кто В. Бутяга

Заказ 8278 25 Тираж 522 Подписное

-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 подвода в нее газа под давлением, отличающийся тем,что, с целью интенсификации массообмена, в культуральной жидкости создают по меньшей мере одну газовую полость, сообщенную с системой подвода и отвода газа и культуральной жидкостью, при этом подвод и отвод газа осущест-. вляют попеременно с частотой 40200 раз/мин при амплитуде колебания границы раздела фаз газ-жидкость

0,05-1,2 м.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеева К. Г. Процессы и аппараты биотехнологии и химикофармацевтической промышленности. "Медицина", 1969 (прототип).