Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

1. АППАРАТ ДНЯ ВЫРАИЩВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикальную емкость, аэратор, устройство для пеногашения, включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образованием замкнутого циркуляционного контура, устройство для импульсного изменения давления жидкости, включающее установленный на приводном валу диск с отверстиями для прохода газожидкостной смеси в устройство для пеногеиаения, отлич-ающийся тем, что, с целью повышения удельной производительности, аппарат снабжен жестко связанными с приводным валом программатором пульсаций, установленным над диском, и плоским золот .ником с отверстиями, установленным под диском, при этом емкость разделена герметично соединенной с ее крьЕлкой вертикальной перегородкой на два полуцилиндра, сообщенные один с другим в нижней части и связанные трубопроводами для отвода газожидкостнои смеси с устройством дня пеногашения, а золотник заключен в камеру с патрубкоги для подсоединения к системе подачи сжатого воздуха, и вертикальными трубкс1ми, нижняя часть которых 5 размещена в полуцилиндрах, а верхняя (Л подсоединена к камере с обеспечением контакта с золотником в зоне отверстий для периодической подачи воздуха в каждый полуцилиндр, причем трубопроводы для отвода культуральной жидВ кости из бака устройства для пеногашения подсоединены к днищу бака по переферии. о: го ND СП Oi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

3Q9 С 12 М 1 00 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0| CHOMV (:НИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2735734/28-13 (22) 22.02.79 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) A.Ï.Ëàïòåâ (53) 663.13(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 362045, кл. С 12 М 1/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 9 729239, кл. С 12 М 1/02, 1976 (прототип) ° (54) (57) 1 ..АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЦИВАН1И

МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикальную емкость, аэратор, устройство для пеногашения, включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном.с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образованием замкнутого циркуляционного контура, устройство для импульсного изменения давления жидкости, включающее установленный на приводном валу диск с отверстиями для прохода газожидкостной смеси в устройство для пеногашения, отличающийся

„.SU„„256 А тем, что, с целью повышения удельной производительности, аппарат снабжен жестко связанными с приводным валом программатором пульсаций, установленным над диском, и плоским золот.ником с отверстиями, установленным под диском, при этом емкость разделена герметично соединенной с ее крьыкой вертикальной перегородкой на два полуцилиндра, сообщенные один с дру-" гим в нижней части и связанные трубопроВодами для отвода газожидкостнои смеси с устройством для пеногашения, а золотник заключен в камеру с патрубком для подсоединения к системе подачи сжатого воздуха, и вертикальными трубками, нижняя часть которых Е

Ф размещена в полуцилиндрах, а верхняя подсоединена к камере с обеспечением контакта с золотником в зоне отверстий для периодической подачи воздуха С в каждый полуцилиндр, причем трубопроводы для отвода культуральной жидЯ кости из бака устройства для пеногашения подсоединены к днищу бака по переферии.

1062256

Изобретение относится к промышленности микробиологии, в частности к аппаратам для выращивания микроорганизмов.

Известна установка для культивирования микроорганизмов, содержащая емкости, распылительные форсунки, трубопроводы, образующие замкнутый циркуляционный контур, обратные клапаны, воэдухораспределители и мультивибратор. Массообменный процесс осуществляется в незначительном количестве распыленной в газовой фазе культуральной жидкости с помощью распылительной форсунки, а с целью подачи культуральной жидкости к рас- 15 пылительным форсункам воэдухораспределители переключаются мультивибратором, так что жидкость перекачивается из наполненной емкости в-порожнюю (1). 20

Недостатком является то, что ис-, пользование распылительных форсунок для обеспечения потребности быстрорастущих микроорганизмов в растворенном кислороде неэффективно, так как 25 время контакта фаз мало, в то время как основной объем культуральной жидкости не имеет. контакта с воздухом и лишен доступа кислорода, а воэдухораспределители и другие приспо- 30 собления для побуждения расхода жидкости малопроизводительны.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содеркащий вертикальную емкость, аэратор, устройство для пеногашения, включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с неи трубопроводами отвода культуральной жидкости с образо-4 ванием замкнутого циркуляционного

40 контура, устройство для импульсного изменения давления жидкости, включающее установленный на приводном валу диск с отверстиями для прохода газо. жидкостной смеси в устройство для пеногашения. K стенке корпуса при-, креплены кольцевые перегородки с отверстиями. При работе аппарата происходит периодическое перекрытие отверстий в перегородках и диске их не-50 перфорированными частями, что создает пульсацию газожидкостного потока f23 °

Недостатком известного аппарата является то, что при высоких скорос- 55 тях вращения вала с диском и вследствие быстрого изменения проходного сечения потока возникает кавитация, отрицательно влияющая на микроорганизмы, в то время-как в основной массе Я) культуральной жидкости в емкости для выращивания Процесс массообмена ничем не интенсифицируется.

Целью изобретения является повышение удельной производительности.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную емкость, аэратор, устройство для пеногашения, включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образованием замкнутого циркуляционного контура, устройство для импульсного изменения давления жидкости, включающее установленный на .приводном валу диск с отверстиями для прохода газожидкостной смеси в устройство для пеногашения, снабжен жестко связанным с приводным валом программатором пульсаций, устатовленным над диском, и плоским золотником с отверстиями, установленным под диском, при этом емкость разделена герметично соединенной с ее крышкой вертикальной перегородкои на два полуцилиндра, сообщенные один с другим в нижней части и связанные трубо-, проводами для отвода гаэожидкостной смеси с устроиством для.пеногашения, а золотник заключен в камеру с патрубком для подсоединения к системе подачи сжатого воздуха, и вертикальными трубками, нижняя часть которых размещена в полуцилиндрах, а верхняя подсоединена к камере с обеспече нием контакта с золотником в зоне отверстий для периодическои подачи воздуха в каждый полуцилиндр, причем трубопроводы для отвода культуральиой жидкости из бака устройства для пеногашения подсоединены к днищу бака по периферии.

На фиг.1 схематично изображен аппарат для выращивания микроорганизмов, ступенчатыи разрез; на фиг.2 разрез A--A на фиг.1, на фиг.3 - вид

Б на фиг.,1; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.1„ на фиг.5 — разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - программатор пульсации; на фиг.7 - диск устройства для импульсного изменения давления; на фиг.8 — золотник; на фиг.9 — схема дозированиы пульсации.

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит вертикальную емкость 1, разделенную вертикальной перегорбдкой 2 на два полуцилиндра, сообщенные один с .другим в нижней части,при этом перегородка 2 герметически соединена с крышкой 3 емюости и обечаикои, а,цо днища 4 не доходит, и в перегородку 2 встроен теплообменнкк 5. Аппарат содержит плоский золотник 6 и устройство для импульсного изменения давления жидкости, включающее установленный на приводном валу 7 диск 8 с отверстиями для прохода газожидкостной смеси.

Золотник 6 заключен в камеру 9, снабженную патрубком 10 для подсоедине1062256 ния к системе подачи сжатого воздуха и вертикальными трубами 11 с щелевыми воздухорагпределителями 12 для впуска воздуха в полуцилиндры. Диск

8 расположен в камере 13. Емкость 1 трубопроводами 14 через камеру 13 с патрубком 15 .сообщена с баком 16, расположенным над емкостью 1, в котором расположен механический пеногаситель 17. Программатор 18 пульсаций установлен над диском 8 и золотником 10 б. В днище 4 емкости 1 расположены группы отверстий с закрепленными в них втулками 19 для ввода воздуха на аэрацию культуральной жидкости, а под ними к днищу поДсоединены ворон15 ях составляет 5/12 Т, 3/24 Т и 3/24 Т, где Т вЂ” период вращения, а скорость вращения — 30-60 об/мин. Для предотвращения самопроизвольного движения шестерни механизм снабжен запирающими дугами 33. Диск 8 содержит ступицу 34, к которой прикреплены .элементы 35 жесткости, соединенные с круглой пластиной 36 с Т-образно рас-60 положенными отверстиями и ободом 37, образуя геометрически неизменяемую систему. Золотник 6 содержит ступицу 38 с прикрепленным к ней диском ки-волноводы 20 для отвода возникаюцего при вводе воздуха ультразвука в атмосферу, соединенные трубами с коллектором 21, подсоединенным к системе подачи воздуха для аэрации. 2р

Над втулками 19 смонтиРованы четыре, по два на каждый полуКилиндр, трубных пучка 22, содер>кащих газлифтиые трубы 23, решетки 24,опоры 25 и

;стойки 26 для закрепления труб. Ниж- 25 няя часть лопастей механического пеногасителя 17 выполнена с наклоном для возбуждения локальных пульсаций в баке 16, к днищу которого подсое. динены трубопроводы 27 для отвода культуральной жидкости в нижнюю часть емкости 1, при этом трубопроводы 27 подсоединены к днищу бака 16 устройства для пеногашения по периферии с использованием насосного эффекта для . улучшения циркуляции, и на баке смон-З5 тирована надстройка-брызгоуловитель

28 с патрубком 29 для выхода отходящего газа, а патрубок 30 для отбора культуральной жидкости расположен в нижней части бака 16. Программатор 40

18 пульсаций представляет собой зубчатый механизм с остановками, при этом ведомая шестерня 31 получает вращение от колеса с неполным числом зубьев 32, поворачивая жестко укреп- 45 ленные на одном валу 7 с неи золотник 6 и диск 8 до положений периодических совмещений в зонах подсоединений с вертикальными трубами 11 и трубопроводами 14, соответственно, на.углы 90, 180 и 90 >, при этом время остановок в совмеценных поло;кени39 с эксцентрично расположенным отверстием.

Аппарат работает следующим образом.

В вертикальную емкость 1, разделенную вертикальной перегородкой 2 на сообщенные один с другим в нижней части полуцилиндры, подается питательная среда и эасевные микроорганизмы, и при подаче воздуха в культуральную жидкость через аэраторы, смонтированные в днище 4, происходит вспенивание культуральной жидкости и рост микроорганизмов, сопровождающийся выделением тепла, которое отводится с помощью теплообменника 5, встроенного в перегородку 2. Процесс непрерывного выращивания микроорганизмов ускоряется с помощью работы золотника 6 и диска 8, для чего в камеру 9 через патрубок 10 подается сжатый воздух, поступающий при контакте отверстия золотника 6 с зоной подсоединения одной из вертикальных труб 11 в полуцилиндр, причем в этом

Полуцилиндре выходящий по одному из трубопроводов 14 газожидкостной поток прикрывается диском 8 с повыаением давления, при этом в другом полуцилиндре весь объем вспененной культуральнои среды получает пульсационное движение вверх. После соответствующего поворота золотника 6 и диска 8 возбуждаются пульсации в другом полуцилиндре. Пульсационное воздействие усиливается с помощью остановок в совмещенных положениях, а для улучшения циркуляции золотник б и диск

8 останавливаются в положении, соответствующем выходу обоих газожидкост. ных потоков одновременно из полуцилиндров в бак 16 для пеногашения.

Такой режим работы обеспечивается программатором 18 пульсаций, жестко связанным приводным валом 7 с золотником б и диском 8. Воздух для аэрации вводится через втулки 19, расположенные в днице 4 емкости 1, à с помощью воронок-волноводов 20, подсоединенных к днищу 4 снизу, отводится в атмосферу ультразвук, возникающий при вводе мощнЫх потоков воздуха, носле чего воздух дополнительно диспергируется в трубных пучках 22 и в составе газожидкостных потоков циркулирует по внутреннему и внешнему замкнутому циркуляционным контурам.

Пеногашение и деаэрирование осуществляется с помоцью механического пеногасителя 17 ° В аппарат подаются необходимые материальные потоки и из него выводится с соответствующей концентрацией суспензия микроорганизмов на дальнейшую обработку до готового продукта.

2062256

10б 2256

Ю-S

Г-Г

Фиг. 4

4uz.

Фиа 7

Exes 3оюиро5ания пульсаций:

11Т ру Jg Ф. Жьт

ОООО

Р.

Составитель И.Шабалина

Редактор Н.Данкулич Техред И,,Кузьма Корректор Л.Патая

Закаа 10159/28 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытия

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

Филиал ППП "Патент"., r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4