Аппарат для выращивания микроорганизмов
АШ1АРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МЙКРООИАНИЗМОВ, содержащий циливдрическ корпус, перемешивающее и аэрирующее устройство, состоящее из статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастногр ротора, установленного на валу, патрубки для подвода воздуха и отвода отработанного воздуха и биомассы k привод вала, размещенный вне корпуса, отличающийся тем, что, с целью повьпиения коэффищ1ента заполнения рабочего объема корпуса аппарата и повьпиения таким образом удельной производительности , ла валу зпкреплены продольные направляющие пластины, а лопастной ротор смонтирован при помощи втулки на указанных пластинах с, возможностью перемещения совместно со статором вдоль вала, при этом статор снабжен поворотными соп-лами Лаваля для создания реактивной силы. (Л с:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) g(5g С 12 М 1/06
ИЗф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3364404/28-13 (22) 22.12.81 (46) 15.01.84. Бюл. N . 2 (72) Ю. В. Редикульцев, Л. А. Литвиненко, Б. Ф. Нестеров и Б. И. Смолин (71) Институт биохимии и физиологии микроорганизмов АИ СССР (53) 663.14.033.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
tP 394420, кл. С 12 М 1/06, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР N 225122, кл. С 12 М 1/06, 1964 (прототип). (54) (57) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ
МИКРООРГАИИЗМОВ, содержащий цилиндрический корпус, перемешнвающее и аэрирующее устройство, состоящее из статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастного ротора, установленного на валу, патрубки для подвода воздуха и отвода. отработанного воздуха и биомассы и привод вала, размещенный вне корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента заполнения рабочего обьема корпуса аппарата и повышения таким образом удельной производительности, яа валу укреплены продольные направляющие пластины, а лопастной ротор смонтирован при помощи втулки на указанных пластинах с. возможностью перемещения совместно со статором вдоль вала, при этом статор снабжен поворотными соплами Лаваля для создания реактивной силы.
1067036.Изобретение относится к ферментацианному оборудованию и может быть использована в микробиологической, химической и медицинской промышленности, а также в научно-исследовательской практике. 5
Известны-аппаратуры с самовсасывающей турбиной, заключенной в коатектор-диффуЗор и расположенной на валу герметичного привода Я .
В известном аппарате турбина жестко фнк- 10 сирована на валу герметичного привода и при вращении образует центробежные потоки жидкой среды с образованием по аси вра щения глубокой воронки, что снижает насыщение жидкости газом, за счет сепарации газа из жидкости, Коллектор, жестко закрепленный в емкости, также способствует не увеличению, а снижению насыщения жидкости газом вследствие аргайизации строго определенного направления газажидкастного потока. 20
В результате плохого насыщения жидкости газом снижается массаабмен в ферментере и его производительность.
Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганиз- 25 мов, содержащий ципштдрический корпус, пе. ремешнвающее и аэрирующее устройство, состоящее из статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастного ротора, установленного на вану, 30 цатрубкн для подвода воздуха, питательной среды и отвода отработанного воздуха и биомассы а привод вала, размещепный вне корпуса (21.
Над верхним направляютцнм диском статора размещен патрубак для подвода воздуха. 35 . Кроме того, этот диск и втулка лопастного ротора имеют отверстия для подсоса воздуха.
Между втулкой и нижним налравляюшим диском статора имеются отверстия для ввода жидкости и перемещивающее н аэрирующее 40 устройство. Последнее расположена íà нижнем конце прнваднога вала, а на верхнем установлен центробежный пеногаситель.
Принудительный .ввод аэрирующего газа s полость статара приводит к сильному вспени-45 ванща культуральной жидкости, для разрушения-которой требуется механическое гашение.
Установка пеиагасигеля в верхней части ферментера значительна снижает коэффициент запал кения объема фермеитера. 50 . Целью изобретения является повышение коэффициента заполнения рабочего абьима корпуса аппарата и повышения, таким образом, удельной производительности.
Поставленная цель достигается тем, что в 55
"аппарате для выращивания микроорганизмов, содержащем цилтшдрический корпус, еремешивающее и аэрирующее устройство, состоя2 щее иэ статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастного ротора, установленного на валу, рат убки для подвода воздуха. и отвода отработанного воздуха и биомассы, и привод вала, размещенный вне корпуса, на валу укрепцены продольные направляющие пластины, а лопастный ротор смонтирован при помощи втулки на указанных пластинах с возможностью перемещения совместно со статором вдоль вала, ири этом статор снабжен поворотными соплами Лаваля для создания реактивной силы.
На фиг. 1 схематично. изображен предложенный аппарат, продольный разрез; на Фиг. 2— разрез 4.— А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез
Б-Б на фиг. 1, Аппарат содержит герметичный цилиндрический корпус 1, перемешивающее и аэрирующее устройство, состоящее из статора 2, образованнага направляющими дисками 3 н 4, связанными винтами 5, и размещенного внутри него лопастного ротора 6, установленного на валу 7, патрубки 8 — 10 пля подвода воздуха, отвода отработанного воздуха и биомассы и привод 11 вала, размещенный вне корпуса.
На валу 7 укреплены с помощью винтов
12 и фиксаторов 13 продольные направляющие пластины 14.
Лопастной ротор 6 смонтирован- при помощи втулки 15 на указанных пластинах своз-, мажнастью перемещения са статорам вдоль вала.
Направляютцие диски 3 и 4 статора 2 выполнены в виде усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями к крышке и имеющих патрубки 16 для подсоса в лопастной ротор жидкости, газа и пены.
Статор 2 снабжен соплами Лаваля 17 для создания реактивной силы, прикрепленными снаружи к направляющим.дискам 3 и 4 и фиксируемыми при помощи резиновых манжет 18.
В нижней части корпуса 1 над днищем, установлен барбатер 19 для подвода воздуха, Корпус снабжен теплообменной рубашкой 20, Аппарат работает следующим образом.
В рабочем состоянии корпус 1 заполнен. культуральной жидкостью да уровня, обеспечнвающега свободный выход из.него азрирующега воздуха.
Сопла Лаваля 17 направлены к днищу карлуса. Цри помощи привода Il вал 7 приводится во вращение, которое через жестко закрепленные на нем направляющие пластины 14 передается втулке 15 и жестко связанному с ней лопастному ротору 6, который свободно расположен в статоре 2. Вращение лопастного ротора тт создает центро3 1067 бежную силу, которая образует проток культуральной жидкости через патрубки 16, статор 2 и сопла Лаваля 17..
Истекая из последних, культуральная жидкость образует струи, которые обладая реактивной силой, поднимают статор 2 с закрепленным на втулке 15 лопастным ротором по направляющим пластинам 14.
Прн достижении уровня культуральной жидкости верхним патрубком 16, статора 2 воз- тО дух или пена, образующаяся в процессе культивирования, прокачивается лопастным ротором 6 через полость статора .2 и сопла Лаваля 17. В момент захвата пены или воздуха реактивная сила струй, вытекающих иэ указанных сопел падает и статор 2 вновь погружается в культуральнув жидкость.
Таким образом, в приповерхностном слое жидкости, а точнее на уровне раздела фаз жидкость-воздух или жидкость-пена, осущеснвиатая перемещение статора 2 по направ.лянлцим пластинам 14, что позволяет нри наличии пены прокачивать ее лопастным ротором б через ататор 2 и сопла Лаваля 17, од- новремищо разрушая н предотвращая увели» ?5 чение ев уров .в корпусе l.
Для обеспечения насыщения кислородом воз-. духа культуральной жидкости чеуеэ барботер
036 4
19 подают воздух, который забнраетси через нижний патрубок !6 статора 2, диспергируется в культуральной жидкости лопастным ротором, 6 и -через соила Лаваля выбрасывается обрат но в культуральную жидкость.
Для создания раэшиных гндродинамическнх воздействий на культуралъную жидкость сопла
Лаваля 17 имеют воэможность поворота в отаторе 2 с фиксацией их положения с юмощыа. уплотшттельных манжет 18.
Для обпегчеиия подьема статора 2 прн работе лопастного ротора на малых оборотах достаточно уменьшить угол наклона направляющих пластин 14 и фиксатора !3.
В предложенном аппарате перемешивающее и азрирующее устройство в аппарате выполняет функцию устройства для непогашения, что позволяет высвобошпь юлезный объем аппарата,. увеличить его зат.рузку и, тем самым, повысить удельную производительность.
Плавающее перемешнвающее и азрнрующее устройство в аппарате позволяет расширить диапазон его исаользовашя, например, при трансформации органических соединений с использованием гигроскопишых субстратов, которые в нерастворенном состоянии образуют пашущую суспензню кристаллов.
10б7036!
067036
А-А
Щиг. 2
Составитель Г. Флошкарева
Техред fl.Пилипенко Корректор О. Тигор
4 — ——
Редактор Т. Веселова
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 11154/29 Тираж 525 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
