Аппарат для культивирования микроорганизмов

 

АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ -МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородокисляющих бактерий, содержащий вертик ьную емкость с теплообменной рубашкой, патрубками для подачи газа , питательной среды и отвода биомассы, соосно размещенный в емкости . циркуляционный стакан и смонтированные внутри него на вертикальном валу две лопастные мешалки, о т л ичающийся ем, что, с целью повьшения производительности, меаду лопастными мешалками и над верхней лопастной мешалкой радиапьно укреплены вертикальные пластины для диспергирования газожидкостной смеси и организации прямолинейного перемещения ее по циркуляционному стакану, нижняя часть которых отогнута навстречу движению лопастей мешалок сл ;при этом аппарат снабжен камерой для отбора готового продукта, размещен1ной снаружи емкости над ее крышкой :И подключенной к верхней части емкости .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

З«НОП«

РЕСПУБЛИК аа а»

Р1 ) С12М106

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3555894/28-13 (22) 13.12.82 (46) 23.09.84. Бюл. У 35 (72) В.Н.Соколов, А.И.Карпович, В.А.Моторович, И.Д.Бушков, А.Э.Кейв и Л.К.Федорович (71) Ленинградский ордена.Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета и Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение "Азот" им. Притыцкого (53) 663 . 14 .032 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

У 456827, кл. С 12 М 1/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР ,Ф 412242, кл. С 12 М 1/06, 1971 (прототип) . (54)(57) АППАРАТ для КуЛЬТИВИРОВАНИя .МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородокисляющих бактерий, содержащий вертикальную емкость с теплообменной рубашкой, патрубками для подачи газа, питательной среды и отвода биомассы, соосно размещенный в емкости . циркуляционный стакан и смонтированные внутри него на вертикальном валу две лопастные мешалки, о т л ич а ю шийся тем, что, с цепью повышения производительности, между лопастными мешалками и над верхней лопастной мешалкой радиально укреплены вертикальные пластины для диспергирования газожидкостной смеси и организации прямолинейного перемещения ее по цнркуляционному стакану, нижняя часть которых отогнута навстречу движению лопастей мешалок

;при этом аппарат снабжен камерой для

1отбора готового продукта, размещен- д ной снаружи емкости над ее крышкой

:и подключенной к верхней части емкости. Ф

1114696

Изобретение относится к микробиологической, химической, пищевой, ме- . дицинской промышленности, а также может быть использовано в других отраслях промышленности, связанных с культивированием микроорганизмов.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость с теплообменной рубашкой, перемешивающее устройство, барботаж- 10 ную трубу, патрубки для подачи газа, питательной среды и отвода биомассы (1) .

Недостатком аппарата является то, что,массообмен между газом и жидкос- 15 тью происходит преимущественно в зоне контакта перемешивающего устройст. ва с жидкой и газовой фазами, а не во .всем объеме аппарата. В общем. объеме жидкости газ распределен не- 20 равномерно, поверхность массообмена невелика, следовательно, сам процесс протекает с незначительной скоростью и производительность аппарата невысока. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородокисляющих бактерий, содержащий вертикальную емкость с теплообменной рубашкой, патрубками для подачи газа, пита-, тельной среды и отвода биомассы, соосно размещенный в емкости циркуляционный стакан и смонтированные внутри него на вертикальном валу две лопастные мешалки (2(.

В известном аппарате перемешивающее устройство выполнено в виде винта, установленного в нижней части 40 циркуляционной трубы, над и под винтом укреплены лопатки, при этом нижние из них установлены вертикально, а верхние — под углом к горизонту.

Эффект скапливания газа в централь- 45 ной части, как более легкой фазы, при осевом движении газожидкостной смеси сохраняется. Удельная поверхность контакта.фаз при этом недостаточно высока. Кроме того, нижнее рас-50 положение штуцера для вывода готового продукта не позволяет использовать весь объем аппарата в качестве реакционного. Указанные недостатки снижают производительность аппарата 55 для выращивания микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для культивирования микроорганизмов, преимущественно водородокисляющих бактерий, содержащем вертикальную емкость с теплообменной рубашкой, патрубками для подачи газа, питательной среды и отвода биомассы, соосно размещенный в емкости циркуляционный стакан и смонтированные внутри него на вертикальном валу две лопастные мешалки, между лопастными мешалками и над верхней лопастной мешалкой радиально укреплены,вертикальные пластины для диспергирования газожидкостной смеси и организации прямолинейного перемещения ее по циркуляционному стакану, нижняя часть которых отогнута навстречу движению лопастей мешалок, при этом аппарат снабжен камерой для отбора готового продукта, размещенной сна- ружи емкости над ее крышкой и подключенной к верхней части емкости.

На фиг. 1 изображен аппарат, вертикальный разрез, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — раз— рез Б-Б на фиг. 2.

Аппарат для культивирования мик-. роорганизмов содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с теплообменной рубашкой.2, снабженную крьппкой 3 с полуэллиптической проточкой и днищем 4. На днище аппарата смонтирован подшипниковый узел 5 привода перемешивающего устройства. Внутри аппарата расположен циркуляционный стакан б с находящимися в нем двумя лопастными мешалками 7 и 8, смонтированными на вертикальном валу 9.

Между нижней 7 и верхней 8 мешалками к циркуляционному стакану б радиально прикреплены вертикальные пластины 10, а над верхней мешалкой 8 пластины 11, отличающиеся от пластин

10 лишь высотой. Пластины 10 и 11 предназначены для диспергирования газожидкостной смеси и организации прямолинейного перемещения ее по циркуляционному стакану 6. Нижняя часть пластин t0 и 11 отогнута навстречу движению лопастей мешалок 7 и 8.

На крышке аппарата размещена камера 12 для отбора готового продукта с пеногасителем 13. Отвод готового продукта из камеры 12 осуществляется через штуцер 14. Итуцера 15-18 служат для подачи в аппарат газовой питательной среды и культуральной жид3 1 кости. Штуцера 19 и 20 предназначены для подачи и отвода теплоносителя.

Отработанный газ отводится через шту цер 21. Привод мешалок 7 и 8 осуществляется от электродвигателя 22 через клиноременную передачу 23.

Штуцера 24-26 предйазначены для размещения датчиков КИП. К строительным конструкциям аппарат крепится с помощью опор 27.

Аппарат работает следующим образом.

Через штуцер 18 аппарат заполняется культуральной жидкостью, а через штуцера 15-17 подается питательная среда. Электродвигатель 22 приводит во вращение мешалки 7 и 8 через клиноременную передачу 23, При этом в аппарате создается организованная циркуляция газожидкостной смеси. При прохождении газожидкостной смеси через лопастную мешалку

7 поток закручивается. Для предотвра щения эффекта концентрирования газа в центре циркуляционного стакана вследствие наличия центробежного поля установлены пластины 10. Аналогичную функцию выполняют пластины

11, установленные над верхней мешалкой 8. Скорость циркуляции смеси

0,6 м/с и выше. Помимо дробления газовых пузырьков лопастями мешалок

7 и 8, при таких высоких скоростях циркуляции происходит дополнительное диспергирование пузырьков отогнутыми навстречу потоку кромками пластин

10 и 11. Размер газовых пузырьков при этом снижается до 1 мм и менее.

114696 4

Готовый продукт, полученный в процессе культивирования, вместе с отработанным газом попадает в камеру 12, установленную на крышке 3 аппарата. Подобное расположение камеры

12 позволяет использовать весь обьем аппарата в качестве реакционного и предотвращает образование газового

"мешка" в его верхней части, так

1р как газожидкостная смесь при работе аппарата в прочном режиме вьдавливается в камеру 12, из которой готовый продукт отводится самотеком через штуцер 14, а отработанные газы выводятся через штуцер 21.

В случае интенсивного пенообразования приводится в действие пеногаситель 13.

В результате равномерного pacnpegp деления газа по сечению аппарата и создания развитой поверхности контак га фаз гаэ-жидкость при высоких скоростях циркуляции значительно интенсифицируется процесс массопередачи, 2S а следовательно, возрастает производительность аппарата.

Таким образом, использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс массообмена, а следовательно, повысить производительность на стадии культивирования микроорганизмов приблизительно на 10Х. Экономический эффект для предприятий по производству биомассы водородокисляющих бактерий с условной производительностью 2200 т/г составит

722990 р./г.

1114696

III4696

Редактор В.Петраш

Заказ 6734/17 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ 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 б

Составитель Ю.Дербенев

Техред М.Гер гель Корректор Е.Сирохман