Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

AraiAPAT ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородньк бактерий, включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости , и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи регщркуляционного трубопровода, снабженного патрубкам для подвода питательной среды и отвода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости роста микроорганизмов и увеличения содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ, 1самеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем kn патрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок дтя отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с to атмосферой. 4; о ю со

СО03 СОВЕТСНИХ

COUWI

РЕСПУБЛИН з(д) С 12 M 1/04 (21) 3585900/28-13 (22) 28,04.83 (46) 15.11.84. Бюл. 9 42 (72) С.К. Ревенко, Я.В. Семенов, А.В. Голубкович и М.А. Палеева (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (53) 663. 14(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 831780, кл. С 12 М 1/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 462863, кл. С 12 M 1/04, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

У 553279, кл. С 12 М 1/04, 1975 (прототип). (54)(57) АППАРАТ ДПЯ ВЬРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородных бактерий, включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости,.и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отво„.SU„„1124023 А да жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода питательной среды и отвода готового продукта, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения скорости роста микроорганизмов и увеличения содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ, камеры смещения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей Ilo ходу движения газа ветви, причем патрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок дчя отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.

3 3

1 112402

Изобретение относится к микробиологической промышленности и мо жет быть использовано для выращива,ния микроорганизмов, преимуществен но водородных бактерий, как в про мышленных, так и в лабораторных

:условиях.

Известен аппарат для выращивания, микроорганизмов, содержащий емкость, ;блок эжекторов, насос и систему трубопроводов. Емкость в аппарате

10 выполнена в виде цилиндра и разделе,на вертикальной перегородкой на две сообщенные одна с другой полос,ти, а блок эжекторов размещен во входных зонах этих полостей и направ- 5 лен по касательной к образующей цилиндра, при этом входные сопла эжекторов соединены с напорным патрубком насоса, а центральная часть

:.емкости — со всасывающим патрубком

:насоса (1 ).

Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, насос, всасывающий патрубок которого подключен к емкости, и неремешивающие устройства, в качестве которых. использованы эжекторы. Емкость s этом аппарате выполнена в ви де тора, а эжекторы установлены внутри кольца тора и их камеры смешения подсоединены к емкости так, что углы между проекциями продольной оси эжектора на плоскость круглого сечения тора и продольной осью эжектора, а также вертикальной осью 35 ! емкости составляют менее 90 (2).

Однако указанные аппараты харак-. теризуются невысокой скоростью роста микроорганизмов из-за недостаточной удельной мощности перемешивания и 40 малой интенсивностью растворения газов в жидкости.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий,: включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящйй из ряда параллель: ных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости кото- 5 рых подключены к насосу при помощи, рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода пита-, тельной среды и отвода готового продукта 33.

Недостатком известного аппарата для выращивания микроорганизмов является невозможность обеспечения в нем высокой скорости роста микроорганизмов, что не позволяет повысить содержание биологически активных веществ в получаемой биомассе.

Цель изобретения — повышение скорости роста микроорганизмов и увели-, чение содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ.

Поставленная цель. достигается тем, что в аппарате,.для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, включающем замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода питательной среды и отвода готового. продукта, камеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем цатрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора. :первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок для отвода газа из гндроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.

На фиг. 1 изображена схема аппарата для выращивания микроорганизмов на фиг. 2 — аппарат с .гидроциклонамн, имеющими тангенциальные питающие патрубки; на фиг. 3 - аппарат для выращивания микроорганизмов с гидро- . циклонами, имеющими осевые питающие патрубки.

Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водород ных бактерий, включает замкнутый циркуляционный контур, содержащий общий коллектор 1 культуральной жид.кости, насос 2, рециркуляционный мелкодисперсная газожидкостыая смесь, которая поступает в диффузоры 15, где происходит частичное преобразование кинетической энергии в потенциальную, при этом увеличивается давление газожидкостной смеси и падает ее скорость, Потенциальная энергия сжатой газожидкостной смеси расходуется в гидроциклонах 6 на ростью, при котором происходит pasделение смеси на газ и жидкость.

Жидкость через патрубки 10 и рециркуляционный трубопровод 3 снова посту" пает. в насос 2 ° Таким образом, гидроциклоны 6 с непосредственно присоединенными к ним эжекторами 5 обра- зуют параллельные ветви 4 циркуляции газожидкостной смеси, причем во всем объеме этих ветвей происходит интенсивное перемешивание — в гидроциклонах разделяется газожидкостная смесь, а в эжекторах она образуется вновь. Кратность циркуляции суспензии через контур 12-20 мин

Свежий газ поступает через патрубок 19 в приемную камеру 8 эжектора

5 первой ветви 4, в составе гаэожидкостной смеси проходит камеру смешения

;9, диффузор t5 и питающий патрубок 11 гидроциклана 6,в котором нерастворившаяся часть газа под действием центробежного поля отделяется от жидкости и удаляется из гидроциклона. 6 через патрубок 12. Отделившийся газ по патрубку 16 направляется в приемную камеру 8 эжектора 5 последующей ветви 4 и далее проходит по всем последующим ветвям 4. Из.гидроциклона 6 последней ветви 4 газ выбрасывается в атмосферу. Если в качестве газового сырья применяется смесь, содержащая более 40Х неутилизируемых примесей, то вентиль 18 на патрубке

17 находится в закрытом положении и весь газ из гидроциклона 6 предпоследней ветви 4 через патрубки 12 зжектора 5 последней ветви.

При использовании богатых газовых смесей часть газа из гидроциклона в предпоследней ветви через патрубки

12 и 16 и патрубок 17 с приоткрытым вентилем 18 направляется на доутилизацию в приемную камеру 8 эжектора 5 первой ветви 4. Термостабилизация культуральной жидкости осуществляется подачей теплоносителя в теплообз 1124023 4 трубопровод 3 и ряд параллельных ветв ей 4, с оде ржащих эжек т оры 5 га з ожидкостной смеси и гидроциклоны 6.

Эжекторы 5 состоят из сопел 7, подключенных к коллектору 1, приемных камер 8 и камер смешения 9. Гидро5 циклоны 6 снабжены патрубками 1О для отвода жидкости, питающими патрубками 11 и патрубками 12 для отвода газа. Рециркуляционный трубопровод 3 закручивание потока с высокой скоt0 .снабжен натрубком 13 для подвода питательной среды и патрубком 14 для отвода готового иродукта. Камеры смешения 9 эжекторов 5 подключены к питающим патрубкам 11 гидроциклонов

6 при помощи диффузоров 15. Патрубок

12 отвода газа из гидроциклона 6 каждой предыдущей ветви 4 подключен к приемной камере 8 эжектора 5 по" следующей по ходу движения газа вет20 ви 4 при помощи патрубка 16. Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона 6 предпоследней ветви дополнительно сообщен патрубком 17 через вентиль 18 с приемной камерой 8 эжек25 тора 5 первой ветви 4, имеющей, кроме того, патрубок 19 для подвода свежего газа. Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.

Коническая часть гидроциклонов может быть снабжена теплообменной рубашкой 20 для термостабилизации культуральной жидкости.

Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водород- 35 ных бактерий, работает следующим образом.

Гидроциклоны 6 через патрубок 13 и циркуляционный трубопровод 3 заполняются по нижний обрез патрубков 4О

12 питательной- средой с добавлением посевного материала. Затем включается насос 2, которым полученная культуральная жидкость одновременно из всех гидроциклонов 6 через патрубки

10 по рециркуляционному трубопроводу 3 перекачивается в общий коллек- и 16 поступает в приемную камеру 8 тор 1 культуральной жидкости. Из коллектора 1 жидкость поступает в соп-. ла 7 эжекторов 5 и выбрасывается из сопел со скоростью 8-12 м/с.

Проходя через приемные камеры 8 зжекторов 5, струи культуральной жидкости эжектируют газ, поступающий в приемные камеры 8 через патруб-5S ки 19, 16 и 17. В камерах смешения

9 за счет кинетической энергии струй культуральной жидкости образуется

1124023

3 менные рубашки 20 или помещением всего аппарата в термостат.

Аппарат, содержащий гидроциклоны с тангенциальными питающими патрубка:ми, предназначен для проведения

;:лабораторных исследований, а аппарат, содержащий гидроцнклоны с осевыми питающими патрубками, предназначен для .промышленности. В первом случае

;решающим фактором является простота конструкции, а во втором ее компактность, что позволяет экономить производственную площадь и сократить длину соединительных трубопроводов.

Применение предложенного аппарата позволяет повысить удельную мощность

5 перемешивания и интенсифицировать растворение газа в культуральной жид кости, что дает возможность выращивать водородные бактерии при максимальной удельной скорости роста, t0 достигающей 0,5 ч . При этом коли-

-1 чество биологически активных веществ возрастает в 1,5 раза по сравнению с базовым аппаратом.

1124023

5mA8 газа

17

fern пр

Фиг. 2

1124023

7 18 У В дав, газа

Редактор М.Дылын

Заказ 8208/24

Эта@

tipztp

Охяаж0аащоя 5ода

Фиг..7

Составитель 16.Дербенев

Техред С,Мигунова Корректор А. Зимокосов

Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

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