Устройство для перемешивания культуральной жидкости в аппарате для выращивания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ В АППАРАТЕ ДЛЯ ВЫРАВДВАНИЯ состоящее из вала и держателя с раДиально укрепленными на нем поворотными подпружиненными лопастями, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат на перемешивание, каждая лопасть состоит из двух частей, одна из KOTopbix жестко прикреплена к держателю , а другая связана с ней при помощи шарнира.

(l9) 00

СООЗ СОВЕТСНИХ

Р4 Ц

РЕСПУБЛИН

4(у) С 12 М 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ (ССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbFAO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.! (21) 3506508/28-13 (22} 28. 10. 82 (46) 23. 02. 85. Бюл. Ф 7 (72) М.Л. Каталхерман, Г.И. Романенко, В.И.Годухин и Л.Г.Богатков (71) Пензенский еипиал Всесоюзного .,научно-исследовательского института, антибиотиков .: (53) 663. 14.033(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . . Р 539067, кл. С 12 М 1/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 644823, кл. С 12 М 1/02, 1976. (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

КУЛЬТУРАЛЬНОИ ЖИДКОСТИ В АППАРАТЕ ДЛЯ

ВЫРЩфЩАНИЯ, состоящее из вала и держателя с радиально укрепленными на нем поворотными подпружиненными лопастями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на перемешивание, каждая лопасть состоит из двух частей, одна из которых жестко прикреплена к держателю, а другая связана с ней при помощи шарнира.

1 11411

Изобретение относится к микробиологической и медицинской промышленности, в частности к перемешивающим устройствам, применяемым в ферментерах для перемешивания сред, у которых в ходе технологического процесса меняется плотность или вязкость.

Известны перемешивающие устройства к ферментерам, состоящие !з вертикально установленного вала с 10 укрепленной на нем лопастной мешалкой. В нижней части лопастей выполне ны вырезы, в которых расположены грузы, установленные с возможностью перемещения по вертикали вдоль выреза. Лопасти имеют возможность поворачиваться относительно горизонтальной оси; угол поворота лопастей регулируется силой сопротивления газожидкостного слоя вращен ю мешал- 2б ки. При этом регулируется мощность, потребляемая электродвигателем, при изменении плотности или вязкости перемешиваемой среды (11.

Недостатком устройства является то, что оно может работать только при консольном расположении лопастей относительно горизонтальной оси, в то время как в открытых турбинных мешалках, наиболее часто используемых в ферментерах, диск мешалки расположен по центру лопастей. Кроме того, это устройство нечувствительно к небольшим колебаниям нагрузки в условиях изменяющейся плотности и вязкости культуральной жидкости, что

1 t. приводит к непроизводительным энергозатратам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 4 к предлагаемому является устройство для перемешивания культуральной жидкости в аппарате для выращивания, состоящее из вала и держателя с радиально укрепленными на нем подпружиненными лопастями. Известное устройство позволяет регулировать мощность, потребляемую мешалкой, за счет саморегулирования поворота лопастей в зависимости от плотности и вязкости среды, т.е. за счет изменения наиболее чувствительного параметра регулирования — диаметра мешалки (2).

Недостатком известного устройства является то, что пружина механизма 55 поворота лопастей рассчитывается на полную нагрузку. Это вызывает необходимость установки достаточно

12 2 жестких пружин, что приводит к понижению их чувствительности, к колебаниям нагрузки, а следовательно, к лишним энергозатратам. Вместе с тем, незначительное изменение диаметра мешалки, например на 15Х, дает изменение потребляемой мощности примерно на 200Х.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на перемешивание.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для перемешивания культуральной жидкости в аппарате для выращивания, состоящем из вала и держателя с радиально укрепленными на нем поворотными подпружиненными лопастями, каждая лопасть состоит из двух частей, одна из которых жестко прикреплена к держателю, а другая связана с ней при помощи шарнира.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг. 5— схематичное изображение аппарата для выращивания с установленным в нем устройством.

Устройство для перемешивания культуральной жидкости в аппарате 1 для выращивания состоит из вала 2 и держателя 3 со .ступицей 4. На держателе 3 радиально укреплены лопасти, причем каждая лопасть состоит иэ двух частей, одна из которых 5 жестко прикреплена к держателю 3, а другая

6 — поворотная — связана с ней при помощи шарнира 7, снабженного пружиной 8 кручения. Вал 2 приводится во вращение с помощью электродвигате" ля 9. Аппарат 1 оборудован воздухораспределительным устройством 10 для аэрации.

Устройство работает следующим образом.

Через слой культуральной жидкости в аппарате 1 осуществляется барботаж воздуха с помощью воздухораспределительного устройства 10. Вращающееся устройство для перемешивания увеличивает степень дисперсности газа в жидкости. В процессе выращивания изменяется вязкость культуральной жидкости, а наличие диспергированного воздуха в ней изменяет плотность.

Усилие пружины кручения 8 рассчитывается.таким образом, что при мини3 1141 мальной плотности, соответствующей оптимальному уровню аэрации, поворотные части 6 лопастей занимают радиальное положение.

При уменьшении интенсивности

5 аэрации снижается содержание газа в культуральной жидкости, сопротивление газожидкостного слоя при постоянной частоте вращения возрастает, и поворотные части 6 лопастей, отклоняясь на некоторый угол, занимают новое положение, при котором сила лобового сопротивления уравновешивается силой пружины 8 кручения. При повороте частей 6 лопастей наружный диаметр мешалки уменьшается, и нагрузка на электродвигатель 9 остается неизменной.

При уменьшении плотности среды, что связано с увеличением интенсив- ности аэрации, поворотные части лопастей под действием усилия пружины 8 занимают новое положение, при котором угол отклонения уменьшается, 25

112 4 а наружный диаметр Мешалки увеличи- " вается.,При этом лобовое сопротивление вращению лопасти мешалки возрастает и нагрузка на двигатель 9 снова остается неизменной.

Таким образом, при постоянэй частоте вращения предлагаемого устройства для перемешивания культуральной жидкости, у которой в ходе технологического процесса изменяется плотность или вязкость, загрузка двигателя -постоянна и соответствует его номинальной мощности. Изготовление лопастей составными из двух частей, из которых одна жестко прикреплена к держателю, а вторая имеет возможность поворота относительно первой, повышает чувствительность устройства к небольшим изменениям плотности или вязкости среды, что обеспечивает тонкую регулировку мощности, потребляемой электродвигателем, и. снижает энергозатраты на перемешивание.

1141112

1141112

Заказ 447/22

Тираж 525

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ГсСР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель 1о. Дербенев

" Редактор Н. Егорова Техред A.Êèêåìåçåé Корректор Г. Решетник