Установка для культивирования микроорганизмов

 

УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая ферментер, стерилизаторы входящих и выходящих газов, подключенные трубопроводами к ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газа из ферментера брызгоуловитель , подключенный к последнем .конденсатор влаги и прибор управления , отличающаяся тем, что, с целью защиты окружающей среды от ферментационных выбросов, она снабжена системой аварийного переключения потоков газа, содержащей связанный трубопроводом с ферментером ресивер газа и подключенные к нему байпасные трубопроводы с клапанами,, :соединяющими входные и выходные патрубки для воздуха стерилизаторов, а также стерилизатором конденсата, снабженным электронагревателем, холодильником и датчиками температуры и уровней конденсата, подключенньо4и к программа,тору.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ нв

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) С 12 И 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и выходящих газов, подключенные трубопроводами к ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газа из ферментера брызгоуловитель, подключенный к последнему .конденсатор влаги и прибор управления, отличающаяся тем, что, с целью защиты окружающей среды от ферментационных .выбросов, она снабжена системой аварийного переключения потоков rasa, содержащей связанный трубопроводом с ферментером ресивер газа и подключенные к нему байпасные трубопроводы с клапанами,, соединяющими входные и выходные .патрубки для воздуха стерилизаторов, 3

:a также стерилизатором конденсата, снабженным электронагревателем, холодильником и датчиками температуры и уровней конденсата, подключенными к программа ору. (21) 3359050/28-13 (22) 03.12.81 (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) Б.Ф.Нестеров, Б.И.Смолин и В.В.Горячев. (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР (53) 576.8(088.8) (56) 1. Описание научных принципов устройства новых приборов и методики пользования ими. АН СССР, Пущино, f980, с. 24-27.

2. Nobile fermenter type F.È.

Проспект фирмы "Siotec" Швеция, 1980 (прототип).. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая, ферментер, стерилизаторы входящих в в н вивюювс ( 1."ь », .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 " н ввтсвснсвн свнсвввсъствн

91437

Цель изобретения — защита окружающей среды от ферментационных выбросов. 40

* Поставленная цель достигается тем, что установка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментер, стерилизаторы входящих и выходящих газов, подключенные 45 трубопроводами к ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газа из ферментера брызгоуловитель, подключенный к последнему конденсатор влаги и при- 5О бор управления, снабжена системой аварийного. переключения потоков газа, содержащей связанный трубопроводом с ферментером ресивер газа и подключенные к нему байпасные тру- 55 бопроводы с клапанами, соединяющими входные и выходные патрубки для воздуха стерилизаторов, а также сте-.

Изобретение относится к микробиологии, в частности к аппаратуре культивирования различных микроорганизмов.

Известна установка для культиви5 рования микроорганизмов, содержащая ферментеры, на подводящих и отводящих патрубках которых установлены биофильтры газов (1) .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является установка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментер, стерилизаторы входящих и выходящих газов, подключенные трубопроводами к ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газа из ферментера брызгоуловитель, подключенный к последнему конденсатор влаги и прибор управления P) . 2О

Однако указанные аппараты не ь имеют конденсаторов для улавливания летучих компонентов и тепловых стерилизаторов для стерилизации отходящего конденсата, а также не имеют аварийной блокировки и систем переключения потоков газа в случае отказа одного или обоих биофильтров и системы лимитированного снабжения газовым субстратом для поддержания жизнедеятельности культивируемых микроорганизмов в аварийных ситуациях. Обеспечение тщательной стерилизации отходящих из ферментера газов и конденсата особенно необходимо при культивировании патогенных куль- З5 тур микроорганизмов.

74 2 рилизатором конденсата, снабженным электронагревателем, холодильником и датчиком температуры и уровней конденсата, подключенными к программатору.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемой установки для культивирования микроорганизмов.

Установка содержит ферментер 1, стерилизаторы 2 и 3 входящих и выходящих газов, установленный на трубопроводе 4 отвода отработанного газа из ферментера брызгоуловитель 5, подключенный к нему конденсатор 6 влаги, связанный трубопроводом 7 со стерилизатором 3 выходящего газа, подключенный к конденсатору 6 влаги стерилизатор 8 конденсата с установленным на нем электронагревателем 9, холодильником 10 и датчиками 11 и 12 температуры и уровней, подключенными к программатору 13, блоки 14 управления стерилизаторами, прибор 15 управления и систему аварийного переклю- . чения потоков газа, содержащую связанный трубопроводом 16,с ферментером ресивер 17 газа с манометром 18 и подключенные к нему байпасные трубопроводы 19 и 20 с клапанами.

Установка в нормальном режиме ферментации работает следующим образом.

Воздух от внешнего источника через клапаны 21 и 22 при закрытом клапане 23 поступает в стерилизатор 2 входного воздуха, в котором стерилизуется от посторонней микрофлоры.

Управление работой стерилизатора 2 осуществляется блоком 14 и прибором

15 управления. Простерилизованный воздух из стерилизатора 2 через клапан 24 при закрытых клапанах 25 и 26 поступает в ресивер 17, давление в котором регистрируется контактным манометром 18. Из ресивера 17 по трубопроводу 16 через клапан 27 при закрытом клапане 28 воздух поступает в ферментер 1, где потребляется культурой микроорганизмов.

Отходящие из ферментера 1 газы по трубопроводу 7 через брызгоуловитель 5, конденсатор 6 влаги, клапаны

29 и 30 при закрытом клапане 23, подаются в стерилизатор 3 отходящих газов, в котором убиваются уносимые потоком газа микроорганизмы. Стерилизатор 3 управляется блоком 14

H прибором 15 управления. Простери3 11437 лизованные отходящие газы из стерилизатора 3 через клапан 31 при закрытом клапане 26 удаляются в атмосферу.

Накопленный в конденсаторе 6 конденсат, содержащий живые микроорганизмы, через клапан 32 поступает в стерилизатор 8 конденсата. Заполнение стерилизатора 8 конденсатом производится при закрытом клапане 33 до уровня, заданного датчиком 12.

При достижении заданного уровня клапан 32 закрывается, программатор

13 включает электронагреватель 9, производится нагрев конденсата до . заданной температуры, регистрируемой датчиком 11 температуры, и временная (50-70 мин) выдержка конденсата при этой температуре, после чего электронагреватель 9 отключается, открывается клапан 34 и в холодильник 10 подается хладагент. При достижении заданной температуры охлаждения клапан 33 открывается и простерилизо- ванный конденсат сливается в емкость, 25

35, из которой может быть направлен для полезного использования. После опорожнения стерилизатора 8 по сигналу датчиков 12 уровня открывается клапан 32, клапаны 33 и 34 закрываются и цикл заполнения стерилизатора 8 конденсатом, его нагрев, стерилизация и охлаждение повторяются.

В аварийном режиме при выходе из строя, например, стерилизатора 3, установка работает. следующим образом.

Клапаны 24, 26 и 30 закрываются.

Стерилизатор 3 в этом случае доступен для ремонта либо его замены. Отходящие из ферментера газы по трубопроводу 7 через клапан 29 переключатся

40 трубопроводом 20 через клапан 23 при закрытом клапане 21 на стерилизатор

2, где будут простерилизованы и удалены в атмосферу через клапан 25 °

lS

Аэрация культуры микроорганизмов в этом случае осуществляется за счет сжатого простерилизованного воздуха, находящегося в ресивере 17. Но в этом случае воздух из ресивера 17

SO по трубопроводу в ферментер 1 пос-, тупает через клапан 28, проходное сечение которого в 15-25 раэ меньше проходного сечения клапана 27, который в это время закрыт. При падении

55 в ресивере 17 давления до минималь74 4 ного, установленного по контактному манометру 18, последний подает сигнал прибору 15 управления на переключение соответствующих клапанов, которые обеспечивают перекрытие выхода в атмосферу отходящих из ферментера газов и поступление в ресивер 17 через работающий стерилизатор 2 нового объема простерилизованного воздуха до заданного верхнего давления, после чего вновь отходящие газы удаляются через стерилизатор 2.

При выходе из строя входного стерилизатора 2 установка работает также в циклическом режиме. Накопление в ресивере 17 запаса простерилизованного воздуха в этом случае происходит его подачей по трубопроводу 20 через клапаны 21, 23 и 30 в стерилизатор 3 выходящих газов. Простерилизованный в стерилизаторе воздух по трубопроводу 19 при открытом клапане 26 и закрытых клапанах 31 и 24 подается в ресивер 17, из которого при достижении определенного давления вновь по трубопроводу через клапан 28 поступает в ферментер, поддерживая лимитированнйе по газовому субстрату условия культивирования.

При одновременном выходе из строя обоих стерилизаторов 2 и 3 по команде прибора 15 управления закрываются клапаны 24 и 29, в результате полость ферментера и его коммуникации полностью изолируются от окружающей среды до окончания ремонта или замены хотя бы одного стерилизатора 2 или 3, после чего установка может функционировать либо в нормальном, либо в аварийном режимах.

Установка для культивирования микроорганизмов предлагаемой конструкции не только надежно обеспечивает защиту окружающей среды от культивируемой микрофлоры и защиту последней от попадания из воздуха нежелательных для процесса ферментации микротел, но также дает экономический эффект за счет того, что конденсатором влаги и стерилизатором конденсата улавливаются легколетучие компоненты питательной среды и кикробиосинтеза, которые могут быть полезно использованы.

1143174

)щупы Заказ 855/23 Тираж 525 .ПОФ1исыое д аац,ggg "Пареж", г .уа ород. ул.Проектнаа, 4