Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 37 15734/28-13 (22) 23. 03. 84

:.(46) 23.12.85. Бюл. № 47 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического машиностроения (72) .А.Г.Ветошкин, А.N.Кутепов, В.А.Еремин, С.В.Кан и В.Н.Кузнецов (53) 663.032.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 603658, кл. С 12 М 1/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 737438, кл. С 12 М 1/04, 1980. . Патент СССР № 607555, кл. С 12 М 1/04, 1978. - {54)(57) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно .

„„80„„1199795.на пенящихся средах, содержащий,вертикальную колонну, снабженную внутри распределительными решетками и в нижней части — основным.аэратором, и подключенную к колонне в верхней и нижней части по меньшей мере . одну наружную циркуляционную трубу

1 с дополнительным аэратором, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата путем увеличения скорости циркуляции культуральной жидкости, верхняя часть циркуляционной трубы снабжена циклоном для дегазации культуральной жидкости, при этом дополнительный аэратор размещен внутри циклона.

1 199795

Изобретение относится к оборудованию микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов, преимущес тве нно на пенящихся средах, например, на средах, содержащих.этанол.

Цель изобретения — повышение производительности аппарата путем увеличения скорости циркуляции культуральной жидкости.

На фиг. 1 показан аппарат, продольный разрез, на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно на пенящихся средах, состоит из вертикальной цилиндрической колонны 1 с установленными по ее высоте распределительными решетками 2, расположенным в ее нижней части аэратороМ 3 и верхним патрубком 4. К низу и верху колонны подключены наружные циркуляционные трубы 5, верхние части которых снабжены циклонами 6 для дегазации культуральной жидкости.

Внутри циклонов размещены допол- нительные аэраторы 7. На патрубке

4 установлены циклонный пеногаситель

8 со сборником 9 обеспененной жидкости. Сборник соединен посредством трубопроводов 10 с соплами 11, расположенными в конической части циклонов 6, к которым подсоединены цилиндрические камеры 12 смещения с расширяющимися диффузорами 13. Коническая часть циклонов 6, сопла 11> камеры 12 смещения и диффузора 13 образуют эжекторы, предназначенные для увеличения скорости циркуляции культуральной жидкости за счет использования потенциальной энергии гидростатического столба обеспененной жидкости в трубопроводах 10 ° В стенках трубопроводов, выше дополнительных аэраторов 7, выполнен ряд отверстий 14 для разрушения пены, образующейся при дегазации в циклонах 6.

Аппарат может быть использован для работы на малопенящихся средах, например, содержащих метанол. В этом случае аппарат содержит колонну 1 с решетками 2, аэратором 3, патрубком 4, циркуляционные трубы 5 с циклонами 6.и дополнительными аэраторами ? и пеногаситель 8, используемый в качестве сепаратора для очистки отходящего воздуха от капель жидкости.

Работа аппарата заключается в следующем, В заполненную на определенный уровень культурапьной жидкостью колонну 1 через аэратор 3 подается воздух, который диспергируется в жидкости и образует газо-жидкостную смесь. Кислород воздуха через границу раздела фаз переходит в культуральную жидкость, где усваивается клетками микроорганизмов. По мере подъема по колонне воздух последовательно проходит через распределительные решетки 2, способствующие дополнительному перемешиванию газа и жидкости. При движении вверх за счет снижения гидростатического давления газосодержание двухфазной смеси возрастает и для пенящйхся сред оно в верхних слоях достигает

90-987, переходя в состояние пены.

Образовавшаяся пена через патрубок

4 проходит в циклонный пеногаситель

8, где разделяется на исходные фазы.

Освобожденный из пены воздух выводится в атмосферу или направляется для дальнейшей очистки в абсорбер, а выделившаяся из пены жидкость стекает в сборник 9,откуда поступает в трубопроводы 10.

Более плотная газожидкостная смесь с газосодержанием 40-50X., содержащая взвешенные пузырьки воздуха, тангенциальным потоком поступает из колопны 1 в циклоны 6, где поток приобретает вращательное движение и освобождается от более крупныХ пузырьков воздуха. Одновременно в циклонах 6 через слой опускающейся вниз культуральной жидкости с мелкими пузырьками проходят вверх крупные пузырьки газа, генерируемые дополнительными аэраторами 7. Скорость всплывания этих пузырьков в цилиндрической части циклонов 6 больше скорости встречного течения дегазируемой культуральной жидкости. Выделение мелких пузырьков из жидкости происходит за счет их взаимодействия и слияния с более крупными всплывающими пузырьками. укрупненные воздушные пузырьки под действием центробежной силы и разности плотностей перемещаются к центру циклонов 6, где всплывают на поверхность жидкости и разрушаются струями

3 1199795 4 еспененной жидкости, выходящей ° Таким образом, в аппарате создаотверстий 14 под гидростатичес- ется интенсивная циркуляция культум напором, определяемым высотой ральной жидкости, которая определяуровня жидкости в сборнике 9 до ется степенью дегазации среды в цировня расположения отверстий 14. куляционных трубах. ветленная культуральная жидкость . Увеличение скорости циркуляции д действием силы тяжести и раз- культуральной жидкости в аппарате сти плотностей потоков в колонне способствует более интенсивному и циркуляционных трубах 5 опуска- обновлению межфазной поверхности ся в коническую часть циклонов 6. 1О и турбулизации потока, что повышаорость циркуляции культуральной ет массообменные характеристики дкости частично увеличивается процесса выращивания и увеличивает, счет эжектирования струей жидкос- производительность аппарата.,. об из ки от ур

Ос по но

1 ет

Ск жи эа ти, выходящей из сопел 11 со скорос: тью, определяемой гидростатическим напором обеспененной жидкости в трубопроводах 10. Потоки смешиваются в камере 12 где происходит вы.равнивание поля скоростей и через диффуэоры 13 смешанный поток поступает в циркуляционные трубы S отку.да перетекает в нижнюю часть колонны

Проведение дегазации культуральной жидкости способствует увеличению плотности потока в циркуляционном контуре и повышению разности плотностей среды в циркуляционных трубах и колонне.

15 По сравнению с известной предла гаемая конструкция аппарата имеет более высокие массообменные характеристики и производительности при культивировании микроорганизмов

gp на пенящихся средах за счет дегаэации культуральной жидкости в циркуляционных трубах. Снижение газосодержания жидкости в циркуляционном .контуре на 10Х увеличивает скорость д циркуляции среды s аппарате в

1,8 раз по сравнению с известным, при этом коэффициент массоотдачи в жидкой фазе и производительность аппарата повышаются на 36Х.

W аz

ВНИИПИ Заказ ?796/30 Тираж 524 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4