Ферментер для культивирования мицелиальных форм микроорганизмов

 

Изобретение относится к технике для культивирования микроорганизмов и может быть использовано в микробиологической, пищевой и медицинской промышленности, а также в научно-исследовательской практике. Цель изобретения заключается в возможности разделения процесса выращивания по отдельным фазам роста микроорганизмов и получения таким образом эндогенных продуктов. Ферментер содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 и расположенную внутри него ростовую поверхность, представляющую собой неподвижно установленный шнек 2, витки 3 которого на наружной кромке имеют уплотнительную прокладку 4 для герметизации межвитковых пространств по высоте корпуса. В зонах, соответствующих фазам роста микроорганизмов, по высоте корпуса шнек имеет одинаковый шаг между витками, а величина этого шага между витками, а величина этого шага в каждой последующей по ходу движения питательной среды зоне по сравнению с предыдущей больше на 20 - 30%. Корпус 1 смонтирован из нескольких обечаек 5, имеющих теплообменные рубашки 6 со штуцерами 7 для подвода и отвода хладагента. 1 ил.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к технике для культивирования микроорганизмов, и может быть использовано в микробиологической, пищевой и медицинской промышленности, а также в научно-исследовательской практике. Цель изобретения - возможность разделения процесса выращивания по отдельным фазам роста микроорганизмов и получения таким образом эндогенных продуктов. На чертеже схематично изображен предлагаемый фрагмент, продольный разрез. Ферментер для культивирования мицелиальных форм микроорганизмов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 и расположенную внутри него ростовую поверхность, представляющую собой неподвижно установленный шнек 2, витки 3 которого на наружной кромке имеют уплотнительную прокладку 4 для герметизации межвитковых пространств по высоте корпуса. В зонах, соответствующих фазам роста микроорганизмов, по высоте корпуса шнек имеет одинаковый шаг между витками; величина этого шага в каждой последующей по ходу движения питательной среды зоне по сравнению с предыдущей больше на 20-30%. Корпус 1 смонтирован из нескольких обечаек 5, имеющих теплообменные рубашки 6 со штуцерами 7 для подвода и отвода хладагента. Днище 8 корпуса 1 имеет патрубки 9 и 10 для подачи питательной среды и воздуха, а крышка 11 - патрубки 12 и 13 для отвода отработанного воздуха и культуральной жидкости. Корпус 1 снабжен патрубками 14 для отвода проб культуральной жидкости по всей высоте корпуса, что дает возможность отбирать их из любой фазы роста продуцента и обеспечивает рециркуляцию культуральной жидкости в направлении, обратном основному потоку среды. Ферментер инокулируют суспензией микроорганизма-продуцента, заполняют жидкой питательной средой через патрубок 9, термостатируют при оптимальной для роста температуре с помощью теплообменных рубашек 6 и аэрируют через патрубок 10. По мере нарастания мицелия на поверхности витков 3 шнека 2 в ферментер снизу через патрубок 9 подают свежую питательную среду, а из верхней части колонны выводят отработанные газы через патрубок 12 и культуральную жидкость через патрубок 13. По мере продвижения питательной среды вверх вдоль шнека 2 она обедняется питательными веществами и обогащается выделяемыми культурой продуктами метаболизма. Вследствие этого в разных зонах корпуса 1 культура находится в разных фазах роста и последовательно проходит все фазы роста: от фазы ускорения до фазы лизиса включительно, с возможностью стабилизации каждой фазы во времени за счет непрерывной подачи свежей питательной среды в нижнюю зону корпуса 1, чему дополнительно благоприятствует индивидуальное термостатирование каждой зоны. В нижних зонах ферментера культура активно растет при наличии всех питательных веществ, а в верхних зонах можно создавать условия для фазы лизиса культуры. Разделение процесса культивирования мицелиальных форм микроорганизмов на отдельные фазы роста и возможность стабилизации фазы лизиса во времени обеспечивают, таким образом, возможность получения эндогенных продуктов микробного синтеза. Наличие неподвижного шнека 2 с расположенной по внешнему краю уплотнительной прокладкой 4 позволяет создавать направленный поток газожидкостной смеси по виткам шнека 2 и исключает проскок газов напрямую по высоте колонны ферментера. Увеличение шага витков шнека 2 от зоны к зоне на 20-30% предотвращает закупорку просвета направляющей шнека при образовании комков мицелия и сгущения вследствие этого культуральной среды. Наличие неподвижного шнека 2 с уплотнительной прокладкой и переменным шагом витков 3 шнека от зоны к зоне позволяет получить качественно новый эффект при ведении процессов культивирования мицелиальных форм микроорганизмов. Конструкция секционного колонного ферментера дает возможность совместить преимущества периодического и непрерывного способов культивирования и воспроизвести любую фазу роста продуцента и стабилизировать ее во времени. В зависимости от числа зон выращивания в ферментере можно вести процесс с различным числом фаз биосинтеза целевого продукта. Конструкция ферментера исключает проскок аэрирующего воздуха по высоте корпуса, обеспечивает высокую эффективность утилизации подаваемого кислорода. Применение данного ферментера позволяет проводить многофазное культивирование микроорганизмов с индивидуальным термостатированием каждой из фаз биосинтеза при проточном культивировании и не требует использования электроэнергии для перемешивания.

Формула изобретения

ФЕРМЕНТЕР ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ФОРМ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенную внутри него ростовую поверхность и патрубки для подачи питательной среды и воздуха, отличающийся тем, что, с целью возможности разделения процесса выращивания по отдельным фазам роста микроорганизмов и получения таким образом эндогенных продуктов, ростовая поверхность представляет собой неподвижно установленный шнек, витки которого на наружной кромке имеют уплотнительную прокладку для герметизации межвитковых пространств по высоте корпуса, при этом в зонах, соответствующих фазам роста микроорганизмов, по высоте последнего шнек имеет одинаковый шаг между витками, а величина этого шага в каждой последующей по ходу движения культуральной жидкости зоне по сравнению с предыдущей больше на 20 - 30%.

РИСУНКИ

Рисунок 1