Аппарат для культивирования микроорганизмов
Изобретение относится к микробиологической промышленности и предназначено для выращивания аэробных микроорганизмов, используемых при ускоренной рекультивации породных отвалов шахт. Цель изобретения заключается в повышении удельной производительности аппарата путем более равномерного распределения подаваемого воздуха в емкости. Для достижения указанной цели в емкости 1 аппарата для культивирования микроорганизмов установлено устройство для аэрации и перемешивания, выполненное в виде сегнерова колеса, состоящего из трубок (Т) 9, которые кроме основных выпускных отверстий имеют по всей длине равномерно расположенные с ними в одной плоскости дополнительные отверстия. Т 9 снабжены наклонно прикрепленными к ним лопастями (Л), при этом ширина каждой Л в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось Т 9, равна ее диаметру. 6 ил.
Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для выращивания аэробных микроорганизмов (аммонифицирующих, фосфатрастворяющих и других подобных бактерий), используемых при ускоренной рекультивации породных отвалов шахт без применения плодородного почвенного слоя. Изобретение может быть использовано также в микробиологической промышленности, при производстве вакцин и биологических исследованиях. Цель изобретения более равномерное распределение подаваемого воздуха в емкости и повышение удельной производительности аппарата. На фиг. 1 показан аппарат для культивирования микроорганизмов, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 схема распределения воздушных потоков по поперечному сечению аппарата в зоне вращения устройства для аэрации и перемешивания. Аппарат включает в себя емкость 1, снабженную пароводяной рубашкой 2, патрубками 3, 4 и 5 для подачи сжатого воздуха и питательной среды, патрубками 6 и 7 для отвода отработанных газов и готовой биомассы, устройство 8 для гашения пены и установленное в емкости 1 устройство для аэрации и перемешивания, выполненное в виде сегнерова колеса, состоящее из радиально расположенных трубок 9 выпускными отверстиями 10. Трубки 9 сегнерова колеса имеют по всей длине ряд дополнительных отверстий 11, равномерно расположенных в одной плоскости с основными отверстиями 10, и снабжены наклонно прикрепленными к ним лопастями 12, при этом ширина каждой лопасти в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось трубки 9, равна ее диаметру. Емкость герметично закрывается крышкой 13 с помощью винтовых прижимов 14. Устройство 8 для гашения пены также выполнены в виде сегнерова колеса, состоящего из трубок 15 с выпускными отверстиями 16, при этом на них укреплены винтообразные секторы 17. Трубки 9 устройства для аэрации и перемешивания укреплены в ступице 18, установленной на полой оси 19, имеющей радиальные отверстия 20 для прохода сжатого воздуха и подключенной к патрубку 3 для его подачи. Аналогичным образом укреплены и трубки 15 устройства 8 для гашения пены. Лопасти 12 и винтообразные секторы 17 выполнены из листовой нержавеющей стали толщиной 0,5-0,8 мм. Аппарат работает следующим образом. В емкость 1, прошедшую стерилизацию и заполненную культуральной жидкостью до требуемого уровня, подается по патрубкам 3 и 4 сжатый воздух от компрессора (подача воздуха производится через биофильтр, расход воздуха регулируется и контролируется). Поступая через полую ось 19 во внутреннюю полость ступицы, сжатый воздух направляется затем по трубкам 9 и 15 к отверстиям 11, 10 и 16. При истечении воздуха через отверстия, диаметр которых составляет 0,5-1 мм, на трубки 9 и 15 начинают воздействовать реактивные моменты, что и обеспечивает вращение устройств на осях 19 без использования специального привода. Так как возможности для перемещения твердого тела в жидкостной среде за счет воздействия на него реактивных сил, образующихся при истечении сжатого воздуха, весьма ограничены (из-за большой разницы в плотностях воды и воздуха, а также в связи с нецелесообразностью увеличения расхода последнего с целью повышения скорости его истечения), масса устройства для аэрации и перемешивания и сопротивление его вращению максимально снижены за счет того, что ширина каждой лопасти в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось трубки 9, равна ее диаметру, а длина меньше ее длины на четверть. Вследствие того, что точки истечения воздушных струй из устройства для аэрации и перемешивания благодаря его вращению с угловой скоростью порядка 1 об/с, постоянно меняют свое местоположение, у днища емкости при соответствующей длине трубок 9 и необходимом количестве отверстий создается обстановка, условно показанная на фиг. 6. В сочетании с последующим подъемом образующихся пузырьков воздуха к поверхности обеспечивается интенсивное перемешивание содержимого не только по всему поперечному сечению, но и по всему объему аппарата. С помощью лопастей 12 в общее движение вовлекается и та часть культуральной жидкости, которая находится ниже плоскости вращения устройства у самого днища емкости. Трубки 15 устройства для пеногашения имеют выпускные отверстия 16, расположенные только по наружному диаметру этого устройства, которое, вращаясь выше уровня культуральной жидкости, имеет угловую скорость порядка 300-350 об/мин, что в сочетании с винтообразными секторами 17 (фиг. 3) обеспечивает эффективное подавление пены. Процесс культивирования микроорганизмов контролируется соответствующими приборами, заданный температурный режим поддерживается автоматически. Предлагаемое изобретение позволяет не только существенно упростить конструкцию и обслуживание аппаратов для культивирования аэробных микроорганизмов, но и повышает их удельную производительность за счет более рационального режима работы и лучшего использования рабочего объема. В сравнении с получившими широкое распространение ферментерами турбинного типа предлагаемый аппарат, обеспечивая требуемую равномерность распределения компонентов питательной среды по всему объему, практически полностью исключает механическое воздействие на выращиваемую культуру и заметно уменьшает пенообразование. Отпадает также потребность в двигателе, приводном вале, подшипниковых узлах и уплотнениях, значительно снижаются шум и вибрация, что в целом упрощает эксплуатацию аппарата.
Формула изобретения
АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, включающий емкость, снабженную патрубками для подачи питательной среды и сжатого воздуха и патрубками для отвода отработанных газов и готовой биомассы, и установленное в емкости устройство для аэрации и перемешивания, выполненное в виде сегнерова колеса, отличающийся тем, что, с целью более равномерного распределения подаваемого воздуха в емкости и повышения таким образом удельной производительности аппарата, трубки сегнерова колеса имеют по всей длине ряд дополнительных отверстий, равномерно расположенных в одной плоскости с основными отверстиями, и снабжены наклонно прикрепленными к ним лопастями, при этом ширина каждой лопасти в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось трубки, равна ее диаметру.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
