Установка для выращивания микроорганизмов
Изобретение относится к микробиологической промьшшенности. Цель изобретения заключается в повьшении удельной производительности установки для выращивания микроорганизмов. Установка включает центральную колонку 1 и подключенные к ней по крайней мере две периферийные колонны 2 и 3, одна из которых служит для циркуляции газообразного субстрата, а другая - для кислородсодержащего газа, наружный контур циркуляции, со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1454841 А1
Б . 1О (E, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4260877/28-13 (22) 11.06.87 (46) 30.01.89. Бюл. N 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (72) Б.А. Литманс, Е.Л. Листов, С.В. Кан, В.А. Осипов, Ю.П. Боярчук, В,Н. Шарифуллин, Н.И. Кожокина и Л.Н. Аристархова (53) 663.14.032(088.8) (56) Патент Франции М 1587336, кл. С 12 В 1/00, 1961. Заявка Великобритании Ф 1417486, 1975. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИК" P00PI AIlH3M0B (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цель изобретения заключается в повышении удельной производительности установ-. ки для выращивания микроорганизмов. Установка включает центральную колонку 1 и подключенные к ней по крайней мере две периферийные колонны 2 и 3, одна из которых служит для циркуляции газообразного субстрата, а другая — для кислородсодержащего газа, наружный контур циркуляции, со1454841 держащий побудитель 4 расхода и теп- ми перегородками 11 на секции 12, лообменник 5, подключенные трубопро- Периферийные колонны 2 и 3 разделены водами 6 и 7 к центральной и перифе- на секции 14 ситчатыми тарелками 15. рийным колоннам, и контур рециркуля- Секции 12 центральной колонны сооб-. ции газообразного субстрата, содержа- щены при помощи трубопроводов 16 и щий газодувку 8, всасывающий 9 и на- 17 с выше- и нижерасположенными секгнетательный 10 трубопроводы. Цент- циями периферийных колонн 2 и 3. ральная колонна 1 разделена сплошны- 3 ил. Изобретение относится к микробиологической промышленности. Цель изобретения — повышение удельной производительности установки. На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1 ° Установка для выращивания микроорганизмов включает центральную колонну 1 и подключенные к ней по крайней мере две периферийные колонны 2 и 3 одна из которых служит для цир15 куляции газообразного субстрата, а другая — для кислородсодержащего газа, наружный контур циркуляции, со,держащий побудитель 4 расхода и теплообменник 5, подключенные трубопроводами 6 и 7 к центральной и периферийным колоннам, и контур рециркуляции газообразного субстрата (метана), содержащий газодувку 8, всасывающий 9 и нагнетательный 10 газоводы, Центральная колонна 1 разделена сплошными перегородками 11 на секции 12, в которых установлены смесители, выполненные, например, в виде сливных воронок 13. Периферийные 30 колонны 2 и 3 разделены на секции 14 ситчатыми тарелками 15. Секции 12 центральной колонны 1 сообщены при помощи трубопроводов 16 и 17 с выше- и нижерасположенными секциями периферийных колонн 2 и 3, Газовые пространства секций 12 центральной колонны 1 сообщены между собой трубопроводами 18 для отвода газа через патрубок 19. Периферийная колонна 2 снабжена патрубком 20 для подачи га зообразного субстрата, а колонна 3— 2 патрубком 21 для подачи кислородсодержащего газа, Отработанный газообразный субстрат (метан) отводится через патрубок 22, а воздух — через патрубок 23. Центральная колонна 1 снабжена патрубками 24 и 25 для подачи технологической воды и минерального питания. Отвод готового продукта осуществляется через патрубок 26. Установка работает следующим образом. В периферийные колонны 2 и 3 раздельно через патрубок 20 подают метан, а через патрубок 21 — кислородсодержащий газ, одновременно включают в работу побудитель 4 расхода жидкости, посредством которого жидкость из нижней части центральной колонны 1 проходит через теплообменник 5, где охлаждается и нагнетается .на верхнюю ситчатую тарелку 15 колонн 2 и 3. В результате в установке организуется циркуляция культуральной среды из верхней секции периферийных колонн через трубопроводы 16 в зону под воронкой 13, в которой происходит смешение раздельных насы.щенных потоков по мере их опускания через воронку 13 в зону под ней, из которой трубопроводами 17 жидкость поступает на нижерасположенные ситчатые тарелки 15 периферийных колонн 2 и 3. В колонне с подачей метана последний проходит вверх через тарелки 15, насыщая культуральную жидкость, собирается в верхней части колонны и через патрубок 22.может быть либо отобран для утилизации, либо газодувкой 8 вновь подается в нижнюю часть колонны для повторного использования, при этом в этот по1454841 ток добавляется свежая порция метана. В колонне 3 с подачей воздуха последний также проходит снизу вверх, насыщая культуральную жидкость кислородом, собирается в верхней части колонны и через патрубок 25 отводится на очистку и в атмосферу, так как не содержит метан. Газообразные продукты биосинтеза, некоторое количество воздуха и метана в результате их отдувки в секциях центральной колонны собираются в верхней части колонны 1 и отводятся на очистку. Подача технологической воды и минераль. ного питания осуществляется в верхнюю часть колонны 1 через патрубки ." 24 и 25, отвод готового продукта— через патрубок 26 во внешнем контуре циркуляции культуральной жидкости, В процессе выращивания биомассы происходит раздельное насыщение жидкостных потоков в периферийных колоннах 2 и 3 метаном и кислородом, обеспечивающим максимальную движущую силу массопередачи с последующим смешением жидкостных потоков в секциях центральной колонны l, в которых происходит активный рост биомассы, при этом циклическое насыщение метаном и кислородом потоков культуральной жидкости и последующая их утилизация в секциях колонны 1, которая завершается в течении 5-7 с, обеспечивается скоростью циркуляции культуральной жидкости через внешний контур циркуляции посредством побудителя 4 расхода, подбором объемов жидкости на ситчатых переливных тарелках 15 периферийных колонн 2 и 3 и секциях центральной колонны 1. раздельная подача метана и кислорода (воздуха) исключает создание взрывоопасной концентрации газовой смеси, так как в периферийных колоннах присутствуют раздельно метан и кислород (воздух), а в .центральной колонне эти газы находятся только в растворенном виде. Таким образом, образование изолированных по высоте секций в централь" ной колонне и их последовательное сообщение посредством трубопроводов с секциями периферийных колонн обесВ печивает максимальное насыщение потоков жидкости раздельно метаном и I кислородом с последующим смешением в секциях центральной колонны. Укаэанное конструктивное решение позво10 ляет использовать метан и вбздух одновременно как активатор перемеши вания жидкости на тарелках, так и в качестве субстрата без выдерживания вэрывобезопасного соотношения объе15 мов метан: воздух как 3:1, при этом исключены условия взрыва, Наличие выносного контура циркуляции и подача посредством него жидкости из нижней части центральной 20 колонны в периферийные колонны в верхние секции на ситчатые тарелки позволяет термостатировать культу" ральную жидкость и создать вертикальную циркуляцию. 25 Совместный эффект указанных выше конструктивных отличий позволяет повысить удельную производительность установки до 2,7 кг АСВ/м ° ч. ЗОФормула изобретения Установка для выращивания микроорганизмов, включающая центральную колонну и подключенные к ней периферийные колонны, разделенные по высоте на ряд секций и снабженные технологическими патрубками, и наружный контур циркуляции, содержащий побудитель расхода и теплообменник, под4р ключенные трубопроводами к центральной и периферийным колоннам, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения удельной производительности, центральная колонна раз Б делена по высоте сплошными перегородками на отдельные секции, при этом каждая секция сообщена при помощи трубопроводов с выше- и нижерасположенными секциями периферийных колонн, причем по крайней мере одна из последних служит для циркуляции кислородсодержащего газа, а другая — для газообразного субстрата, 1454841 Я вЂ” А 17 Составитель Г. Лошкарева Техред М. Ходанич Корректор 0,Кундрик Редактор Н,Киштулинец Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7410/29 Тираж, 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
