Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов. Целью изобретения является повышение производительности аппарата за счет увеличения кратности циркуляции среды. Аппарат содержит емкость 1 с крышкой, установленный по ее центру цилиндр 3 с образованием кольцевого пространства, разделенного двумя перегородками 4 и 5 на зону 6 выращивания и зону 7 дозревания, каждая из которых состоит из секций 8 и размещенных в них турбин 9, диффузоров 10 и стаканов 11. Стенки диффузоров 10 в зоне 6 выращивания, кроме стенок последней (IX) секции по ходу процесса, и стенки стакана 11 в этой секции прикреплены к крышке емкости 1 с образованием каналов 13 - 15, при этом последняя (IX) секция содержит дополнительные перегородки 16 для обеспечения перетока среды из каналов 13 и 15 в канал 14. В зоне 7 дозревания стенками стаканов 11 и диффузоров 10 также образованы каналы 17 - 19 для циркуляции среды, при этом последняя (XII) секция в этой зоне снабжена перегородками 20 и 21, для обеспечения перетока среды в указанных каналах аппарат также снабжен патрубками 22 и 23 для подвода питательной среды и отвода целевого продукта соответственно. Предлагаемый аппарат позволяет увеличить среднюю скорость протока среды и кратность циркуляции и тем самым повысить содержание в среде кислорода и более полно утилизировать компоненты питательной среды. 4 ил.

союз советских

СО@МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1565881 щ) C f2 М 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ лГ

1В и г.

ГОСУДАРСТ8ЕККЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ПНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССа

1 (21) 4363293/30-13

I (22) 13. 01. 88 (46) 23.05.90. Бюл, Р 19 (72) В.JI.Áîðèñîâ, А.М,Кузнецов, П.Л.Лобода, В.Л.Гусляков, 10.В.Карлаш и Н.И. Бельков (53) 663.32.14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1232678, кл. С 12 M 1/14, 1986, (54) АППАРАТ ДЛЯ В1РАЩИВАНИЯ ЧИКРООР ГАНИ31 10 В (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов. Целью изобретения является повышение производительности аппарата за счет увеличения .

2 кратности циркуляции среды. Аппарат содержит емкость 1 с крышкой, установленный по ее центру цилиндр 3 с образованием кольцевого пространства,разделенного двумя перегородками 4 и 5 на зону 6 выращивания и зону 7 ро— зревания, каждая из которых состоит из секций 8 и размещенных в них турбин 9, диффузоров 10 и стаканов 1!.

Стенки диффузоров. 10 в зоне 6 выращивания, кроме стенок последней (IX) Секции по ходу процесса и стенки стакана 11 в этой секции прикреплены к крышке емкости 1 с образованием каналов 13 — 15, при этом последняя (ХХ) секция содержит дополнительные перегородки 16 для обеспечения перетока среды из каналов 13 и 15 в канал 14. В зоне 7 дозревания ,. 22

1565881 стенками стаканов 11 и диффузоров 10 также образованы каналы 17 — 19 для циркуляции среды, при этом последняя (XII) секция в этой зоне снабжена перегородками 20 и .2 1, для обеспе) чения перетока среды в указанных каналах аппарат также снабжен патрубками 22 и 23 для подвода питательной (Изобретение относится к микробио1 логической промьппленности, к аппаратам для выращивания микроорганиз-! мов.

Целью изобретения является повышение производительности за счет увеличения кратности циркуляции сре- 20 ды °

На фиг, 1 изображен аппарат, вид сверху в разрезе; на фиг, 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 4 — 25 разрез В-В на фиг. 1 (цифрами I — XIII обозначена последовательность секций по ходу процесса), Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит цилиндрическую 30 емкость 1 с крышкой 2; установленный по центру емкости 1 цилиндр 3 с образованием кольцевого пространства между стенками цилиндра 3 и емкости 1, разделенного двумя радиальными перегородками 4 и 5 на зону 6 выращивания и зону 7 дозревания микроорганизмов, каждая из которых состоит из сообщающихся между собой секций 8 и размещенных в них самовсасывающих турбин 9, диффузоров 10 и циркуляционных стаканов 11, между которыми установлены теплообменники 12. Стенки диффузоров 10 в секциях 8,размещенных в зоне 6 выращивания микроорганизмов, кроме стенок диффузора 10 последней секции (IX) по ходу технологического процесса и стенки стакана 11 в этой секции, прикреплены к крышке 2 емкости 1 с образованием каналов 1315 для циркуляции среды в горизонтальной плоскости между стенками емкости 1, диффузоров 10 и цилиндра 3, при этом последняя секция (IX)

55 по ходу процесса в зоне 6 выращивания содержит дополнительные радиальные перегородки 16, прикрепленные к крьппке 2 емкости 1 и размещенные среды и отвода целевого продукта соответственно. Лредлагаемый аппарат позволяет увеличить среднюю скорость протока среды и кратность циркуляции и тем самым повысить содержание в среде кислорода и более полно утилизировать компоненты питательной среды. 4 ил. между стенками стакана 11 и диффузора 10 для обеспечения перетока среды из каналов 13 и 15 в канал 14. В зоне 7 дозревания (в секциях Х, XI u

XII) стенки стаканов 11 секций 8, размещенных в этой зоне, кроме стенок стакана 11 последней секций 8 по ходу технологического процесса и стенки диффузора 10 в этой последней секции, прикреплены к крьппке 2.емкости 1 с образованием каналов 17

19 для циркуляции среды в горизонтальной плоскости, как в зоне 6 выращивания, между стенками емкости 1, стаканов 11 и цилиндра 3, при этом последняя секция (XI) по ходу .процесса в зоне 7 дозревания содержит радиальные перегородки 20 и 21, прикрепленные к крышке 2 емкости 1 и размещенные между стенками диффузора 10 и стенками стакана 11 для обеспечения перетока среды из канала 18 в каналы 17 и 19.

Аппарат также снабжен патрубком 22 для подвода питательной среды и патрубком 23 для отвода целевого продукта

Аппарат работает следующим образом.

Согласно технологическому регламенту в аппарате при включенных турбинах 9 проводят разбраживание, выращивание микроорганизмов, дозревание в соответствующих секциях 8 и зонах 6 и 7 емкости 1 с получением дрожжевой суспензии, Для создания оптимальных условий указанных процессов культуральную среду аэрируют и перемешивают в каждой секции 8 с помощью самовсасывающих турбин 9. Вращаясь от электродвигателей (не показаны), каждая турбина 9 подсасывает воздух из атмосферы, засасывает через верхнюю и нижнюю горловины культуральную жидкость, смешивает ее с воздухом и выбрасывает газожидкостную смесь в циркуляционные каналы под теплооб- менники 12. Пройдя через теплообменники 12, культуральная жидкость поднимается до верхней кромки ста кана 11 или диффузоров 10, переливается через них и опускается снаружи одной из их стенок, часть ее вновь поступает в одну из всасывающих горловин этой же турбины 9, а другая часть направляется в следующую секцию 8 и частично смешивается с культуральной жидкостью, выброшенной из кольцевого сопла соседней турбины 9, и направляется далее вдоль стенки емкости 1, а.частично всасывается одной из горловин соседней турбины 9, Свежая питательная смесь, содержащая субстрат, 20 питательные соли и микроэлементы в растворе воды, подается непрерывно через патрубок 22 в центральную секцию (XIII), в первую секцию 8. зоны 6 выращивания, где всасывается нижней горловиной турбины 9. Так как в зоне 6 выращивания в восьми секциях стенки диффузоров 10, а в девятой последней секции стенки стаканов 11 подняты значительно вьнне рабочего уровня культуральной жидкости в аппарате, то верхние горловины турбин 9 во всех секциях отделены по жидкости от их нижних горловин.

Производительность каждой турбины 9 по жидкости с ост авляе т 3000 м /ч, следовательно, одна из ее .горловин может обеспечить подсос жидкости в количестве 1500 м /ч. Остальные

1500 м /ч жидкости, выбрасываемой

40 из каждой турбины 9 в каналы 13 и

15, заключенные между стенкой емкости 1 и стенками стаканов 11, а также между стенкой цилиндра 3 и стенками стаканов 11, устремляются по указанным кольцевым каналам емкости 1 ° к последней девятой (IX) секции 8 зоны 6 выращивания, где этот избыток жидкости засасывается нижней горловиной турбины 9 и выбрасывается вместе с объемом жидкости, поступающей через верхнюю ее горловину, во внутреннее пространство девятой (IX) секции в количестве около

3000 м /ч. Вследствие того, что объем в девятой секции сообщен по уровню жидкости с кольцевым каналом 14, заКлюченным между стенками диффузоров 10, около половины объема жид1565881

6 кости, производимой турбиной 9, из девятой секции непрерывно подается в укаэанный кольцевой канал 14, часть ее засасывается верхними горловинами турбин 9, находящимися в этом кольцевом пространстве. Остальная часть культуральной жидкости вследствие образовавшегося перепада высот уроння жидкости между первой (I) и девятой (IX) секциями зоны выращивания с большой скоростью перетекает по каналу 14 в направлении первой (I) секции и вновь вовлекается в циркуляцию. При этом в каждой секции 8 избыток культуральной жидкости разбирается верхними горловинами турбины 9 в количестве около 1500 м э/ч

-с тем, чтобы в первой секции устайавливалось превышение уровня жидкости зоны 6 выращивания над уровнем жидкости в зоне 7 дозревания. Благодаря этому происходит непрерывный переток культуральной жидкости из зоны 6 выращивания в зону 7 дозревания в количестве, соответствующем величине протока жидкости через аппарат. В зоне 7 дозревания циркуляция культуральной жидкости происхо,дит так же, как и в зоне 6 выращива ния, с той лишь разницей, что вначале она направляется в центральный канал 18 контура циркуляции, образованного стенками стаканов 11 и стенками диффузоров 10 в последней секции 8 зоны 6 выращивания. Из последней секции (IX) жидкость выбрасывается турбиной 9 в периферийный канал 17 циркуляции и направляется от радиальных перегородок 20 и 21 к перегородке 4, перемещаясь в каналах 17 и 19 между стенками еМКосТН 1 и стаканов 11, а также между стенкой цилиндра 3 и стенками стаканов 11.

Часть готовой продукции в виде дрожжевой суспензии непрерывно отбирается из зоны дозревания через патрубок 23.

Благодаря созданию в зонах выращивания 6 и дозревания 7 каналов

13 — 15 и 17 — 19 циркуляции культуральной жидкости (центральных 14 и 18, периферийных 13, 15 и 18, 19) общая длина пути циркуляционных потоков в аппарате увеличивается вдвое. При этом вследствие того, что весь объем жидкости, находящейся в емкости прокачивается турбинами 9 по контурам, имеющим поперечное сечение

1565881 меньше, чем поперечное сечение всего кольцевого пространства емкости 1, средняя скорость движения газожидкостного потока в кольцевом пространстве аппарата значительно уве5 личивается.

Благодаря значительному увеличению средней скорости движения газожидкостных потоков,по аппарату снижается вредное влияние застойных зон и устраняются байпасные потоки

| жидкости. В результате содержание растворенного кислорода и.субстрата в культуральной жидкости в любой точке зоны выращивания -становится одинаковым, т.е, условия выращивания микроорганизмов во всех секциях аппарата уравниваются и становятся 2р оптимальными,что обеспечивает повышение производительности аппарата в целом и улучшение качества готового продукта в отношении допустимого содержания в нем углеводородов, 25

Ф о р м у л а изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую 39 емкость с крышкой, установленный по центру емкости цилиндр с образованием кольцевого пространства между стенками цилиндра и емкости, разделенного двумя радиальными перегородками на зону выращивания и зону дозревания микроорганизмов, каждая из которых состоит из сообщающихся между собой секций и размещенных в них самовсасывающих турбин, диффузоров и циркуляционных стаканов, между которыми установлены теплообменники, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения кратности циркуляции среды, стенки диффузоров в секциях, размещенных в зоне выращивания, кроме стенок диффузора с последней секции по ходу технологического процесса и стенки стакана в этой секции, прикреплены к крышке емкости с образованием каналов для циркуляции среды в гориэонтальной плоскости между стенками емкости, диффуэора и цилиндра, при этом последняя секция содержит дополнительные радиальные перегородки, прикрепленные к крышке емкости, размещенные между стенками стакана .и диффузора для перетока среды иэ канала в канал.

l56 5881

5" -8

О рИень юадкссти

1Ô

Q

Риа. У

Составитель Н. Осипов

Редактор 0.0рковецкая Техред М.Ходаннч . Корректор T.Ïàëèé

Заказ 1198 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101