Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

Изобретение относится к биотехнологии, к аппаратам для выращивания микроор ганизмов — мембраяным биор еакторам. Цель изобретения - повьппение произззодительности за счет более полного и быстрого отвода лмдких метаболитов. Аппарат содержит емкость 1 с технологическими 'патрубками 2,3 и 4, размещенную в емкости 1 камеру 5 с мембрана»-»* 6. Под ней установлен аэратор 7. Камера 5 установлена на штоках 11 ' '" ' , , '••'•/'"' ••' .' ,.' ' "ПермеатСусг№нзия миярос^ктаанавФи1.1Охл.бо^Охя.Ма%^Сд •VIСО

СОЮЗ СООЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТШЖТВУ

Юимжмьщ »

Юещитйг .

СР

©ч

° с)

COдерзю

Фиг/

AKVAAPGTBEHHbN K0MHrET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬД ИЩц

ПРИ fHHT CCCP.1 (21) 4693857/13 (22) 22.05.89 (46) 07.02.92. Бюп. Ф 5 (72) А.В, Кубасов, А.М. Волчек, В.И. Осинин, А.В.Осипов, В,Ф .Стерин, .

Л.А. Музыченко, III.Г. Еникеев, С.Г. Мухачев и P.È. Валеев (53) 663.033(088.8) (56) Обзор "Мембранные реакторы в би-. отехнологии". М., ВНИИСЭНТИ, 1986, с. 22-23, рис. 13(е).. „.SUÄÄ171057 . A1 (5.1) С 12 М 1/12

2 (54) A1I1IAPAT ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООР»

IAHH3M0B (57) Изобретение относится к биотехнологии, к аппаратам для. выращивания микроорганизмов -. мембранным биореакторам. Цель изобретения - повышение производительности за счет более полного и быстрого отвода жидких метаболитов. Аппарат содержит емкость 1 с

- технологическими ° патрубками 2,3 и 4, размещенную в емкости 1 камеру 5 с мембранами 6. Под ней установлен аэратор 7. Камера 5 установлена на штоках

1710573

8 и может совершать посредством вибронривода 11 возвратно-поступательные перемещения в вертикальной плоскости.

Над камерой 5 и под ней к штокам 8 прикреплены перфорированные пластины

Изобретение относится к биотехнологии, к мембранным биореакторамаппаратам для выращивания микроорга-, . низмов ° 15

Целью изобретения является повышение производительности за счет более полного и быстрого отвода жидких метаболитов, На фиг. 1 изображен аппарат, про- 20 дольный разрез; на фиг. 2 - разрез

:А-А на фиг. 1; на фиг. 3. - аппарат, вариант выполнения мембраной камеры.

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит емкость 1 с пат- 25 рубком 2 для подвода питательной сре- ды, патрубком 3 для отвода жидких метаболитов, патрубком 4 для отвода биомассы, размещенную в емкости 1 камеру 5 для отделения и отвода культуральной жидкости, включающую полупроницаемые мембраны 6. В нижней час;ти емкости 1, у ее днища, размещен аэратор 7. Камера S укреплена .на вер тик льных штоках 8 и установлена с

tвозможностью возвратно-поступательно, го перемещения в вертикальной плоскости, Над камерой 5 и под ней размещены горизонтальные перфорированные пластины 9, также прикрепленные к штокам 8, служаппле для интенсифика ции массообмена через мембраны 6. Кроме того, емкость 1 снабжена рубашкой охлаждения 10, а штоки 8 --виброприво дом 11.

Аппарат работает следующим образом.

В емкость 1 через патрубок 2.непрерывно подается водный раствор.питательных веществ — источники углеродного питания, минеральные соли, амми- ® ачная вода, микроэлементы, стимулято. ры роста. Через аэратор 7 в емкость 1. подается сжатый воздух. Среда в емкости 1 перемепивается благодаря колеба- . ! ииям горизонтальных .перфорированных 55

-пластин 9, соединенных с виброприводом .11. В процессе ферментации происходит образование биомассы и выделение,.гоодуктов мегаболизма. C целью

9, служащие для интенсификации массообмена через, мембраны 6. Аппарат обеспечивает интенсивный отвод метабо литов через мембраны 6 и повышенное накопление биомассы. 3 ил. увеличения скорости биосйнтеза путем уменьшения ингибирующего влияния продуктов метаболизма культуральная жидкость отводится через фнльтрующую поверхность мембран 6 в камеру 5 и через патрубок Звыводится из емкости 1..

В зависимости от поставленной задачи с помощью фильтрации можно отводить либо все продукты реакции, кроме биомассы .(микрофильтрация), либо низкомолекулярные продукты метаболизма .(ультрафильтрация). В последнем случае биосинтез должен осуществляться! при повышенном давлении.

При необходимости производится непрерывньщ. отбор микробной суспеизии через патрубок., 4.

Для поддержания оптимальной температуры в реакционном объеме служит рубашка охлажцения 10.

Таким образом, прикрепление. камеры

5 с фильтрующей поверхностью к штокам

8, соединенным с виброприводом 11 приводит к турбулизации среды вблизи фильтрующей поверхности путем создания знакопеременных.жидкостных потоков и к поддержанию таким образом в течение длительного времени высокой удельной производительности мембран

6. В результате повышается производительность реактора по целевому продукту и снижаются удельные энергозатраты.

Применение данного аппарата исключает снижение скорости биосинтеза, например, в производстве лизина при обычно применяемых скоростях разбав» ления 0,05-0,1 л/ч и скорости фильтра ции 30-50 л/и »ч, объем фильтрацион лой ячейки составляет не менее 1-2Х от реакционного объема и именно на столько повышается продуктивность процесса в предлагаемом аппарате.

Выполнение мембранного реактора для культивирования микроорганизмов . описанным выше способом исключает затраты энергии на прокачивание жидкости через камеру. Эти затраты при скорос517.10573 б тругощей тор, Расположенный у днища в вагв.г — р и пребъг-.- «9A камерой о вания в камере 10-20 с составляет око- тем, что, с целью повыгиен я произвело 0 5 кВ ч ,5 кВт/ч/м . Таким образом при "- . дительности за счет более полного и производстве лизина уменьще ще знерго» быстрого отвода жидких метаболнтов, затрат может составить (при скорости .камера укреплена на вертикальных гвтобиосинтеза 1-2 г/л ч). 250-500 кВт. .ч/y., ках и установлена с возможностью аозФ о р м у л .а и з о 6 р е т + я вратно-поступательного перемещения Й

Аппарат для выращивания микроорга-- Q вертикальной плоскости, «ри зтом над низмов, содержащий. емкость с техноло= -. камерой и «од ней размещены гориэон» гическими патрубками, .размещенную : . - тальиые перфорированные ппастины твк» внутри нее-камеру для отделения и от же «Рикрепленные. к указанньи штокам, вода культуральной жидкости,. включаю» служащие для интенсификации массообщую полУпроницаемые мембраны, и aspa- 15 мена через мембраны.

А А