Аппарат для выращивания микроорганизмов
Использование: микробиологическая промышленность, культивирование микроорганизмов. Сущность изобретения: аппарат содержит вертикальную емкость, разделенную по высоте перфорированными перегородками на отдельные сообщающиеся секции, барботер, механический пеногаситель и внешний циркуляционный контур, включающий насос, трубопроводы и побудитель расхода аэрирующего газа. Пеногаситель представляет собой лопастное горизонтальное колесо, установленное на валу по оси емкости, диаметр которого составляет 0,8 - 0,95 от диаметра секций, при этом в стенке секции напротив лопастного колеса размещены форсунки, подключенные к трубопроводу для подвода среды и побудителю расхода газа. 1 ил.
Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов, и может быть использовано в медицинской и пищевой промышленности. Известны конструкции колонных аппаратов для выращивания микроорганизмов, содержащие вертикальную емкость с размещенной в ней насадкой, устройство подачи воздуха, контур циркуляции, теплообменное устройство и механический пеногаситель. Известна установка для выращивания микроорганизмов, включающая центральную колонну, секционированную глухими перегородками, над которыми размещен смеситель и подключенные к ней ряд секционированных периферийных колонн, каждая секция которой снабжена напорным и сливным трубопроводами, из которых напорный подключен к зоне под устройством для перемешивания вышерасположенной секции центральной колонны, а сливной - к зоне над перемешивающим устройством нижерасположенной секции центральной колонны, при этом наружный контур циркуляции подключен к нижней части центральной колонны и к верхним секциям периферийных колонн. Основным недостатком данной конструкции является низкая эффективность использования рабочей зоны аппарата в связи с обильным пенообразованием при выращивании культур микроорганизмов, что приводит к снижению удельной производительности. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является аппарат, который содержит вертикальную емкость, разделенную по высоте на секции перфорированными перегородками с верхней секцией для концентрирования суспензии микроорганизмов, механическим пеногасителем, установленным под крышкой аппарата и внешним циркуляционным контуром с насосом. Нижняя секция аппарата снабжена барботером для аэрирующего газа. Однако неустойчивость процесса в связи с обильным пенообразованием приводит к снижению производительности аппарата. Кроме того, при данной конструкции не используется энергия циркуляционного контура для пеногашения, а механический пеногаситель, установленный в верхней части аппарата, приводится в движение посредством электродвигателя, что усложняет конструкцию, увеличивает расход электроэнергии и не дает возможность проводить процессы в асептических условиях. Цель изобретения - повышение производительности и снижение удельных энергозатрат. Это достигается тем, что аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость в виде колонны, разделенную по высоте перфорированными перегородками на отдельные сообщающиеся секции, барботер, размещенный в нижней секции емкости, механический пеногаситель, расположенный в верхней секции и внешний циркуляционный контур, включающий насос и трубопроводы для отвода и подвода среды и побудитель расхода аэрирующего газа, согласно изобретению пеногаситель представляет собой лопастное колесо, установленное горизонтально на валу по оси емкости, диаметр которого составляет 0,8-0,95 от диаметра секции, при этом в стенке секции напротив лопастей колеса размещены форсунки, подключенные к трубопроводу для подвода среды и побудителю расхода газа. На чертеже представлен вертикальный разрез аппарата. Аппарат включает корпус, выполненный в виде цилиндрической емкости 1, секционированной по высоте провальными тарелками 2. В нижней секции аппарата установлен барботер 3, в который подается побудителем расхода 4 аэрирующий газ. В верхней секции аппарата на валу 5 по оси емкости установлены горизонтально пеногаситель 6, представляющий собой лопастное колесо, диаметр которого составляет 0,8-0,95 от диаметра секции. В стенке секций напротив лопастей колеса размещены форсунки 7, подключенные к трубопроводу 8 для подвода среды посредством побудителя расхода жидкости - циркуляционным насосом 9 и газа посредством побудителя расхода 4. Для нормального функционирования аппарата он снабжен штуцерами для вывода отходящего газа 10, отбора культуральной жидкости 11 и конденсата 12, а также патрубком для подачи питательной среды 13. Трубопровод 8 снабжен вентилями 14. Для интенсификации массообменных процессов, что в конечном итоге ведет к увеличению производительности аппарата, в каждой секции на провальных тарелках 2 размещена плавающая насадка 15. Аппарат работает следующим образом. В заполненную питательной средой и культурой микроорганизмов емкость 1 подают побудителем расхода 4 аэрирующий газ в барботер 3, установленный в нижней секции аппарата, и осуществляют выращивание микроорганизмов известным способом, причем подачу питательной среды осуществляют через патрубок 13, а отбор культуральной жидкости и отработанного газа через патрубки 11 и 10 соответственно. С нижней части аппарата неаэрированная культуральная среда посредством циркуляционного насоса подается по трубопроводу 8 через форсунки 7 на лопастное колесо 6. Кроме того, на форсунки 7 по трубопроводу 8 посредством побудителя расхода газа 4 может подаваться газ. Форсунки придают жидкости и газу направленное движение, которые за счет кинетической энергии закручивают пеногаситель 6. Во время движения лопасти пеногасителя разрушают пену, образующуюся в процессе культивирования микроорганизмов. Кроме того, отбившись от крыльчатки, культуральная жидкость орошает пену, способствуя ее разрушению. Таким образом, использование данного конструктивного решения позволяет стабилизировать процесс культивирования, увеличить производительность аппарата на 17% и снизить удельные энергетические затраты на 14%.
Формула изобретения
АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость в виде колонны, разделенную по высоте перфорированными перегородками на отдельные сообщающиеся секции, барботер, размещенный в нижней секции емкости, механический пеногаситель, расположенный в верхней секции и внешний циркуляционный контур, включающий насос и трубопроводы для отвода и подвода среды, и побудитель расхода аэрирующего газа, отличающийся тем, что с целью повышения производительности и снижения удельных энергозатрат, пеногаситель представляет собой лопастное колесо, установленное горизонтально на валу по оси емкости, диаметр которого составляет 0,8 - 0,95 диаметра секции, при этом в стенке секции напротив лопастей колеса размещены форсунки, подключенные к трубопроводу для подвода среды и побудителю расхода газа.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A 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: 10-2002
Извещение опубликовано: 10.04.2002
