Установка для непрерывного культивирования микроорганизмов и получения их метаболитов

 

Использование: микробиологическая промышленность, культивирование микроорганизмов и получение первичных и вторичных метаболитов. Сущность изобретения: установка включает основной и дополнительный ферментеры, узел концентрирования первичных мёт§болитов, содержащий накопительную емкость и выносной фильтрующий элемент с разделительной обратноосмотической мембраной, Предмембранная полость фильтрующего элемента соединена циркуляционным трубопроводом с накопительной емкостью, а полость, расположенная за мембраной, сообщена трубопроводом с линией подвода воды на средопригб тд ётгёнйё. Основной ферментер также снабжен фильтрующим. элементом с разделительной мембраной. Накопительная емкость выполнена с уменьшенной по объему нижней частью, служащей для сбора и отвода фильтрата первичных метаболитов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 12 M 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938396/13 (22) 22.05.91 (46) 23,01.93. Бюл. М 3 (71) Научно-производственное объединение ибиотехникаи (72) В.Ю;Ракитин, Н.В.Прокофьева, И.B.Думчева, Б.СЛебедев, Т,П,Попова и

А,M.Êàðïîâ (56) Патент Великобритании .

М 1085901, кл. С 6 F, опублик. 1967. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ И ПОЛУЧЕНИЯ ИХ МЕТАБОЛИТОВ (57) Использование: микробиологическая промышленность, культивирование микро. организмов и получение первичных и вторичных метаболитов. Сущность

Изобретение относится к установкам для глубинного культивирования микроор-. ганизмов и получения как первичных, так и вторичных метаболитов и предназначено для применения в биотехнологии, включая микробиологическую, медицинскую, фармацевтическую, пищевую и другие смежные отрасли промышленности с цель|о обеспечения безотходности производства и получения ценных биопрепаратов.

- Известна установка (патент Англии М

1085901, С 6 F. 1967) для непрерывного выращивания микроорганизмов и получения метаболитов, включающая в себя два или более ферментационных сосуда и передающий враЩающийся клапан между парой сосудов. Установка обеспечивает поддержание баланса между образованием клеток и получением продукта (метаболита).

Однако при использовании данной устанав„„ Ж„, 1789554 А1 изобретения; установка включает основной и дополнительный ферментеры, узел концентрирования первичных метаболитов, содержащий накопительную емкость и выносной фильтрующий элемент с разделительной обратноосмотической мембраной, Предмембранная полость фильтрующего элемента соединена циркуляционным трубопроводом с накопительной емкостью, а полость, расположенная за мембраной, сообщена трубопроводом с линией подвода воды на средоприготоВлениме. Основной ферментер также снабжен фильтрующим элементом с разделительной мембраной.

Накопительная емкость выполнена с умейь-:, шенной по обьему нижней частью, служащей для сбора и отвода фильтрата первичных метаболитов. 1 ил. ки не предусмотрена кт оснцайтрисртоввдатние продукта и утилизация отходов вОзмож- ность разделения продукта и килеетсоечтнтой массы с целью получейия первичного G0 метаболита; возможность непрерывного од- Q новременного получения клеточной массы и (Л метаболитов (ценных биопрепаратов); ре- (Л циркуляция воды.

Целью изобретения является снижение количества отходов ИоеыйейИает вь1хода кле-" точной массы и метаоолитоа (ценных биопрепаратов). в

Поставленная цель достйгавтся тем, что установка, вклсючаюшая головйой ферментер с уровнемербм; связаснйый трубойроводом через насос-дозатор с дополнительным ферментером с уровнемером, снабжена узлом концентрированйа"первичных метаболитов; выполненным в виде накопительной емкости, снабженной фильтрующим эле3

1789554 ментом с разделительной обратноосмотической мембраной, надмембранная полость которого циркуляционным трубопроводом соединена с накопительной емкостью, а полость, расположенная за мембраной, сообщена трубопроводом с линией подачи воды на средоприготовление, при этом головной, ферментер также снабжен фильтрующим элементом с разделительной мембраной, надмембррнная, полость которого циркуля- 10 ционным трубапроводом соединена с головным фермейтером, а полость, расположенная за мембраной, соединена трубопроводом, имеющим расходомер и регулирующий клапан, с накопительной емкостью, имеющей малую полость в своей нижней части.

На чертеже изображена предлагаемая установка, Установка включает головной фермен- 20 тер 1 с уровнемером 2, оснащенный фильтрующим элементом 3 с разделительной мембраной 4. Полость, расположенная перед мембраной, циркуляционным трубопро водом 5 с насосом 6 соединена с головным 2- > ферментером, а полость, расположенная за мембраной, соединена трубопроводом 7, имеющим расходомер 8 и регулирующий, клапан 9, с накопительной емкостью 10 с

30 уровнемером 11, Последняя .оснащена фильтрующим элементом 12 с разделительной обратноосмотической мембраной 13;

Полость, расположенная перед мембраной, соединена циркуляционным трубопрово35 дом 14 с насосом 15 с накопительной емкостью, имеющей малую полость 16 в своей нижней части, а полость, расположенная за мембраной фильтрующего элемента, соединена трубопроводом 17 с линией подачи воды 18 в узел приготовления питательной 40 среды 19, связанный через расходный клапан 20 и насос 21 с входом в головной ферментер. Выход головного ферментера через . насос-posatop 22 соединен трубопроводом с дополнительным ферментером 23, По- 45 следний снабжен уровнемером 24 и на вы-. хода насосом-дозатором 25, а также комплексом приспособлений 26 для создания определенных воздействий на суспен50 зию клеток микроорганизмов, Предлагаемая установка работает следующим образом.

Питательную среду из узла приготовле; ния 19 через расходный клапан 20 насосом

21 подают в головной ферментер 1 до уровня, заданного по уровнемеру 2, После дости- жения необходимых параметров питательной среды по температуре и значению рН производят засев головного ферментера культурой микроорганизмов.

После этого осуществляется автоматическое поддержание параметров процесса, Затем включают насос 6, обеспечивающий циркуляцию суспензии клеток по трубопроводу 5 через фильтрующий элемент 3 и полость над мембраной 4 в головной ферментер, при этом разделительная мембрана обеспечивает задержание клеток микроорганизмов в суспензии, а бесклеточный фильтрат, образовавшийся в полости за мембраной, содержащий продукты жизнедеятельности микроорганизмов (первичный метаболит) и не утилизированные компоненты питательной среды, по трубопроводу

7 через расходомер 8 и регулирующий клапан 9 попадает в накопительную емкость 10.

С помощью регулирующего клапана 9 и расходомера 8 устанавливают требуемую (постоянную или переменную) скорость протока фильтрата из фильтрующего элемента 3 в зависимости. например, от нарастания концентрации первичных метаболитов.

По мере уменьшения уровня в головном ферментере, за счет отвода фильтрата, от .уровнемера 2 сигнал поступает на открытие расходного клапана 20 и включение насоса

21, осуществляющего подачу питательной среды в головной ферментер, f1o мере накопления фильтрата в накопительной емкости и достижения определенного уровня по уровнемеру .11 включается насос 15. обеспечивающий циркуляцию фильтрата иэ накопительной емкости по трубопроводу 14 через полость,. расположенную над обратнооСмотической мембраной 13 фильтрующего элемента t2.

С помощью запорной арматуры на трубопроводе 14 создается давление фильтрата на мембрану 13, в результате чего фильтрат, содержащий первичные метаболиты, от- . фильтровывается, и в полости эа обратноосмотической мембраной собирается вода, которая после соответствующего контроля на качество по трубопроводу 17 поступает в линию подачи воды 18 узла приготовления питательной среды 19. Фильтрат, содержащий первичные метаболиты, концентрируется в малой полости 16 нижней части накопительной емкости и может быть передан для дальнейшего использования, так как является ценным биопрепаратом.

После культивирования в головном ферментере и накопления необходимой концентрации клеток суспензию клеток насосом-дозатором 22 подают в дополнительный ферментер 23. Скорость подачи клеточной массы устанавливают равной скорости роста культуры в головном ферментере, Дополнительный ферментер пре1789554 дусмотрен для получения вторичных метаболитов. поскольку оптимум их образования не совпадает по времени с ростом культуры. Дополнительный ферментер по размерам может отличаться от размеров головного ферментера.

С помощью насоса-доэатора 22 возможно осуществлять непрерывный отбор клеточной массы из головного ферментера.

РФУР

77 °

Составитель В.Юдин

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор С.Кулакова

Корректор Н.Слободяник

Заказ 329 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Установка для непрерывного культивирования микроорганизмов и получения их метаболитов, включающая основной ферментер, снабженный уровнемером и связанный трубопроводом через насос-дозатор с дополнительным ферментером, отличающаяся тем, что, с целью снижения количества отходов, повышения выхода клеточной массы и метаболитов, установка содержит узел концентрирования первичных метаболитов, включающий накопительную емкость для метаболитов и выносной фильтрующий элемент с разделительной обратноосмотической мембраной, предмембранная полость которого соединена циркуляционным трубопрово8 дополнительном ферментере предусмотрена возможность создания с помощью комплекса приспособлений 26 определенных воздействий, диктуемых спецификой

5 получаемого биопрепарата (вторичного метаболита), и с помощью насоса 25 возможно осуществлять непрерывный отбор клеточной массы и вторичного метаболита со скоростью, позволяющей поддерживать

10 заданный уровень в дополнительном ферментере по уровнемеру 24. дом с накопительной емкостью, а полость, расположенная эа мембраной, сообщена трубопроводом с линией подвода воды на средоприготовление, при этом основной ферментер также снабжен фильтрующим элементом с разделительной мембраной, предмембранная полость которого соединена трубопроводом с основным ферментером., а полость, расположенная за мембраной, соединена посредством трубопровода и установленных на.нем расходомера и регулирующего клапана с накопительной емкостью, причем накопительная емкость выполнена с уменьшенной по абьему нижней частью, служащей для сбора и отвода фильтрата первичных метаболитов.