Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Аппарат для выращивания микроорганизмов включает две горизонтальные одинаковые по объему герметичные емкости, сообщенные переливными трубами. Они снабжены патрубками подачи питательной среды и засевного материала и отвода культуральной жидкости, средствами подвода стерильного воздуха и устройством для поочередного отвода отработанного воздуха из них. Оно содержит выпускные патрубки, укрепленные на верхних частях емкостей, установленные на них электромагнитные клапаны и реле времени. Емкости разделены по длине вертикальными перегородками на отдельные зоны. Средства подвода стерильного воздуха в них состоят из расположенных в зонах барботеров. Переливные трубы укреплены в них попарно и их выходные участки расположены выше барботеров. Емкость, из которой отводится культуральная жидкость, снабжена циркуляционным трубопроводом для непрерывного перетока последней из ее средней зоны в зону подачи питательной среды другой емкости и вертикально установленной переливной перегородкой высотой 0,6-0,7 высоты емкости для отделения зоны отвода культуральной жидкости от зон выращивания. Конструкция аппарата обеспечивает его надежную работу и достаточно высокую производительность. 4 ил.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальные емкости, разделенные по высоте на секции и снабженные аэраторами, патрубками для подвода питательной среды и отвода отработанного воздуха, и центральную переливную трубу (SU 461111 A, C 12 M 1/14, 25.02.75). Аппарат снабжен распылителями, многоярусно расположенными в центре трубы, направляющими приспособлениями для подачи жидкости из секций на распылители и циркуляционной системой, включающей трубопроводы и насос, всасывающий патрубок которого подключен к сборнику, расположенному внизу аппарата, а нагнетательный - к каждой секции. Процесс культивирования протекает параллельно во всех секциях, готовый продукт из секций сливается по центральной переливной трубе в сборник.

Недостаток известного аппарата заключается в том, что процесс массообмена в каждой секции недостаточно интенсивен, что приводит к его небольшой производительности.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, включающий две одинаковые по объему вертикальные герметичные емкости, сообщенные переливными трубами и снабженные патрубками подачи питательной среды и засевного материала и отвода культуральной жидкости, средствами подвода стерильного воздуха в виде барботеров, размещенных над днищами емкостей, и устройством для попеременного отвода отработанного воздуха из них, содержащим выпускные патрубки и клапанную коробку, управляемую поплавком, соединенным с клапаном штангой и расположенным в одной из емкостей (RU 2058992 C1, C 12 M 1/00, 27.04.96).

Недостаток аппарата заключается в ненадежной работе устройства для попеременного отвода отработанного воздуха из емкостей, поскольку при образовании слоя пены в емкости поплавок перестает перемещаться и клапаны в коробке не перекрывают выпускные патрубки. Это не обеспечивает эффективную работу и необходимую производительность в проточном режиме.

Ближайшим техническим решением к предложенному является аппарат для выращивания микроорганизмов, включающий две одинаковые по объему горизонтально расположенные герметичные емкости, сообщенные переливными трубами, снабженные патрубками подачи питательной среды и засевного материала и отвода культуральной жидкости и отработанного воздуха, средствами подвода стерильного воздуха и устройством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, содержащим управляемые электромагнитные клапаны, установленные на соответствующих патрубках, и подключенный к ним воздушный коллектор (RU 2127984 C1, 27.03.99).

Недостаток аппарата заключается в том, что в нем не обеспечивается надежная работа в непрерывном режиме вследствие того, что не предусмотрена непрерывная инокуляция микроорганизмов в зоне подачи питательной среды, а вывод культуральной жидкости осуществляется одновременно из нижней части емкостей. В связи с этим не представляется возможной его стабильная работа и обеспечение высокого выхода биомассы.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности аппарата, надежности его работы и возможности последней на любых питательных средах при выращивании различных микроорганизмов.

Для достижения этого технического результата в предложенном аппарате для выращивания микроорганизмов, включающем две одинаковые по объему горизонтально расположенные герметичные емкости, сообщенные переливными трубами и снабженные патрубками подачи питательной среды и засевного материала и отвода культуральной жидкости и отработанного воздуха, средствами подвода стерильного воздуха и устройством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, содержащим управляемые электромагнитные клапаны, установленные на соответствующих патрубках, емкости разделены по длине вертикальными перегородками на отдельные зоны. Средства подвода стерильного воздуха в емкости состоят из расположенных в этих зонах барботеров, при этом переливные трубы укреплены в них попарно, и их выходные участки расположены выше барботеров. Емкость, из которой отводится культуральная жидкость, снабжена циркуляционным трубопроводом для непрерывного перетока последней из ее средней зоны в зону подачи питательной среды другой емкости. В этой емкости установлена вертикально переливная перегородка высотой 0,6-0,7 высоты емкости для отделения зоны отвода культуральной жидкости от зон выращивания.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез аппарата; на фиг. 2 - разрез по A-A фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по B-B фиг. 1 Аппарат для выращивания микроорганизмов включает две одинаковые по объему горизонтально расположенные герметичные емкости 1 и 2, снабженные теплообменными рубашками 3 и 4 и патрубками 5 и 6 соответственно для подачи питательной среды и засевного материала и отвода культуральной жидкости, а также патрубками 7 и 8 для отвода отработанного воздуха.

Емкости 1 и 2 разделены по длине перегородками 9 и 10 на отдельные зоны 11, 12 и 13 соответственно подачи питательной среды и засевного материала, выращивания микроорганизмов и отвода культуральной жидкости. Высота этих перегородок составляет 0,3-0,5 высоты емкостей.

Емкость 2 снабжена циркуляционным трубопроводом 14 для непрерывного перетока культуральной жидкости из ее средней зоны в зону 11 подачи питательной среды емкости 1, а также установленной в ней вертикально переливной перегородкой 15 высотой 0,6-0,7 высоты емкости для отделения зоны 13 отвода культуральной жидкости от зон 12 выращивания.

Средства подвода стерильного воздуха в емкости 1 и 2 состоят из расположенных в зонах барботеров 16 и 17. Емкости сообщены переливными трубами 18 и 19, которые попарно укреплены по их длине в каждой зоне выращивания, и их выходные участки 20 расположены выше барботеров и снабжены обратными клапанами 21.

Аппарат включает устройство для поочередного отвода отработанного воздуха из емкостей, содержащее управляемые электромагнитные клапаны 22 и 23, установленные на патрубках 7 и 8 и связанное с клапанами реле 24 времени.

Подача стерильного воздуха в барботеры осуществляется по трубопроводу 25.

Аппарат работает следующим образом.

Через патрубок 5 в емкость 1 подается питательная среда и засевная культура, а через барботеры 16 - стерильный воздух. Питательная среда с микроорганизмами заполняет также и емкость 2, в которую подается стерильный воздух через барботеры 17. Разделение емкостей на зоны обеспечивает улучшение массообменных процессов по их длине и тем самым увеличение выхода биомассы.

Переток культуральной жидкости осуществляется через переливные трубы 18 и 19 в виде струй из емкости в емкость при изменении давления воздуха в них. Через заданное время реле 23 подает сигнал на открытие электромагнитного клапана 21 на выпускном патрубке 7 емкости 1, и отработанный воздух отводится из нее, при этом давление в ней снижается, и культуральная жидкость перетекает из емкости 2, в которой давление воздуха выше, в емкость 1.

Затем клапан 21 закрывается, и в емкости 1 давление воздуха повышается. Через заданное время от реле 23 поступает сигнал на открытие электромагнитного клапана 22 на выпускном патрубке 8 емкости 2, и отработанный воздух удаляется в атмосферу, в результате чего давление внутри емкости 2 снижается и происходит переток культуральной жидкости из емкости 1 в емкость 2. Такое перетекание культуральной жидкости осуществляется в течение всего процесса выращивания. Необходимый температурный режим в емкостях поддерживается при помощи теплообменных рубашек 3 и 4. Кроме того, из емкости 2 по циркуляционному трубопроводу 14 культуральная жидкость непрерывно направляется в зону 11 подачи питательной среды емкости 1, что обеспечивает постоянное инокулирование микроорганизмов в питательную среду. Культуральная жидкость после окончания процесса выращивания отводится из зоны 13 через патрубок 6. Переливная перегородка 15 позволяет поддерживать в емкостях стабильный заданный уровень жидкости.

Предложенная конструкция аппарата обеспечивает интенсивный массообмен между жидкостью и газом в емкостях, надежную работу на любых питательных средах, в том числе и пенообразующих, выращивание любых культур микроорганизмов и достаточно высокую производительность.

Формула изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, включающий две одинаковые по объему горизонтально расположенные герметические емкости, сообщенные переливными трубами и снабженные патрубками подачи питательной среды и засевного материала и отвода культуральной жидкости и отработанного воздуха, средствами подвода стерильного воздуха и устройством для поочередного отвода отработанного воздуха из них, содержащим управляемые электромагнитные клапаны, установленные на соответствующих патрубках, отличающийся тем, что емкости разделены по длине вертикальными перегородками на отдельные зоны, при этом средства подвода стерильного воздуха в них состоят из расположенных в зонах барботеров, а переливные трубы укреплены в них попарно и их выходные участки расположены выше барботеров, причем емкость, из которой отводится культуральная жидкость, снабжена циркуляционным трубопроводом для непрерывного перетока последней из ее средней зоны в зону подачи питательной среды другой емкости, а также установленной в ней вертикально переливной перегородкой высотой 0,6 - 0,7 высоты емкости для отделения зоны отвода культуральной жидкости из зон выращивания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии, а более точно - аппарату для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов

Изобретение относится к области биотехнологии и касается аппаратов для культивирования клеток тканей или микроорганизмов в суспензиях

Изобретение относится к микробиологической, биотехнологической, медицинской, химико-фармацевтической, пищевой и косметической промышленности и может быть использовано для культивирования микроорганизмов, культуры клеток тканей, проведения химических реакций, получения многокомпонентных гомогенных и гетерогенных смесей

Изобретение относится к способам культивирования микроорганизмов, в частности дрожжей и устройствам для их осуществления

Изобретение относится к микробиологической промышленности

Аэратор // 2048459
Изобретение относится к средствам для насыщения жидкости газом и может быть использовано в водном хозяйстве и очистных сооружениях, а также в микробиологической и химической промышленности

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности, в частности к дрожжерастительным аппаратам

Изобретение относится к производству кормовых дрожжей на гидролизных или сульфитно-щелоковых средах и предназначено для использования в гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности

Изобретение относится к способам замедления биохимических, химических и других процессов, идущих за счет электромагнитного взаимодействия

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к оптическим биосенсорам, и может использоваться, например, для контроля качества воды

Изобретение относится к ферментационным установкам, используемым в НИИ и на предприятиях микробиологического, медицинского, биохимического, фармацевтического и пищевого профилей
Изобретение относится к области физических воздействий на биообъекты

Изобретение относится к области аппаратуры для научных электрофизиологических исследований и может использоваться в биологии, биофизике, медицине, физиологии для изучения действия лекарственных препаратов и биологически активных веществ на отдельные клетки

Изобретение относится к области аппаратуры для научных электрофизиологических исследований и может использоваться в биологии, биофизике, медицине, физиологии для изучения действия лекарственных препаратов и биологически активных веществ на отдельные клетки

Изобретение относится к биотехнологии, а более точно - аппарату для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов

Изобретение относится к устройствам для культивирования микроорганизмов группы анаэробов и микроаэрофилов

Изобретение относится к области утилизации жидкого помета на птицефабриках с клеточным содержанием птицы с последующей выработкой биогаза, биоудобрений, белково-витаминной добавки (БВД) и дейтерия для термоядерных реакторов
Наверх