Ан ссср

 

366 2I8

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соаэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.1Ч.1971 (№ 1644737/28-13) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16 1.1973. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 16.IV.1973

М. Кл. С 12b 1/10

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Соеете Министров

СССР

УДК 633.14 032(088.8) Л вторы изобретения

Заявитель

Б. И. Смолин и В. В. Анненков

Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения

АН СССР

1ч ECGiQЗЧАЯ т1! Й и 3-, . ..". т " . ч,й

БИБЛИО "." I:iÀ

АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к оборудованию для культивирования микроорганизмов с механическим перемешивающим приспособлением и пеногасителем.

Известны аппараты для выращивания микроорганизмов, выполненные в виде емкости с крышкой и центрально установленным вертикальным валом, на нижнем конце которого смонтирована турбина с отверстиями, лопаати, а вокруг вала концентрично установлены два диффузора, причем внутренний имеет перфорацию, выполненную напротив лопастей. Аппарат снабжен пеногасителем и аэрирующим устройством.

В известных аппаратах циркулирование культуральной жидкости и газов осуществляется по внешним замкнутым контурам, которые значительно отличаются от реального распределения потоков перемешиваемой жидкости и газа.

Недостатком таких аппаратов является малая степень диспергирования газа и жидкости и низкая интенсивность ферментации микроорганизмов.

Для интенсификации процесса массообмена в предлагаемом аппарате вал заключен в трубу, выполненную с отверстиями в верхней части для прохода газа и пены из наджидкостного пространства в нижнюю часть емкости, диффузоры имеют в осевом сечении криволинештучо форму, а лопасти имеют профиль, соответствующий профилю внутреннего диффузора.

Внутренний диффузор имеет форму однопо5 лостного гиперболоида вращения, а наружный — форму усеченного параболопда вращения с отбортовками в верхней и нижней частях, причем конец нижней отбортовки и отверстия турбины расположены на одном

10 уровне.

Лопасти установлены с возможностью вращения в направлении противоположном вращению турбины.

1s На чертеже схематически изображен предлагаемый аппарат. Он состоит из цилиндрической емкости с крышкой 2, механического пеногасителя 8, центрально установленного в емкости вертикального вала 4, заключенного

20 в трубу 5, выполпенную с отверстиями 6 в верхней части для прохода газа и пены из наджидкостн ого пространства в нижнюю часть емкости и снабженную лопастями 7 в нижней части. Кроме того, в аппарате имеют25 ся установленные концентрично валу внутренний перфорированный диффузор 8 и наружный диффузор 9, укрепленная на нижнем конце вала турбина 10, штуцер 11 для ввода газа па аэрацию, основание 12 и приводное устрой30 ство 18.

366218,Э

Внутренний диффузор 8 имеет форму фигуры вращения кривой второго порядка, например однополостного гиперболоида вращения, и выполнен с перфорацией в зонах расположения лопастей 7, Профиль последних соответствует профилю диффузора 8.

Наружный диффузор 9 имеет форму усеченного параболоида вращения с отбортовкой в верхней и нижней частях, причем конец нижней отбортовки находится на уровне отверстий турбины.

Работает аппарат следующим образом.

При вращении трубы 5 лопасти 7 захватывают потоки жидкости и выбрасывают их через перфорацию диффузора 8 в зону между диффузорами. При этом верхние лопасти 7 захватывают в основном потоки жидкости из верхней зоны аппарата, а нижние — и из верхней и из нижней, но из нижней в большей степени.

При вращении вала 4 турбина 10 своей верхней частью захватывает потоки жидкости, расположенные под нижними лопастями

7, и газы с пеной из верхней части аппарата через прорези в трубе 5 и выбрасывает газожидкостную смесь в зону, между диффузорами. Нижней частью турбина 10 захватывает потоки жидкости из нижней части аппарата, и газ, подаваемый на аэрацию через штуцер 11, и выбрасывает эту смесь в зону между диффузором 9 и стенкой емкости 1.

В результате имеет место многозонное интенсивное перемешивание культуральной жидкости с четко выраженными циркуляционными контурами.

В результате вращения лопастей 7 и турбины 10 в противоположные стороны имеется возможность стабилизировать нижний циркуляционный контур, что способствует замедлению всплытия пузырьков газа и, следовательно, лучшему усвоению его микроорганизмами.

Этому же способствует забор газа и пены турбипой 10 из верхней зоны.

В результате наличия перфорации в диффузоре 8 образуются малые циркуляционные контуры между диффузорами 8 и 9. Отбортовкой диффузора 9 газожидкостной поток, выбрасываемый турбиной 10, рассекается на два контура, а его сужение в верхней части стабилизирует малые циркуляционные контуры в зоне между диффузорами.

5 Выполнение диффузоров по форме фигур вращения кривых второго порядка способствует завихрению циркуляционных потоков и увеличению диспергирования газа в жидкость.

Таким образом, в аппарате обеспечено мно10 гозонное циркулирование жидкости и газа по внешним и внутренним контурам с высокой эффективностью перемешивания.

Предмет изобретения

15 1. Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость с крышкой, центрально установленный вертикальный вал, на нижнем конце которого укреплена турбина с отверстиями, лопасти, два концентрично уста20 новленных вокруг вала диффузора, внутренний из них имеет перфорацию, расположенную напротив лопастей, пеногаситель и аэрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообме25 па, вал заключен в трубу, в верхней части которой имеются отверстия для прохода газа и пены из наджидкостного пространства в нижнюю часть емкости, диффузоры имеют в осевом сечении криволинейную форму, а лопасти

30 имеют профиль, соответствующий профилю внутреннего диффузора.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что внутренний диффузор имеет форму однополостного гиперболоида вращения.

35 3, Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что наружный диффузор имеет форму усеченного пароболоида вращения с отбортовками в верхней и нижней частях.

4. Аппарат по пп. 1 — 3, отличающийся тем, 40 что наружный диффузор и турбина смонтированы таким образом, что конец нижней отбортовки наружного диффузора и отверстия турбины расположены на одном уровне.

5. Аппарат по пп. 1 — 4, отличающийся тем, 45 что лопасти установлены с возможностью вращения в направлении противоположном вращению турбины.

366218

Составитель T. Полянская

Редактор А. Бер

Техред T. Миронова

Заказ 948!! Изд. № 240 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Комнтета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Рауи1ская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Корректоры: Е. Миронова и Л. Новожилова