Аппарат для культивирования микроорганизмов

 

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

3796II

Саяз Советскими

Социалистическил

Ро:чублии

Зависимое от авт. свидетельcrea ¹

Заявлено 29, т 1.1971 (№ 1675992/28-13) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.1V.1973. Бюллетень № 20

М. Кл. С 12Ь 1,"10

Комитет IIn делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СС Р

УДК 663.14.033.2 (088,8) Дата опубликования описания 7.Л11.1973

Авторы изобретения

У. Э. Виестур, И, A. Стурманис, И. Я. Краузе, А. К. Седвалдс, В. Э. щербак, A. В, Надеждина, А. A. Лацар, Б. И. Токарев и А. П. Лавров

Институт микробиологии им. А, Кирхенштейна

Заявитель

АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИ В И РОВАН ИЧ МИ КРООРГАН ИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость, разделенную перфорированными тарелками на секции, трубки, расположенные под соответствующей тарелкой, систему подвода воздуха и циркуляционную систему, включающую трубопроводы и пеногаситель.

Целью изобретения является интенсификация процесса массообмена в аппарате.

Достигается это тем. что предлагаемый аппарат снабжен рядом дополнительных трубок, расположенных также под тарелками, при этом все трубки имеют различную длину, и над ними установлены клапаны, а под ними— диски.

Диски и клапаны относительно трубок установлены на расстоянии не превышающем диаметра самих трубок; каждый клапан выполнен в виде стакана, свободно надетого на кольцо, и связан с трубкой при помощи стержня. Количество наиболее длинных трубок под каждой тарелкой увеличивается сверху вниз, а коротких — снизу вверх. Длину трубок выбирают в зависимости от межтарельчатого расстояния, и она преимущественно равна: длинных 0,6 — 0,8; средшгх 0,06 — 0,4; коротких

0,01 — 0,03.

Трубки целесообразно располагать таким образом, чтобы оси трубок равной длины были смещены одна относительно другой, а и аппаратах большой емкости, имеющих !О и более тарелок, наиболее длинные трубки целесообразнее расположить так, чтобы их оси на смежных тарелках совпадали, образуя при этом вертикальный сливной канал по всей высоте аппарата.

На фиг. 1 схематично изображен предла10 гаемый аппарат для культивирования микроорганизмов, разрез; на фиг. 2 — вариант аппарата большой емкости; на фиг. 3 — клапан, общий вид; на фпг. 4 — то же, в рабочем положении.

15 Предлагаемый аппарат состоит из вертикальной закрытой цилиндрической емкости 1 с коническим днищем, сообщенным с системой

2 подвода воздуха. Внутри цилиндрической емкости 1 по всей высоте установлены перфо20 ривованные тарелки 8, прикрепленные к стенкам. Тарелки могут быть плоскими, коническими, сферическими или эллипсоидными. Отверстия в них могут иметь форму равностороннего треугольника или повторять попереч25 ное сечение емкости.

Под каждой тарелкой 8 установ.1ены трубки 4 — б различной длины. Короткие трубки 4 имеют длину 0,01 — 0,03; средние 5 — 0,06 — 0,4; длинные б 0,6 — 0.8 межтарельчатого расстоя30 ция, Под нижними концами трубок, распо10 3796i i

>иены защитны! . д!!ски / с образован!!е1! зазора не более диаметра трубки. Количество длинных трубок 6 на каждой тарелке 3 увеличивается снизу вверх, а коротких трубок

4 — сверху вниз по высоте аппарата.

Оси турбулизационных трубок 4 — 6 на смежных тарелках 8 смещены одна относительно другой.

Над каждой трубкой установлены клапаны

8. Каждый клапан представляет собой стакан с перфорированными стенками и дном 9, свободно надетый на кольцо 10. Кольцо 10 и трубки 4 — 6 связаны стержнями 11.

Аппарат снабжен выносным пеногасителем

12 с циркуляционной трубой 18. В качестве пеногасителя можно использовать циклон;

Присоединенный к верхнему концу циркуляционной трубы 18 и к крышке цилиндрической емкости 1.

Аппарат работает следующим образом, Внутреннюю поверхность аппарата стерилизуют. Смесь компонентов питательной среды готовят в отдельных емкостях или непосредственно в аппарате до его стерилизации. Для перемешиванпя смеси используют воздух, подаваемый в аппарат компрессором. Если смесь компонентов готовят непосредственно в аппарате, то »о окончании приготовления весь аппарат стерилизуют острым паром. Пар подают в соответствующие рубашки и продувают его через все трубопроводы. Пар можно направлять непосредственно в аппарат, если питательная среда от действия пара не меняет свои физико-химические свойства. При составлении смеси вне аппарата перед подачей в аппарат ее стерилизуют.

Через посевной штуцер в аппарат вводят чистую культуру микроорганизмов, затем подают воздух, поддер>кивают определенную температуру и другие параметры, определяемые выбранным режимом ферментации.

Попадая в ферментируемую жидкость, воздух диспергируется, при этом образуется восходящий поток смеси жидкость — воздух. По мере подъема потока происходит укрупнение пузырьков. Однако этою!у препятствуют перфорированные тарелки 8, ударяясь о которые, смесь частично разделяется, при этом воздух через отверстия в тарелках попадает в вышележащие слои ферментируемой жидкости в виде мелких пузырьков; часть жидкости остается, а часть ее поднимается вместе с воздухом в виде тумана.

Между смежными тарелками 8 пространство полностью заполнено пеной (воздушножидкостной эмульсией) в зависимости от способности пенообразования среды.

Жидкая фаза с частью воздуха из вышеле>кащего пространства стекает по длинным турбулизационным трубам 6 в нижележащее.

С нарастанием нагрузки по аэрирующему воздуху воздушно-жидкостная эмульсия из нижележащего пространства между тарелками поднимается в вышеле>кащее по трубкам

4 и Б, тем бо:!ее длинным, чс!! бо;!ьше нагрузка по газу. fHK как трубки 4 — 6 не имеют переливного порога, а также вследствие того, что между ними и смежной тарелкой 3 имеется зазор, в межтарельчатом пространстве не происходит сепарации смеси жидкость †возд, а образуется воздушно-жидкостная эмульсия.

Защитные диски 7 предотвращают прямое попадание в трубки воздушных пузырьков.

Для дополнительного дробления пузырьков воздуха, поднимающихся по трубкам 4 — 6, над ними установлены подвижные газодробители — клапана 8, всплывающие по мере нарастания нагрузки по воздуху на тарелку 3.

При выходе воздуха через стакан 9 с перфорированными стенками воздух диспергируется.

Для высоких аппаратов большой емкости (100 м и более) вдоль стенок-образуют-вертикальный канал перемешивания, располагая длинные турбулизационные трубки одна над другой.

Количество и длина турбулизационных трубок 4 — 6 на каждой тарелке 8 зависит от нагрузки и вариации по воздуху.

Таким образом, за счет установки трубок в аппарате полностью перемешиваются ферментируемая жидкость, вследствие чего интенси()>ицируется массообмен между культуральной жидкостью и воздухом.

Предмет изобретения

1. Аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость, разделенную перфорированными тарелками на секции, трубки, располо>кенные под соответствующей тарелкой, приспособление для подвода воздуха и циркуляционную систему, вклгочающун. трубопроводы и пеногаситель, отличающийсл тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, аппарат снабжен рядом дополнительных трубок, расположенных также под тарелками, при этом все трубки имеют различную длин!у, и над ними установлены клапаны, а под ними — диски.

2. Аппарат по п. 1, orëè÷à!oùèéñÿ тем, что диски и клапаны относительно трубок установлены на расстоянии не превышающем диаметра самих трубок.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый клапан выполнен в виде стакана, свободно надетого на кольцо, и связан с трубкой при помощи стер>кней.

4. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что количество наиболее длинных трубок под каждой тарелкой увеличивается сверху вниз, а коротких — снизу вверх.

5. Аппарат по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что длину трубок выбирают в зависимости от межтарельчатого расстояния. б. Аппарат по пп. 1 — 5, отличающийся тем. что трубки располо>кены в таком порядке, при котором оси трубок равной длины смещены одна относительно друго!!.

379611

7. Аппарат по пп. 1 — 5, от гичаюигийся тем, что наиболее длинные трубки расположены в таком порядке, при котором их оси на сме>кных тарелках совпадают, образу» вергикальный сливной канал по всей высоте аппарата.

379611

Фиг. Ф

Фиг. У

Составитель T. Полянская

Текрсд Л. Грачева

Корректор Л. Царькова

Редактор М. Аникеева

Заказ 2148/3 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Ко:ппета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2