Аппарат для аэробного выращивания микроорганизмов

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯ и ЙАФСИ1У (61) Дополнительный к патенту—

Союз Советских

Социалистических

Республик ц882415 (Я) М. Кл.

3 (22) Заявлено 3107,78 (21} 2052 190/28-13/

264 1652/28-13 (23) Приоритет 1705.76 (32) С 12 M 1/02

Государственный комитет

СССР по делам иэоорвтеннй и открытий (31) (33) Опубликовано 15.1 1.81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 151181 (53) yg1K,663.14..О32(088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Ханс Мюллер (Швейцария) . 1.

Иностранец

Ханс Мюллер (Швейцария) (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ АЭРОБНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к аппаратам для выращивания микроорганизмов с большим выделением тепла, таких как бактерии, дрожжи, грибки, водоросли.

Процесс роста и обмена веществ сопровождается у многих видов микроорганизмов значительным выделением тепла, которое следует отводить для того, чтобы предотвратить повышение температуры выше той, при которой микроорганизмы могут продолжать свою нормальную жизнедеятельность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для аэробного выращивания микроорганизмов, содержащий емкость с соосно установленной циркуляционной обечайкой, в средней цилиндрической части которой встроен кожухо-трубчатый теплообменник, и размещенное под обечайкой устройство для перемешивания и аэрации культуральной жидкости Г1 .

Однако этот аппарат обладает низкой производительностью.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата.

Для достижения этой цели в аппарате для аэробного выращивания микроорганизмов, содержащем емкость с соосно установленной циркуляционной обечайкой, в средней цилиндрической части которой встроен кожухо-трубчатый теплообменнмк, и размещенное !

О под обечайкой устройство для перемешивания и аэрации культуральной жид" кости, отношение расстояния от стенки обечайки до стенки емкости к диаметру обечайки в цилиндрической ее

15 части составляет от 1/3 до 1.

На фиг.! и 2 показан аппарат для. аэробного выращивания микроорганизмов, поперечный разрез, варианты выполнения, на фиг.3 - циркуляционная обечайка с размещенным в ней пучком теплообменных труб, на фиг.4 — предлагаемое устройство, эскиз.

Аппарат для аэробного выращивания об микроорганизмов содержит емкость 1 с

3 8 соосно установленной в ней циркуляционной обечайкой 2, под которой размещено устройство 3 для перемешивания и аэрации. В средней цилиндрической части циркуляционной трубы встроен кожухо-трубчатый теплообменник 4.

Для ввода охлаждающего агента предназначен патрубок 5, а для выводапатрубок 6. Аппарат снабжен двигателем 7 и механическим пеногасителем

8. Устройство 9 для подсоса воздуха самовсасывающего типа сообщено с патрубком 10 для подвода воздуха и установлено в сужающейся трубе, выполненной, например, в виде трубы

Вентури 11, соединенной с цилиндрической частью циркуляционной обечайки 2. Устройство 9 может быть расположено как над цилиндрической частью обечайкя 2, так и под ней, непосредственно под устройством 3 для перемешивания и аэрирования."

В качестве охлаждающего агента можно испольэовать как воду, так и любое другое охлаждающее вещество., Кооме того. теплообменник 4 может работать как испаритель. В этом слу". чае в качестве охлаждающего агента используют, например, аммиак или фреон, за счет испарения которых можно осуществлять отвод значительного количества тепла.

Диаметр цилиндрической части циркуляционной обечайки обеспечивает оптимизацию среднего времени выдержки воздушного пузырька определенного диаметра в системе обработки газом.

На фиг.4 обозначено

R — диаметр емкости, r - диаметр цилиндрической части циркуляционной обечайки, Н - высота столба жидкости в емкости 1, м.

Если объем ферментера составляет

ТR - Н и одна циркуляция совершается за Т секунд,то получается поток насоз е

Скорость жидкости в наружном круговом кольце ферментера равна

= V 1 IIIItI I М/СЕК. гколью .

Так как «« 0 = 7k -1I!x

4 то y„, " ВВЕРХ т(,1-1 ) К этому прибавляется скорость подъема воздушного пузырька

Ч

+Ч (вввРхиеььрек1 Т(1- )

Аналогично скорость спуска воздушного пузырька в центральной трубе

V

Вниз(пузырек) Т g < ь

Т ввеРх(п) зырек)и Твниъ(щзь1рек) вычисляют следующим образом:

Н ввеРх(пуЗыРЕк) у ввЕРх (пузырек) Н

ВИиъ(мзыРек) \/вниз(п вниъ(пузырек)

После подстановки получаем

Т

„ЧВТ „ тзВни(пЗзь р Ек)

25 а.

Мвт

И

При среднем времени обращения одного воздушного пузырька до отдачи кислоо аТ =Т +T

Рода q Òüâåðx(ï)IçüI(åê) вниз(п)зыРек)следУет

=T

1-у

+ " 2

tOt(n)ISbiPeX.) VB T

g+ (4 т т,е. время полной циркуляции воздушного пузырька.

Получается, что длительность пре-.

35 бывания воздушного пузырька должна избираться с таким расчетом, чтобы пузырек оставался в жидкости до тех пор, пока он не отдаст большую чань своего кислорода среде путем диффу40 эии. Это достигают тем, что во время перекачки Т высоту циркуляционной обечайки Н и отношение диаметра цилиндрической части циркуляционной обечайки r к диаметру емкости R

45 взаимно подбирают так, чтобы создать оптимальные условия. При этом оказывается, что полезная зона между стенкой циркуляционной обечайки 2 и стенкой емкости 1 составляет от 1/) до

50 1,0 диаметра обечайки 2, предпочтительно 3 = 0,33-0,6

При таких значениях f"oáåñïå÷èâàется оптимальная длительность выдержки воздушных пузырьков, иначе говоря, обеспечивается оптимальное использование кислорода, содержащегося в воздушных пузырьках.

8824

Благодаря увеличенному времени пребывания воздушных пузырьков можно лучше использовать введенный вместе с воздухом кислород, быстро отвести большие количества тепла и сэкономить охлаждающийся агент.

Формула изобретения

15 6 чатый теплообменник, и размещенное под обечайкой устройство для перемешивания и аэрации культуральной жидкости отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, отношение расстояния от стенки обечайки до стенки емкости к диаметру обечайки в цилиндрической ее части составляет от 1/3 до 1.

Аппарат для аэробного выращивания о микроорганизмов, содержащий емкость с соосно установленной циркуляционной обечайкой, в средней цилиндрической части которой встроен кожухо-трубИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

W 371271, кл. C 12 8 1/10, 1969.

Составитель И.Шалабина

Редактор М. Циткина Техред М. Рейвес Корректор Н. Швыдкая

Заказ 10009/88 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, А