DE2127747C3 - Vorrichtung für die Fermentation heterotropher Mikroorganismen und Algen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Fermentation heterotropher Mikroorganismen und Algen, insbesondere für die Pharma-, Gärungs- und Lebensmittelindustrie, wobei außerhalb des die Kulturflüssigkeit enthaltenden Flüssigkeitsgefäßes ein Ejektor angeordnet ist und zwischen dem unten liegenden Abschnitt des Flüssigkeitsgefäßes und dem Ejektor-Eintritt eine Verbindung besteht, über die dem Ejektor Kulturflüssigkeit als Treibmittel zur selbständigen Luftansaugung unu Luftverteilung zugeführt wird.

Fermentationsvorrichtungen diesen vor allem der Erzeugung von Algen- und Petroprotein für die menschliche und tierische Ernäh ung sowie der Herstellung von Aminosäuren, Vitaminen, Enzymen, Steroiden, Antibiotika und dergleichen.

Der Technik ist eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Vorrichtungen für die Fermentation heterotropher Mikroorganismen bekannt, die als Blasensäulen-Fermenter, Rühr- oder Luftstrahlfermenter und Fermenter mit Rotationslüftern bezeichnet werden.

Weiterhin sind Fermenter bekannt, bei denen der Luftsauerstoff nicht über bewegte oder ruhende Luftverteilungseinrichtungen mit der Kulturflüssigkeit in Lösung gebracht wird, sondern durch Bewegen der Kulturflüssigkeit selbst, und zwar durch Schütteln, Drehen oder Rühren.

Die konstruktiv einfach aufgebauten Fermenter, wie z. B. die Blasensäulen-Fermenter, sind vor allem mit dem Nachteil nicht befriedigender Wirksamkeit behaftet. Diesen Nachteil weisen die mit Rotationslüftern ausgestatteten Fermenter zwar nicht auf, sind dafür jedoch wesentlich aufwendiger, da größere Luftkompressoren und Antriebsmaschinen eingesetzt werden müssen. Bei Fermenter-Bauarten mit beweglichen, von außen angetriebenen Teilen besteht darüber hinaus immer die Gefahr, daß infolge Verschleiß und Undichtigkeiten Verunreinigungen in die Kulturflüssig- keil gelangen und die darin enthaltenen Mikroorganismen infizieren.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 42 820 ist bereits eine Fermentations-Vorrichtung der eingangs genannten Gattung bekannt, welche innerhalb des die Kulturflüssigkeit enthaltenden Gefäßes weder feste Einbauten, wie Strahlrohre, noch bewegliche Teile, wie beispielsweise Drehflügel oder Rotationslüfter, auf

weist. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden die ggf. erforderlichen Zusatzstoffe über ein Zulaufrohr zugeführt, welches mit dem in den Ejektor einmündenden Luftansaugrohr in Verbindung steht. Die Zusatzstoffe gelangen daher unter Einwirkung der angesaugten Luft in den die Ejektordüse abschließenden Raum, d. h. sie werden zunächst nur mittelbar von der als Treibmitte] dienenden Kulturflüssigkeit erfaßt Die bekannte Fermentations-Vorrichtung bietet daher keine Gewähr für eine gute Durchmischung der zugeführten Zusatzstoffe und für eine optimale Luftausnutzung und Luftverteilung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine trotz einfachen Aufbaus wirksame Vorrichtung zur Fermentation heterotropher Mikroorganismen zu entwickeln, welche die soeben geschilderten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist

Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Austritt des Ejektors unter Zwischenschaltung einer Mischkammer, in welche Nährlösung und Nährsalze eingebracht werden, mit dem Flüssigkeitsgefäß oberhalb des Kulturflüssigkeitsspiegels verbunden ist

Die Anordnung der Mischkammer zwischen dem Austritt des Ejektors und dem Flüssigkeitsgefäß hat zur Folge, daß eine gute Durchmischung der zugeführten Nährlösung und Nährsalze sowie eine optimale Luftausnutzung und Luftverteilung erreicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel.s im einzelnen erläutert.

Die Fermentations-Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem die Kulturflüssigkeit 2 enthaltenden Flüssigkeitsgefäß 1, dem Ejektor 3 und der diesem nachgeschalteten Mischkammer 4. Das Flüssigkeitsgefäß 1 weist einen dicht verschließbaren Deckel 5 und ein abgeschlossenes Mannloch 6 auf. Der unten liegende Abschnitt des Gefäßes ist über eine Leitung 7 mit dem Ejektor-Eintritt 3' verbunden. Eine stufenlos regelbare Pumpe 8 fördert Kulturflüssigkeit in den Ejektor, wodurch selbständig Luft angesaugt wird. Diese wird, bevor sie durch einen Ansaugstutzen 10 in den Ejektor eintritt, in einem Filter 9 gereinigt.

Der Ejektor-Austritt 3" steht in Verbindung mit der Mischkammer 4, in die über Leitungen 11 Nährlösung und Nährsalze eingebracht werden können. Die Mengenverhältnisse der über die Leitungen 11 zugeführten Stoffe sind mittels Ventilen 12 beeinflußbar.

In der Mischkammer 4 findet eine gute Durchmischung sämtlicher Bestandteile statt, bevor die auf diese Weise gebildete Kulturflüssigkeit über einen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Anschluß 13 in das Flüssigkeitsgefäß 1 gelangt.

Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Überdrucks, der das Eindringen von Verunreinigungen verhindert und damit die für die Mikroorganismen bestehende Infektionsgefahr vermindert, ist am Flüssigkeitsgefäß 1 ein Überdruckventil 14 angeordnet. Die überschüssige Luftmenge wird entweder wieder dem Filter 9 zugeführt oder unmittelbar in die Umgebung abgeblasen.

Das Fliissigkeitsgefäß 1 steht über einem pumpenbetriebenen Kreislauf 15 mit einem Plattenkühler 16 in Verbindung. In diesem wird die bei der Fermentation frei werdende Wärme von dem Kühlwasser-Kreislauf 17 aufgenommen und nach außen abgeführt.

In Abänderung der in der Zeichnung dargestellten Ausführung kann die Fermentations-Vorrichtung selbst-

verständlich auch mit mehreren Ejektoren ausgestattet sein, wodurch ihre Betriebssicherheit erhöht und die Betriebskosten gesenkt werden können.

Es ist selbstverständlich außerdem möglich und vorteilhaft, für die Durchmischung der Nährlösung zusätzlich eine besondere Mischwirbelkammer vorzuse

Zur Beeinflussung der Bewegung der Flüssigkeit und damit zur Verbesserung der Luftausnutzung kann das Flüssigkeitsgefäß 1 im unteren Teil oberhalb seines Bodens selbstverständlich mit einem Zylinder für die Strömungsführung ausgestattet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung für die Fermentation heterotropher Mikroorganismen und Algen, insbesondere für die Pharma-, Gärungs- und Lebensmittelindustrie, wobei außerhalb des die Kulturflüssigkeit enthaltenden FlüssigkeitsgefäBes ein Ejektor angeordnet ist und zwischen dem unten liegenden Abschnitt des FlüssigkeitsgefäBes und dem Ejektor-Eintritt eine Verbindung besteht, über die dem Ejektor Kulturflüssigkeit als Treibmittel zur selbständigen Luftansaugung und Luftverteilung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt (3") des Ejektors (3) unter Zwischenschaltung einer Mischkammer (4), in weiche Nährlösung und Nährsalze eingebracht werden, mit dem Flüssigkeitsgefäß (1) oberhalb des Kulturflüssigkeitsspiegels verbunden ist