DE2243003C3

DE2243003C3 - Apparat zum Zuchten von Mikroorganismen

Info

Publication number: DE2243003C3
Application number: DE19722243003
Authority: DE
Inventors: Valerij Ivanovitsch Angarsk Irkutskoj Oblasti Bojko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1972-09-01
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2243003A1; DE2243003B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zum Züchten von Mikroorganismen mit einem Deckel versehenen Behälter, in dem konzentrisch ein Zylinder in einem Abstand vom Boden des Behälters und von dessen Innenwänden unter Bildung eines Durchgangs für die Kulturflüssigkeit aus der Zentralzone in den Ringraum zwischen den Zylinder und dem Behälter befestigt ist, im Ringraum zwischen dem Zylinder und der Wandung des Behälters Vorrichtungen zum Rühren und Belüften der Kulturflüssigkeit angeordnet sind und Rohrleitungen für die Zufuhr des Belüftungsmittels und der Nährkomponenten in dem Behälter.

Es ist ein Apparat zum Züchten von Mikroorganismen bekannt (DT-PS 22 02 445). Dieser bekannte Apparat weist jedoch den Nachteil auf, daß bei Vergrößerung seiner Abmessungen zur Erhöhung der Leistung das Medium entmischt und die Nährstoffe ungleichmäßig verteilt werden. Das Medium wird mit dem verbrauchten Belüftungsmittel mitgerissen, und das Medium wird innerhalb des gesamten Volumens ungleichmäßig durchmischt und belüftet. Dies führt zur Verschlechterung des Stoffaustausches und zur Verminderung des Wirkungsgrades des Apparates.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Apparat zum Züchten von Mikroorganismen zu schaffen, der die Möglichkeit einer Entmischung des Kulturmediums ausschließt, eine gleichmäßige Verteilung der Nährstoffe, ein minimales Mitreißen des Mediums mit dem verbrauchten Belüftungsmittel sowie eine gleichmäßige Wirbelbewegung und eine gute Belüftung des Kulturmediums gewährleistet, so daß schließlich eine im Vergleich zu bekannten Apparaten höhere Leistung erzielt wild.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Apparat dadurch gelöst, daß an der vertikalen Achse des Zylinders ein Rohr zum Vermischen der in diesem Rohr enthaltenen Nährkomponenten angebracht ist, dessen oberes Ende in Form eines Trichters ausgeführt und mit fiir die Zufuhr von Nährkomponenten bestimmten Rohrleitungen verbunden ist, wobei das untere Ende des Rohres eine im Abstand vom Boden des Behälters angeordnete, einen zur gleichmäßigen Verteilung der Nährkomponenten über den Querschnitt des Behälters dienenden Ringspalt bildende Umbördelung aufw eist.

Der Apparat kann derart praktisch beliebig vergrößert werden, wobei trotzdem die bei Vergrößerung des bekannten Apparates auftretende Nachteile vermieden werden können.

Es ist vorteilhaft, wenn er zusätzlich mit einer Vorrichtung zum Auffangen der Tropfen der Flüssigkeit aus dem verbrauchten Belüftungsmittel versehen ist, die mit dem oberen Teil des Behälters leitungsverbunden und unmittelbar über dem die Flüssigkeitstropfen in das *o Rohr abfließen lassenden Trichter angeordnet ist.

Es ist günstig, wenn zusätzlich am Deckel des Behälters mit mechanischen Schaumdämpfen versehene Buchsen angeordnet sind, die mit der Vorrichtung zum Auffangen der Flüssigkeitstropfen aus dem Verbrauches ten Belüftungsmittel leitungsverbunden sind.

Es ist zweckdienlich, wenn die Vorrichtungen zum

Rühren und Belüften mit mehrstufig angeordneten Rührern versehen sind. Es ist förderlich, wenn durch die Sammler und Ableitungen den Vorrichtungen zum Rühren und Belüften Belüftungsmittel zuführbar sind.

Der erfindungsgemäße Apparat kann selbstverständlich mit Erfolg zum Züchten von Mikroorganismen auf verschiedenen Kohlenwasserstoffmedien, z. B. flüssigen Paraffinen, Dieselöl, gasförmigen Kohlenwasserstoffen und auf anderen Medien verwendet werden, die Kohlenhydrate enthalten, z. B. Melasse, Holzhydrolysate usw. Außerdem kann der erfindungsgemäße Apparat selbstverständlich zum Züchten von Mikroorganismen auf Hydrolysaten verwendet werden, die aus Abfällen der landwirtschaftlichen Produktion hergestellt werden, sowie auch auf Sulfitlaugen, die bei der Papierherstellung anfallen.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es *>■> zeigt

Fig. 1 ein grundsätzliches Schema eines Apparates zum Züchten von Mikroorganismen im Längsschnitt, F i g. 2 den Schnitt nach der Linie 11-11 gemäß Fig. 1.

Der Apparat zum Züchten von Mikroorganismen ist in Form eines Behälters 1 (Fig. 1) mit einem Deckel 2 ausgeführt, in dem konzentrisch ein Zylinder 3 angeordnet ist, der in einem bestimmten Abstand von dem Boden 4 des Behälters 1 unter Bildung eines Durchganges für die Kühlflüssigkeit aus der Zentralzone in einem Ringraum befestigt ist, in dem längs einer Kreislinie Vorrichtungen 5 (Fig.2) zum Rühren und Belüften angebracht sind, wodurch ein vertikaler Zirkulationskreis hergestellt wird, der die Entmischung der Kulturflüssigkeit verhindert

Die Vorrichtungen S zum Rühren und Belüften sind mit mehrstufig angeordneten Rührern 6 versehen, die zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Wirbelbewegung und der Belüftung des Mediums im gesamten Volumen des Ringraumes an drehbaren Wellen 7 befestigt sind.

Im Zentrum des Apparates ist an der vertikalen Achse des Zylinders 3 ein Rohr 8 (Fi g. 1) angeordnet, das als Rührer zum Rühren der Nährkomponenten dient, wobei das obere Ende 9 dieses Rohres in Form eines Trichters ausgeführt und mit Rohrleitungen 10 zur Zufuhr der Nährkomponenten verbunden ist, während das untere Ende 11 eine Umbördelung 12 aufweist. Diese ist zur gleichmäßigen Verteilung der Nährstoffe über den Querschnitt des Behälters 1 in einem bestimmten Abstand vom Boden 4 des Behälters 1 unter Bildung eines Ringspalies 13 angeordnet

Im Apparat ist eine Vorrichtung 14 zum Auffangen von Flüssigkeitstropfen aus dem verbrauchten Belüftungsmittel vorgesehen, die mit dem oberen Teil des Behälters 1 leitungsverbunden und unmittelbar über dem als Trichter gestalteten oberen Ende 9 des Rohres 8 angebracht ist durch welchen die Flüssigkeitstropfen in das Rohr 8 fließen. Am Deckel 2 des Behälters 1 sind Buchsen 15 angeordnet die mit mechanischen Schaumdämpfern 16 versehen sind. Durch die Buchsen 15 der Schaumdämpfer 16 ist der obere Teil des Behälters mittels Rohrstutzen 17 mit der Vorrichtung 14 zum Auffangen der Flüssigkeitstropfen aus dem verbrauchten Belüftungsmittel leitungsverbunden.

Der Behälter 1 ist außen mit Sammlern 18 zur Verteilung des Belüftungsmittels ausgestattet, die Ableitungen 19 aufweisen, durch welche sie mit den Rührern 6 jeder Vorrichtung 5 zum Rühren und Belüften verbunden sind.

Zur Abfuhr der Wärme, die von den Mikroorganismen während ihrer Lebensdauer entwickelt wird, ist der Apparat mit außerhalb desselben montierten (in der Zeichnung nicht dargestellten) Wärmeaustauschern ausgestattet die mit einer Rohrleitung 20 zur Entnahme der Kühlflüssigkeit durch eine Pumpe 21 verbunden sind. Dabei ist die Rohrleitung 20 für die Entnahme der Kulturflüssigkeit mit der Zentralzone des Apparates, und eine Rohrleitung 22 für die Rückführung der Kulturflüssigkeit aus den Wärmeaustauschern mit dem als Trichter gestalteten oberen Ende 9 des Rohres 8 des Rohres 6 verbunden.

Um die fertige Kühlflüssigkeit mit einem Mindestgehalt an Nährstoffen dem Apparat zu entnehmen und diese dann zu deren weiteren Verarbeitung zu übertragen, ist der Apparat mit einem Stutzen 23 versehen, der mit der innerhalb des Zylinders 3 liegenden zentralen Zone verbunden ist.

Der Apparat arbeitet folgendermaßen:

Der Apparat wird mit Flüssigkeit gefügt die alle

erforderlichen Nährstoffe enthält; dann werden in den Apparat Mikroorganismen einer Reinkultur eingeimpft die in einem gesonderten Apparat von kleineren Abmessungen aufbereitet wurden. Dann wird durch die Sammler 18 und Ableitungen 19 den im Apparat angeordneten Vorrichtungen 5 zum Rühren und Belüften Belüftungsmittel zugeführt Anschließend wird die Vorrichtung 5 zum Rühren und Belüften eingeschaltet und die Kulturflüssigkeit wird im gesamten Volumen des Ringraumes gleichmäßig und intensiv verwirbeh und belüftet wodurch ein intensiver Stoffaustausch zwischen der Kulturflüssigkeit und dem Belüftungsmittel erreicht wird.

Infolge einer hohen Gassättigung hat das turbulente Gas-Flüssigkeitsgemisch im Ringraum die Tendenz, von unten nach oben zu steigen. Nachdem die einen Teil des Schaumes mitführende Kühlflüssigkeit mit einer höheren Dichte die Oberfläche erreicht und vom Belüftungsmittel teilweise befreit ist gelangt sie in den Zylinder 3, tritt durch diesen von oben nach unten (wie in F i g. 1 der Zeichnung mit Pfeil »A« angegeben) mit einer hohen Geschwindigkeit hindurch und dann wieder durch die Zone des Ringraumes den Vorrichtungen 5 zum Rühren und Belüften zugeführt, wobei sie einen Zirkulationskreis (längs den Pfeilen »A-A«) bildet, wodurch eine Entmischung der Kulturflüssigkeit verhindert und eine bessere Verteilung der Biomasse über die gcnze Höhe des Apparates erreicht wird.

Die Nährkomponente, die durch die Rohrleitungen 10 dem als Trichter gestalteten oberen Ende 9 des Rohres 8 zugeführt werden, treten nach unten, vermischen sich während der Bewegung miteinander, und werden durch den Ringspalt 13 zwischen der Umbördelung 12 des Rohres 8 und dem Boden 4 des Behälters 1 gleichmäßig über den ganzen Querschnitt verteilt indem sie durch den zirkulierenden Strom der Kühlflüssigkeit mitgerissen werden.

Das verbrauchte Belüftungsmittel wird in den mechanischen Schaumdämpfern 16 vom Schaum befreit, aus denen es der Vorrichtung 14 zum Auffangen der Flüssigkeitstropfen zugeführt wird, welche unmittelbar über dem als Trichter gestalteten oberen Ende 9 des Rohres 8 angeordnet ist.

Die Flüssigkeitstropfen fließen durch den Trichter in das Rohr 8, während das vnn der Feuchtigkeit befreite Belüftungsmittel durch den im oberen Teil der Vorrichtung 14 angeordneten Stutzen 24 abgeleitet wird. Zur Abfuhr der Wärme, die während der Lebensdauer der Mikroorganismen entwickelt wird, wird für eine minimale Mitnahme des Belüftungsmittels, welches den Wärmeaustausch verschlechtert, ein bestimmtes Volumen der Kulturflüssigkeit der Zentralzone des Apparates entnommen und durch die Rohrleitungen 20, 22 mittels der Pumpe 21 über die außerhalb des Apparates angeordneten Wärmeaustauscher gepumpt, wonach dieses Flüssigkeitsvolumen in das als Trichter gestaltete obere Ende 9 des Rohres 8 zurückgeführt wird.

Durch den Stutzen 23, der mit der Zentralzone innerhalb des Zylinders 3 verbunden ist, wird die fertige Kulturflüssigkeit entnommen und ihrer weiteren Verarbeitung zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Apparat zum Züchten von Mikroorganismen mit einem mit einem Deckel versehenen Behälter, in dem konzentrisch ein Zylinder in einem Abstand vom Boden des Behälters und von dessen Innenwänden unter Bildung eines Durchgangs für die Kulturflüssigkeit aus der Zentralzone in den Ringraum zwischen den Zylinder und dem Behälter befestigt ist, im Ringraum zwischen dem Zylinder und der Wandung des Behälters Vorrichtengen zum Rühren und Belüften der Kühlflüssigkeit angeordnet sind und Rohrleitungen für die Zutuhr des Belüftungsmittels und der Nährkomponenten in dem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß an der vertikalen Achse des Zylinders (3) ein Rohr (8) zum Vermischen der in diesem Rohr enthaltenen Nährkomponenten angebracht Lt, dessen oberes Ende (9) in Form eines Trichters ausgeführt und mit für die Zufuhr von Nährkomponenten bestimmten Rohrleitungen (10) verbunden ist, wobei das untere Ende (11) des Rohres (8) eine im Abstand vom Boden des Behälters (4) angeordnete, einen zur gleichmäßigen Verteilung der Nährkomponenten über den Querschnitt des Behälters dienenden Ringspalt (13) bildende Umbördelung(12) aufweist.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich mit einer Vorrichtung (14) zum Auffangen der Tropfen der Flüssigkeit aus dem verbrauchten Belüftungsmittel versehen ist, die mit dem oberen Teil des Behälters (1) leitungsverbunden und unmittelbar über dem die Flüssigkeitstropfen in das Rohr (8) abfließen lassenden Trichter (9) angeordnet ist

3. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich am Deckel (2) des Behälters (1) mit mechanischen Schaumdämpfern (16) versehene Buchsen (15) angeordnet sind, die mit der Vorrichtung (14) zum Auffangen der Flüssigkeitstropfen aus dem verbrauchten Belüftungsmittel leitungsverbunden sind.

4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (5) zum Rühren und Belüften mit mehrstufig angeordneten Rührern (6) versehen sind.

5. Apparat nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Sammler (18) und Ableitungen (19) den Vorrichtungen (5) zum Rühren und Belüften Belüftungsmittel zuführbar sind.