DE2838635C3

DE2838635C3 - Apparatus for cultivating microorganisms

Info

Publication number: DE2838635C3
Application number: DE19782838635
Authority: DE
Inventors: Leonid Isaevič Golger; Kalust Akopovič Kalunjanc; geb. Matjušenko Raisa Gavrilovna Moskva Kozlova
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ BIOTECHNICESKIJ INSTITUT MOSKVA SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ BIOTECHNICESKIJ INSTITUT MOSKVA SU
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1978-09-05
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE2838635A1; DE2838635B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen.The invention relates to an apparatus for cultivating microorganisms.

Erfolgreich kann die Erfindung bei der Kultivierung von mikroskopjsphen Pilzen und Bakterien in poröser Schicht eines körnigen Kulturmediums, das eine Feuchtigkeit bis 70% besitzt, angewendet werden. Im Ergebnis des Prozesses wird eine Kultur erhalten, die Reste des Kulturmediums mit an ihnen liegenden Kolonien von Mikroorganismen enthält In der Kultur befinden sich eine Biomasse, ein Produkt des Metabolismus und biologisch aktive Stoffe, insbesondere Fermente.The invention can be successful in the cultivation of microscopic fungi and bacteria in porous A layer of granular culture medium with a humidity of up to 70% can be applied. in the The result of the process is a culture with the remnants of the culture medium lying on them Contains colonies of microorganisms. The culture contains a biomass, a product of metabolism and biologically active substances, especially ferments.

Es ist bekannt, daß zur Kultivierung von Mikroorganismen in der Schicht eines Kulturmediums, das beispielsweise aus sterilisierten und befeuchteten Weizen- bzw. Reiskleien besteht, in der Technologie der Gewinnung vom amylolytischen Fermenten Geräte in Form von Küvetten, Drehtrommeln und ortsfesten Sektionsapparaten Verwendung Finden.It is known that for the cultivation of microorganisms in the layer of a culture medium which consists for example of sterilized and moistened wheat or rice bran, in the technology of Extraction of amylolytic ferment devices in the form of cuvettes, rotating drums and stationary Finding Use of Section Apparatus.

Die Küvetten werden mit einer einige Zentimeter hohen Kulturmediumschicht zur Kultivierung von Mikroorganismen gefüllt und auf Gestellen in den Züchtungskammeni angeordnet. Die letzteren sind mit Luftleitungen ausgestattet, die mit einem Lüfter verbunden sind. Die Durchlüftung der wachsenden Kultur, die bei der Anzucht bestimmte Bedingungen hinsichtlich der Temperatur und Feuchtigkeit gewährleistet, sowie die Atmung erfolgen mittels der über eine Luftleitung zugeführten und durch die Kammer strömenden Luft Hierbei bewegt sich der Luftstrom parallel zur Oberfläche der Küvetten. Die Bedingungen des äußeren Wärme· und Stoffaustausches in den Züchtungskammern zwischen dem durchlüftenden Luftstrom und der wachsenden Kultur in der Kulturmedium· schicht lassen die Belegung der Kammer mit dem Kulturmedium nicht über 15-20% ihres Umfanges steigern, da andernfalls eine Überhitzung der Kultur und eine Inaktivierung der Fermente eintritt, was die Geschwindigkeit der Biosynthese herabsetzt. Außerdem geht der technologische Prozeß der Kultivierung von Mikroorganismen unter Bedingungen relativer Sterilität und unter Anwendung von Handarbeit vor sich.The cuvettes are covered with a layer of culture medium a few centimeters high for the cultivation of Microorganisms filled and arranged on racks in the breeding chambers. The latter are with Air ducts that are connected to a fan. Ventilating the growing Culture, which ensures certain conditions in terms of temperature and humidity during cultivation, as well as breathing are carried out by means of a Air supplied to the air line and flowing through the chamber. Here, the air flow moves parallel to the surface of the cuvette. The conditions of external heat and material exchange in the Cultivation chambers between the air flow and the growing culture in the culture medium layer leave the occupancy of the chamber with the culture medium not over 15-20% of its size otherwise the culture will overheat and the ferments will be inactivated, which will result in the Slows down the speed of biosynthesis. In addition, there is the technological process of cultivation of microorganisms under conditions of relative sterility and using manual labor themselves.

Zur Vergrößerung des Kulturertrages je Volumeneinheit hat man Apparate in Gestalt von Drehtrommeln (siehe F. Webb »Biochemische Technologie undApparatus in the form of rotating drums is used to increase the culture yield per unit volume (see F. Webb »Biochemical Technology and

mikrobiologische Biosynthese«, M, Medizin, 1969) entwickelt Die Trommel besitzt eine Luke zur Aufgabe des körnigen Kulturmediums. Längs der Trommelachse ist entlang der Trommel eine mit dem Lüfter verbundene Luftverteilungseinrichtung angeordnet, Ober welche die Durchlüftung des körnigen Kulturmediums erfolgt Die Drehung der Trommel führt zum Umschütten des Kulturmediums, wodurch der durchlüftende Luftstrom mit sich erneuernden Schichtoberflächen kontaktiert wird, was den Wärme- und Stoffaustausch etwas verbessert Jedoch findet in der rotierenden Trommel eine chaotische Auflösung des Kulturmediums in Stückchen statt, deren Größe in sehr weiten Grenzen schwanken, weshalb es schwierig ist, gleiche Bedingungen des Wärme- und Stoffaustausches in der Schicht zu gewährleisten. Hinzu kommt eine erhebliche Verletzung der Ganzheit des Myzels infolge einer mechanischen Einwirkung der Trommelwände auf die Kultur. Die Gerätekosten, bezogen auf eine Einheit des Endproduktes sind, wie die Praxis ergab, hoch.microbiological biosynthesis «, M, Medicine, 1969) Developed The drum has a hatch to give up the granular culture medium. Along the drum axis an air distribution device connected to the fan is arranged along the drum, Through which the granular culture medium is aerated. The rotation of the drum leads to the Pouring over the culture medium, whereby the aerating air flow with renewing layer surfaces is contacted, which improves the heat and mass transfer somewhat. However, it takes place in the rotating Drum a chaotic dissolution of the culture medium into pieces instead, the size of which is very wide Limits fluctuate, which is why it is difficult to maintain the same conditions of heat and material exchange in the Ensure layer. In addition, there is a significant violation of the entirety of the mycelium as a result of a mechanical effect of the drum walls on the culture. The device costs, based on one unit of the End products are, as practice has shown, high.

Bekannt ist ein anderer Apparat mit vergrößertem Kulturertrag je Volumeneinheit der ein ortsfestes vertikales Gefäß aufweist das in der Höhe durch horizontale perforierte Zwischenwände in Sektionen unterteilt ist (siehe S. P. Koloskov »Ausrüstungen der Betriebe der Fermentindustrie«, Moskau, Verlag »Pischtschevaja Promyschlennost«, 1969). Die Zwischenwände stellen gleichzeitig Auflagen für die Kulturmediumschicht und Luftverteilungselemente dar. Im vertikalen Gefäß sind eine Luke zur Aufgabe des körnigen Kulturmediums im oberen Teil und eine Luke zum Austrag der Kutlur im unteren Teil sowie Mittel zur Zu- und Ableitung der durchlüftenden Luft vorgesehen. Längs der Gefäßachse verläuft eine vertikale Welle, die mit Rührwerken ausgestattet sind. Die Zwischenwände sind im Gefäß zusammengesetzt ausgeführt Ihre Elemente sind in bezug auf eine horizontale Achse drehbar angeordnet so daß während der Aufgabe und der Anzucht alle Elemente eine geschlossene Zwischenwand bildea Nach Erreichen einer bestimmten Zeitperiode im Wachsen der Mikroorganismen nehmen die Elemente der Zwischenwand eine solche Stellung ein, bei der der Querschnitt des Gefäßes zum Umschütten der Kultur auf einer niedriger liegenden Zwischenwand frei wird. Die Drehung der Zwischenwandelemente erfolgt mittels eines Hebels, der mit den Achsen der Elemente und dem Antrieb verbunden ist, wobei der Hebel außerhalb des Gefäßes angebracht istAnother apparatus is known with an increased crop yield per unit volume of a stationary one The vertical vessel is divided into sections by means of horizontal perforated partitions is subdivided (see P. P. Koloskov "Equipment for factories of the fermentation industry", Moscow, publishing house »Pishchevaya Promyschlennost«, 1969). The partition walls also provide conditions for the Culture medium layer and air distribution elements. In the vertical vessel are a hatch for the task of granular culture medium in the upper part and a hatch to discharge the culture in the lower part as well as means for Intake and discharge of the ventilating air provided. A vertical wave runs along the axis of the vessel are equipped with agitators. The partitions are assembled in your vessel Elements are rotatably arranged with respect to a horizontal axis so that during the task and After cultivation, all elements form a closed partition a after a certain period of time has been reached In the growth of the microorganisms, the elements of the partition wall take on such a position, in which the cross-section of the vessel for pouring the culture on a lower partition becomes free. The partition wall elements are rotated by means of a lever that moves with the axes of the Elements and the drive is connected, the lever is attached outside of the vessel

Die zu kultivierende Schicht befindet sich in der Sektion auf der Zwischenwand und wird von einem sterilen Luftstrom durchlüftet, der durch die Perforation der Zwischenwand fließt, wodurch Bedingungen für einen konvektiven Wärm- und Stoffaustausch gleichzeitig im gesamten Volumen des Kulturmediums geschaffen werden, die zur Vergrößerung der Höhe dsr zu kultivierenden Schicht führen. Da jedoch das Wachsen der Kultur durch exotheime Summenreaktionen des Metabolismus und gleichzeitige Veränderung der Geometrie de» porösen Kulturmediumraums infolge des Auftretens der Mikrobenzüllen an den Teilehen des Kulturmediums begleitet wird, entstehen in der Schicht des körnigen Kulturmedium!; Stagnationszonen. Die Entstehung der Stagnationszonen ist mit einer lokalen Erhöhung des Widerstandes, gegen den Luftstrom verbunden, der die Ableitiingsgeschwindigkeit eier metabolischen Energie verringert. Dank der entwickelten physiologischen Wärme steigt die Temperatur bis auf den maximalen Wert, bei dem die Wachstumsgeschwindigkeit minimal ist Damit zu den Zonen mit Überhitzung ein duchlüftender Strom gelangen kann, wird mit einem Schaufelmischer umgerührt
Allerdings beeinträchtigt diese konstruktive Ausfüh-The layer to be cultivated is located in the section on the intermediate wall and is ventilated by a sterile air stream that flows through the perforation of the intermediate wall, creating conditions for a convective heat and material exchange simultaneously in the entire volume of the culture medium, which is used to enlarge the Height dsr lead to cultivated layer. However, since the growth of the culture is accompanied by exothermic cumulative reactions of the metabolism and a simultaneous change in the geometry of the porous culture medium space as a result of the appearance of the microbial fillings on the parts of the culture medium, in the layer of the granular culture medium !; Zones of stagnation. The formation of stagnation zones is associated with a local increase in resistance to the air flow, which reduces the rate of dissipation of metabolic energy. Thanks to the developed physiological heat, the temperature rises to the maximum value at which the growth rate is minimal. A paddle mixer is used to stir with a paddle mixer so that a ventilating current can reach the zones with overheating
However, this constructive execution impairs

rung des Apparates zur Kultivierung von Mikroorganismen optimale Bedingungen für das Wachstum in allen Sektionen, weil die Anordnung der Mischer in der. Sektionen auf einer gemeinsamen Welle bei nichtstationärem Wachstumsprozeß dazu führt daß beim Umrüh-tion of the apparatus for cultivating microorganisms optimal conditions for growth in all sections, because the arrangement of the mixers in the. Sections on a common shaft with a non-stationary growth process leads to the agitation

ren des Kulturmediums in einer Sektion, in der eine Stagnationszone entstanden ist eine mechanische Einwirkung auf die Kultur auch in jenen Sektionen staltrindet in denen keine Stagnationszonen vorhanden sind. Die zusätzliche mechanische Einwirkung verletzt die Ganzheit des Myzels Ober die erforderlichen Werte und setzt die Wachstumsgeschwindigkeit der Mikroorganismen herab.Ren the culture medium in a section in which a stagnation zone has arisen, a mechanical one Influence on the culture also in those sections staltrindet in which there are no stagnation zones are. The additional mechanical action violates the integrity of the mycelium and the required values and slows down the growth rate of the microorganisms.

Zur Steigerung der Wachstumsgeschwindigkeit der Mikroorganismen ist weiterhin ein Apparat zur Kultivierung von Mikroorganif .^en aus dem Urheberschein der UdSSR Nr. 5 39 S3S, bekanntTo increase the growth rate of the microorganisms there is still an apparatus for Cultivation of microorganisms by copyright of the USSR No. 5 39 S3S, known

Dieser Apparat enthält einen vertikalen zylindrischen Behälter mit einem oberen Fenster zur Aufgabe des besäten körnigen Kulturmediums und einem unteren Fettster zum Austrag der Kultur.This apparatus contains a vertical cylindrical container with an upper window for the discharge of the seeded granular culture medium and a lower fat window for discharging the culture.

Der Behälter ist in der Höhe durch horizontale Zwischenwände in Sektionen unterteilt von denen jede mit Stutzen zur Zu- und Ableitung von Gas versehen ist Jede Zwischenwand ist zusammengesetzt ausgeführt Ihre Elemente besitzen eine Perforation und sind faltbar so angeordnet daß während der Aufgabe des Kulturmediums alle Elemente eine geschlossene Zwischenwand bilden, während beim Austrag der Kultur die Elemente auf solche Weise gefaltet werden, daß der horizontale Querschnitt des Behälters zum Umschütten der Kultur nach unten frei wird. Das Falten der Zwischenwandelemente erfolgt mittels Hebeln, von denen jeder an einem Ende mit den Achsen der Zwischenwandelemente, an dem anderen aber mit einem Kraftzylinder verbunden ist der außerhalb des Behälters an dessen Außenwand angebracht ist Im Behälter sind in jeder Sektion Rührwerke vorgesehen, die in Form eines Systems von horizontalen und vertikalen Messern ausgeführt sind, welche an Führungen angebracht sind, die auf einer rotierenden Achse befestigt sind, die über ein Getriebe mit einem außerhalb der Sektion angeordneten Einzelantrieb verbunden istThe container is divided in height by horizontal partitions into sections, each of which is provided with nozzles for the inlet and outlet of gas. Each partition wall is assembled Its elements have a perforation and are foldable so that during the task of the Culture medium, all elements form a closed partition wall, while the discharge of the culture Elements are folded in such a way that the horizontal cross-section of the container for pouring the culture becomes free downwards. The partition wall elements are folded by means of levers, from each of which at one end with the axes of the partition wall elements, but at the other with a power cylinder is connected to the outside of the container is attached to the outer wall Im Containers are provided in each section, in the form of a system of horizontal and agitators vertical knives are carried out, which are attached to guides on a rotating axis are attached, which via a transmission with a single drive arranged outside the section connected is

Die zusammengesetzten ZwischenwandelementeThe assembled partition wall elements

so sind als Segmente ausgebildet jedes Segment ist auf der Achse fliegend befestigtare designed as segments, each segment is overhung on the axis

Im unteren Teil des Behälters befindet sich ein "/ender in Gestalt eines Schaufelmischers.
In den Behälter rieselt durch das obere Fenster auf die obere Sektion, bei der die Zwischenwaiidsegmente in diesem Augenblick eine horizontale lage einnehmen und einen geschlossenen Boden bilden, das mit deii Sporen der Mikroorganismen besäte Nährmedium herab. Infolge der Drehung des Rührwerks dieser Sektion wird das Kulturmedium eingeebnet und zu einer horizontalen Schicht geformt, deren Höh«j Dutzende von Zentimetern erreicht Nach einer bestimmten Wachstumszeit werden die Zwischenwandsegmente mit Hilfe des Hebel⁵· in die vertikale Lage gedreht. Das auf ihnen liegende Kulturmedium rieselt auf die Zwischenwand der niedriger liegenden Sektion herab, deren Segmente zu dieser Zeit einen geschlossenen Boden bilden. Danach werden die Zwischenwandsegmente derIn the lower part of the container there is an "/ ender" in the form of a paddle mixer.
In the container trickles through the upper window onto the upper section, in which the Zwischenwaiidsegmente take a horizontal position at this moment and form a closed bottom, the nutrient medium sown with the spores of the microorganisms down. Due to the rotation of the agitator this section, the culture medium is flattened and formed into a horizontal layer whose Hoh "j dozens of centimeters reaches the intermediate wall segments with the aid of the levers are rotated into the vertical position ⁵ · After a certain growth time. The culture medium lying on them trickles down onto the partition wall of the lower lying section, the segments of which form a closed base at this time. Then the partition wall segments are the

oberen Sektion in die horizontale Lage übergeführt. In die Sektion wird eine nächste Schicht von Kulturmedium aufgegeben. In ähnlicher Weise erfolgen die zyklischen Aufgaben, die Anzucht und die Umschüttung des Kulturmediums in allen übrigen Sektionen des Apparates.upper section transferred to the horizontal position. In the section is given a next layer of culture medium. The cyclical tasks, the cultivation and the pouring of the culture medium in all other sections of the Apparatus.

Die erforderlichen Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit in der zu kultivierenden Schicht sowie die Atmung der Mikroorganismen werden durch den durchlüftenden Luftstrom gewährleistet. Die Luft wird in die Sektionen durch den Stutzen unter die Zwischenwand eingeführt, strömt durch die Perforation und bewegt sich durch die Schicht des Kulturmediums, wobei sie Wärme von wachsenden Zellen aufnimmt und den Gasaustausch nach CO₂ und O2 gewährleistet. The necessary conditions with regard to temperature and humidity in the layer to be cultivated as well as the respiration of the microorganisms are guaranteed by the air flow. The air is introduced into the sections through the nozzle under the partition, flows through the perforation and moves through the layer of culture medium, absorbing heat from growing cells _{and ensuring gas exchange for CO 2} and O2.

Aus der unteren Sektion wird die Kultur durch das Fenster mit Hilfe des Wenders ausgetragen, der die erforderliche Schüttbarkeit des Kulturmediums gewährleistet, und zu den nachfolgenden technologischen Operationen weitergeleitet.From the lower section, the culture is carried out through the window with the help of the turner, which the required pourability of the culture medium ensured, and to the subsequent technological Operations forwarded.

Im bekannten Apparat ist der Belegungsfaktor mit dem Kulturmedium bis auf 50% gesteigert, es besteht aber eine Reihe von erheblichen Nachteilen. Die fliegende Befestigung der Segmente führt zur Bildung von Spalten zwischen den Segmenten unter der Belastung der Kulturmediumschicht, was zur Verschlechterung der Durchlüftung der Kultur führt. Die Breite der Segmente darf gemäß Steifheils- und F-'estigkeitsbedingungen nicht¹/* bis "Λ des Gefäßdurchmessers unterschreiten. Außerdem ist zur Unterbringung der Zwischenwandsegmente beim Falten während der Übergabe des Kulturmediums aus einer Sektion in die andere ein Raum erforderlich, der zur Anzucht nicht benutzt wird, was den Ausnutzungsgrad des Nutzvolumens verringert.In the known apparatus, the occupancy factor with the culture medium is increased to 50%, but there are a number of considerable disadvantages. The flying fastening of the segments leads to the formation of gaps between the segments under the load on the culture medium layer, which leads to the deterioration of the aeration of the culture. According to the stiffness and strength conditions, the width of the segments must not be less than ¹ / * to "Λ of the vessel diameter is not used, which reduces the degree of utilization of the useful volume.

Ferner werden die Perforationsmaße zum Durchtritt des Luftstroms in den Zwischenwandsegmenten unter der Bedingung des Nichtdurchrieselns der Teilchen des Nährmediums durch die Perforation gewählt. Somit darf der Nenndurchmesser der Bohrungen in den Segmenten die mittlere Teilchengröße nicht übersteigen. Die Verringerung des Durchmessers der Bohrungen bei Erhaltung des Querschnitts zum Luftdurchtritt ist mit technologischen Herstellungsschwierigkeiten verbunden, weil das Bohren dieser Bohrungen mit einem Durchmesser geringer als die Plattendicke die Produktion beträchtlich verteuert und andererseits den aerodynamischen Widerstand erhöht. Aber auch bei minimalen Größen der Bohrungen findet ein Füllen der Perforation mit den 7p1Ip>? Her Mikroorganismen statt, deren Größen innerhalb von Mikrometern liegen. Daher führt das Zuwachsen der Bohrungen und deren Füllen mit kleineren Mediumsteilchen beim Niederfallen während der Aufgabe zur Verringerung des Durchgangsquerschnitts der Perforationen in der Zwischenwand und folglich zur Herabsetzung der Effektivität der Durchlüftung der Kultur. Furthermore, the perforation dimensions for the passage of the air flow in the partition wall segments are selected under the condition that the particles of the nutrient medium do not trickle through the perforation. The nominal diameter of the bores in the segments must therefore not exceed the mean particle size. Reducing the diameter of the holes while maintaining the cross-section for air passage is associated with technological manufacturing difficulties, because drilling these holes with a diameter smaller than the plate thickness makes production considerably more expensive and, on the other hand, increases the aerodynamic resistance. But the perforation is also filled with the 7p1Ip>? Her microorganisms take place whose sizes are within micrometers. Therefore, the overgrowth of the bores and their filling with smaller medium particles when falling during the task leads to a reduction in the passage cross-section of the perforations in the intermediate wall and consequently to a reduction in the effectiveness of the aeration of the culture.

Das Rührwerk in Form eines Satzes von vertikalen und horizontalen hohlen Messern, das sich stets in der Kulturmediumschicht befindet, beeinflußt den aerodynamischen Widerstand der Schicht an der Anordnungsstelle, Es ist bekannt, daß an der Grenze Wand körniges Kulturmedium die Porosität immer höher als in der übrigen Masse und folglich die Durchdringbarkeit größer ist. Daher ist an der AnordnungssteQe des Rührwerks im Kulturmedium in den Abschnitten, in denen sich vertikale Messer befinden, der Widerstand geringer. Dort, wo sich horizontale Messer befinden, ist The agitator in the form of a set of vertical and horizontal hollow knives, which is always located in the culture medium layer, influences the aerodynamic resistance of the layer at the point of arrangement.It is known that at the boundary wall granular culture medium the porosity is always higher than in the rest Mass and consequently the penetrability is greater. Therefore, at the end of the arrangement of the agitator in the culture medium, the resistance is lower in the sections in which there are vertical knives. Where there are horizontal knives is

der Widerstand größer als in der übrigen Schichtmasse, was den Durchlüftungscharakter lokal verändert. the resistance is greater than in the rest of the layer mass, which locally changes the character of ventilation.

Schließlich findet während des Wachstums der Mikroorganismen eine Feuchtigkeitsabnahme des Nährmediums auf Kosten des Übergangs eines Teils des Wassers in die Teilchen der Mikroorganismen und des Mitreißens des Wasserdampfes durch den Luftstrom statt. Die Feuchtigkeitsabnahme wirkt sich nachteilig auf die Geschwindigkeit der Biosynthese aus. Die Einführung der zusätzlichen Feuchtigkeit mit dem durchlüftenden Luftstrom ist nicht effektiv genug wegen der schwierigen Regelung des komplizierten Prozesses des .Stoffaustausches im porösen Kulturmedium, wenn Zellen des Mikroorganismen vorhanden sind. Finally, during the growth of the microorganisms, there is a decrease in the moisture content of the nutrient medium at the expense of the transfer of some of the water into the particles of the microorganisms and the entrainment of the water vapor by the air stream. The decrease in moisture has a detrimental effect on the speed of biosynthesis. The introduction of the additional moisture with the ventilating air flow is not effective enough because of the difficult control of the complicated process of .Stoffausch in the porous culture medium when cells of the microorganisms are present.

Somit ist die Höhe der zu kultivierenden Schicht, die letztlich die Arbeitsleistung bestimmt, im Apparat dieser Konstruktion größer als in anderen Apparaten. Die Anwendung der Rührwerke mit einem Einzelantrieb gestattet, die Intensität der mechanischen Einwirkung auf die Zellen der Mikroorganismen zu vermindern.Thus, the height of the layer to be cultivated is the Ultimately, it determines the work output, which is greater in the apparatus of this construction than in other apparatuses. the Use of agitators with a single drive allows the intensity of the mechanical action on the cells of the microorganisms to diminish.

ledoch ist der Füllfaktor des Apparates wegen des Raums im Behälter verringert, der zur Drehung der Segmente um die horizontale Achse beim Umschütten des Kulturmediums aus einer Sektion in die andere erforderlich ist. wobei eine Vergrößerung der Fallhöhe der Kultur ebenfalls unerwünscht ist, weil dies zur Beschädigung des Myzels führt.However, the fill factor of the apparatus is reduced because of the space in the container that is used to rotate the Segments around the horizontal axis when the culture medium is poured from one section to the other is required. an increase in the height of fall of the culture is also undesirable because this leads to Damage to the mycelium results.

Das Füilen der Perforation mit kleinen Teilchen und Zellen der Mikroorganismen mindert die Effektivität der Durchlüftung der Kulturschicht herab und hat die Stillsetzung des Prozesses zum Waschen und Reinigen der Zwischenwandsegmente zur Folge.Filling the perforation with small particles and cells of the microorganisms reduces the effectiveness the aeration of the culture layer and has the shutdown of the process of washing and cleaning the partition wall segments result.

Die ständige Feuchtigkeitsabnahme der Kultur wäshrend der exponentiellen und der stationären Wachstumsphase führt zur Verminderung der Endproduktausbeute. The constant decrease in moisture of the culture during the exponential and the stationary Growth phase leads to a reduction in the end product yield.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen mit gesteigerter Leistung durch Erhöhung der Endproduktausbeute pro Volumeneinheit bei optimalen Bedingungen für die Biosynthese und unter Erhaltung der Ganzheit des Myzels zu schaffen.The invention is based on the object of an apparatus for cultivating microorganisms with increased performance by increasing the end product yield per unit volume under optimal conditions for biosynthesis and while maintaining the integrity of the mycelium.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen, der einen vertikalen zylindrischen Behälter mit einem oberen Fenster zur Aufgabe eines besäten körnigen Kulturmediums und einem unteren Fenster zum Austrag der Kultur aufweist, welcher in der Höhe durch horizontale Zwischenwände in Sektionen geteilt ist. von denen jede mit einem Stutzen zur Zuleitung des durchlüftenden Luftstroms und einem Stutzen zur Ableitung des durchlüftenden Luftstroms mit den Produkten des Metabolismus versehen ist wobei jede Sektion zusammengesetzt ausgeführt ist und ihre Elemente eine Perforation aufweisen sowie mit einem Mittel zum Zusammenlegen derselben versehen ist derart, daß während der Aufgabe des Kulturmediums in die Sektion alle Elemente eine geschlossene Zwischenwand bilden, während beim Austrag der Kultur aus der Sektion der horizontale Querschnitt des Behälters zum Herabrieseln der Kultur nach unten frei wird, erfindungsgemäß in jeder Sektion die Zwischenwandelemente einander teilweise überlappende Kreissektoren mit einer Perforation sind, die in Gestalt von Schlitzen ausgeführt ist und das Mittel zum Zusammenlegen derselben unter der Zwischenwand, bezogen auf das Kulturmedium, liegt und die Verschiebung der erwähnten Sektoren m der Horizontalebene gewährleistet wobei in jeder Sektion This object is achieved in that, which is divided in the height by means of horizontal partition walls in the sections in the apparatus for cultivating microorganisms comprising a vertical cylindrical vessel with an upper window for task of a seeded granular culture medium and a lower window for the discharge of the culture . each of which is provided with a connector for supplying the ventilating air stream and a connector for discharging the ventilating air stream with the products of metabolism, each section being constructed in an assembled manner and its elements having a perforation and a means for merging the same is provided in such a way that During the task of the culture medium in the section, all elements form a closed partition, while when the culture is discharged from the section, the horizontal cross-section of the container is free for the culture to trickle downwards, according to the invention in each section the partition elements partially overlapping circular sectors with a perforation are designed in the form of slots and the means for collapsing the same under the partition, based on the culture medium, and ensures the displacement of the mentioned sectors m the horizontal plane in each section

ein längs der Behälterachse angeordneter Lockerer vorgesehen ist, dessen Kamm für ein Zusammenwirken mit der Kulturschicht vorgesehen ist und die SchUttbarkeit der Kultur aufrechterhält.a loosener arranged along the container axis is provided, the comb of which for cooperation is provided with the culture layer and maintains the pourability of the culture.

Diese konstruktive Ausführung der Zwischenwände gestattet, den Füllungsfaktor der Sektionen mit dem Kulturmedium zu erhöhen. In diesem Fall ist kein zusätzlicher Raum zur Unterbringung der Sektoren bei deren Drehung zum Umschütten des Kulturmediums erforderlich. Daher wird das Verhältnis des Volumens der gewonnenen Endproduktmasse zum Volumen des Apparates um 25% erhöht.This structural design of the partition walls allows the filling factor of the sections with the culture medium to be increased. In this case, no additional space is required to accommodate the sectors when they are rotated for pouring the culture medium. Therefore, the ratio of the volume of the final product mass obtained to the volume of the apparatus is increased by 25%.

Außerdem sind im bekannten Apparat die Durchlüflungsbedingungen infolge des Fehlens von Spalten zwischen den Kreissektoren der Zwischenwand verbes- η sert, wenn diese unter der Belastung der Kulturmediumschicht steht.In addition, in the known apparatus, the aeration conditions are due to the absence of gaps between the circular sectors of the partition wall improved η sert when this is under the stress of the culture medium layer.

Die Ausführung der Perforationen in Form von Sciiiii/.eii in den Kreissektoren seizi die Energieveriuste im Durchlüftungsstrom aufgrund des geringeren aero- » dynamischen Widerstands der Schlitze gegenüber den Bohrungen bei ein und derselben Fläche herab.The execution of the perforations in the form of Sciiiii / .eii in the circular sectors seizi the energy loss in the ventilation flow due to the lower aerodynamic »resistance of the slots compared to the Holes on the same surface.

Der Durchlüftungsstrom, der durch die Schlitze fließt, besitzt eine hohe Stabilität im porösen Kulturmedium. Die Erhöhung der Stabilität des Durchlüftungsstroms in ?=, der Kulturmediumschicht vermindert die Intensität der Entstehung von Stagnationszonen in der zu kultivierenden Schicht, wodurch günstigere Bedingungen für die Biosynthese geschaffen werden. Die verlangsamte Bildung von Stagnationszonen während der Kultivie- in rung gestattet, die Intensität der Umrührung und folglich der mechanischen Einwirkung jeweils zu verringern. In diesem Fall wird die Ganzheit des Myzels verbessert, was die Bedingungen der Biosynthese gleichfalls begünstigtThe aeration current that flows through the slots has a high stability in the porous culture medium. The increase in the stability of the ventilation flow in? =, the culture medium layer reduces the intensity of the formation of stagnation zones in the area to be cultivated Layer, which creates more favorable conditions for biosynthesis. The slowed down Formation of stagnation zones during cultivation tion allows the intensity of the agitation and consequently the mechanical action in each case to decrease. In this case, the wholeness of the mycelium is improved, which conditions the biosynthesis also favored

Die Anordnung von Kraftmechanismen, die das Zusammenlegen der Zwischenwände und den Antrieb des Lockerers jeweils gewährleisten, im Innern des Behälters schließt die Anwendung von Packungsstopfbuchsen oder Gleitringdichtungen aus. Daher wird die Eindringung einer Infektion in den Apparat aus der Umgebung vermieden. Die Sterilitätsbedingungen der Kultivierung von Mikroorganismen werden so verbessert. The arrangement of force mechanisms that merge the partitions and the drive of the loosener ensure that the use of packing glands inside the container closes or mechanical seals. Hence, the penetration of infection into the apparatus is prevented from occurring Environment avoided. The sterility conditions for cultivating microorganisms are thus improved.

Die Verwendung eines Lockerers zur Erhaltung der Schüttbarkeit des Kulturmediums als Vorrichtung zur Beseitigung von Stagnationszonen schafft eine »milde« Art der mechanischen Einwirkung auf die Kultur, was die Beschädigung des Myzels verringert und die Biosynthese verbessertThe use of a loosener to maintain the pourability of the culture medium as a device for removing zones of stagnation creates a "mild" type of mechanical action on the culture, which reduces damage to the mycelium and improves biosynthesis

Jeder Kreissektor in der Zone der Überlappung durch einen benachbarten Sektor kann sich auf einen radialen Tragbalken stützen, der an dem einen Ende mit der Behälterwand und an dem anderen Ende mit einem zentralen Stützring starr verbunden ist, der im Behälter konzentrisch angebracht ist Each sector of a circle in the zone of overlap by an adjacent sector can be supported on a radial support beam which is rigidly connected at one end to the container wall and at the other end to a central support ring which is mounted concentrically in the container

Das Mittel zum Zusammenlegen der Kreissektoren kann in Form von zwei Kraftzylmdern ausgeführt sein, von denen jeder an einem entsprechenden radialen Tragbalken angelenkt ist, während die Kolbenstange eines jeden Zylinders mit den jeweiligen Kreissektoren gelenkig verbunden ist. The means for merging the circular sectors can be in the form of two power cylinders, each of which is articulated to a corresponding radial support beam, while the piston rod of each cylinder is articulated to the respective circular sectors.

Zweckmäßigerweise ist der Lockerer mit einem Kraftzylinder zur axialen Verschiebung und einem Kraftzylinder für seine Drehung versehen, wobei der Kraftzyönder zur axialen Verschiebung des Lockerers im zentralen Stützring m Gleitlagern gelagert ist, während der Kraftzyfinder zur Drehung am radialen Tragbalken angelenkt und mit dem Kraftzylinder zur axialen Verschiebung des Lockerers kinematisch verbunden ist. Appropriately, the loosener is provided with a power cylinder for axial displacement and a power cylinder for its rotation, the power cylinder for axial displacement of the loosener is mounted in the central support ring m sliding bearings, while the power cylinder for rotation is hinged to the radial support beam and with the power cylinder for axial displacement of the loosener is kinematically connected.

Die unabhängige Bewegung des Lockerers bei seiner Verschiebung längs der Achse und bei der Drehung gestattet, die mechanische Einwirkung nur in jener Höhe der Kulturschicht vorzunehmen, wo Stagnationszonen entstanden sind, und die übrigen Schichtlagen nicht zu berühren, wodurch die Ganzheit des Myzels beibehalten wird.The independent movement of the loosener in its displacement along the axis and in rotation Permits the mechanical action to be carried out only at the height of the culture layer where stagnation zones have arisen and the other layers not to touch, thereby maintaining the wholeness of the mycelium.

In jeder Sektion kann eine Vorrichtung zur Reinigung der Schlitze vorgesehen werden, die einen Kamm aufweist, dessen Zähne mit einer Teilung angeordnet sind, welche der Teilung der Schlitze gleich ist, und der unter der Zwischenwand, bezogen auf die Kulturmediumschicht angebracht und mit einem Kraftzylinder kinematisch verbunden ist, der die Verschiebung der Zähne längs der Schlitze gewährleistet und am radialen Tragbaiken angeienki isi.In each section a device for cleaning the slots can be provided, which is a comb has, the teeth of which are arranged with a pitch which is equal to the pitch of the slots, and the under the partition, attached to the culture medium layer and with a power cylinder is kinematically connected, which ensures the displacement of the teeth along the slots and on the radial Tragbaiken angeienki isi.

Die Anordnung unter der Zwischenwand eines Kamms mit Zähnen zur Reinigung der Schlitze, durch welche der Luftstrom in die Kulturmediumschicht eingeführt wird, gestattet es bei Vorhandensein des Kraftmechanismus, die Reinigung während der Kultivierung auszuführen und somit die Effektivität der Biosynthese infolge einer zuverlässigen Durchlüftung zu gewährleisten.The arrangement under the partition of a comb with teeth to clean the slots, through which the air flow is introduced into the culture medium layer allows it in the presence of the Power mechanism to carry out the cleaning during the cultivation and thus the effectiveness of the Ensure biosynthesis as a result of reliable ventilation.

Zweckmäßigerweise ist in jeder Sektion ein über dem Lockerer angeordneter und an den Behälterwänden befestigter Sammler mit Düsen zur Zuführung der Flüssigkeil vorgesehen, die Stoffe enthält, die zum gerichteten Metabolismus und folglich zur Erhöhung der Endproduktausbeute erforderlich sind.Appropriately, in each section there is one arranged above the loosener and on the container walls Fixed collector with nozzles for supplying the liquid wedge, which contains substances that are used for directed metabolism and consequently to increase the end product yield.

Die Zuführung einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, über die Düsen in die Kulturmediumschicht kompensiert die Feuchtigkeitsverluste während der Kultivierung. Die Zugabe von verschiedenen Induktoren und Inhibitoren verschiebt den Metabolismus bei den Zellen der Mikroorganismen in Richtung der Erhöhung der Endproduktausbeute.The supply of a liquid, in particular water, via the nozzles into the culture medium layer compensates for the loss of moisture during cultivation. The addition of various inductors and inhibitors shifts the metabolism in the cells of the microorganisms in the direction of the Increase in the end product yield.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the drawing.

Es zeigtIt shows

F i g. 1 schematisch einen Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen im Axialschnitt,F i g. 1 schematically an apparatus for the cultivation of microorganisms in axial section,

F i g. 2 schematisch eine Draufsicht auf eine Sektion, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-11I von F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von F i g. 2,F i g. 2 schematically shows a plan view of a section, FIG. 3 shows a section along the line III-11I of FIG. 2, fig. 4 shows a section along the line IV-IV from FIG. 2,

F i g. 5 eine Untenansicht einer Sektion,F i g. 5 a bottom view of a section,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie Vl-VI von F i g. 2,F i g. 6 shows a section along line VI-VI from FIG. 2,

Fig.7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII von F i g. 2 und7 shows a section along the line VII-VII of F i g. 2 and

F ig. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in F i g. 7. F ig. 8 is a view in the direction of arrow A in FIG. 7th

Der erfmdungsgemäße Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen, beispielsweise von Aspergillus foefidus, hat einen vertikalen zylindrischen Behälter 1 (Fig.1), der von oben und von unten jeweils von Deckeln 2 und 3 abgedeckt ist. Im Deckel 2 ist ein Fenster 4 zur Aufgabe eines besäten körnigen Kulturmediums, im Deckel 3 ist ein Fenster 5 zum Austrag der Kultur vorgesehen. Der Behälter 1 ist in der Höhe durch horizontale Zwischenwände 6 in Sektionen 7 unterteiltThe apparatus according to the invention for cultivating microorganisms, for example Aspergillus foefidus, has a vertical cylindrical container 1 (Fig.1), from above and from below, respectively Lids 2 and 3 is covered. In the cover 2 is a window 4 for the task of a seeded granular Culture medium, a window 5 is provided in the cover 3 for discharging the culture. The container 1 is in the Height divided into sections 7 by horizontal partitions 6

Jede der Sektionen 7 ist mit einem Stutzen 8 zur Zuleitung des durchlüftenden Luftstroms und einem Stutzen 9 zur Ableitung des Luftstroms mit den Produkten des Metabolismus versehen. Jede Zwischenwand 6 (Fig.2) ist zusammengesetzt ausgeführt IhreEach of the sections 7 is provided with a connector 8 for the supply of the ventilating air flow and a Connector 9 is provided with the products of metabolism for discharging the air flow. Each partition 6 (Fig. 2) is executed your assembled

Elemente sind Kreissekloren 10 und 10'. Die Sektoren 10 und 10' weisen eine Perforation zum Durchtritt des durchlüftenden Luftstroms in die Kulturmediumschicht auf, die aus Schlitzen Il (Fig.3) besteht. Außerdem überlappen die Sektoren 10 und 10' einander teilweise, was aus F i g. 4 zu ersehen ist. jeder Kreissektor 10 und 10' stützt sich frei auf einen radialen Tragbalken 12 (F i g. 5), d«tr an seinem einen Ende mit der Wand des Behälters 1 und an dem anderen Ende mit einem zentralen Stützring 13 starr verbunden ist, der im Behälter 1 konzentrisch angebracht ist. Die Kreissektoren 10 und IO< sind mit einem Mittel 14 für ihr Zusammenlegen durch Verschiebung in der horizontalen Ebene versehen, so daß während der Aufgabe des Kulturmediums in die Sektion 7 (Fig. 1) alle Sektoren 10 und 10' (F i g. 5) eine geschlossene Zwischenwand 6 bilden, während beim Austrag der Kultur aus der Sektion 7 (Fig. 1) der horizontale Querschnitt desElements are circular secers 10 and 10 '. The sectors 10 and 10 'have a perforation for the passage of the ventilating air stream into the culture medium layer on, which consists of slots II (Fig.3). aside from that the sectors 10 and 10 'partially overlap one another, which can be seen from FIG. 4 can be seen. each sector 10 and 10 'is supported freely on a radial support beam 12 (FIG. 5), which at one end connects to the wall of the Container 1 and is rigidly connected at the other end to a central support ring 13, which is in Container 1 is attached concentrically. The circle sectors 10 and IO < are provided with a means 14 for their collapse by displacement in the horizontal plane, so that during the task of the Culture medium in the section 7 (Fig. 1) all sectors 10 and 10 '(Fig. 5) a closed partition 6 form, while when the culture is discharged from section 7 (Fig. 1), the horizontal cross-section of the

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tSl»lfai(l.l Λ fl 2.UlIt UIIUbllUUVII ULI rVUftUf HfHIf UIfICII flCItSl »lfai (l.l Λ fl 2.UlIt UIIUbllUUVII ULI rVUftUf HfHIf UIfICII flCI wird. Das Mittel 14 weist zwei Kraftzylinder 15 und 15' (F i g. 5) auf, wobei der Kraftzylinder 15 in der Horizontalebene die Kreissektoren 10, der Kraftzylinder 15' die Kreissektoren 10' verschiebt. Der Kraftzylinder 15 ist am radialen Tragbalken 12 angelenkt. Seine Kolbenstange 16 ist mit den Kreissektoren 10 gelenkig verbunden. Der Kraftzylinder 15' ist am radialen Tragbalken 12 angelenkt. Seine Kolbenstange 17 ist mit den Kreissektoren 10' gelenkig verbunden. Die Sektoren 10 sind miteinander verbunden und bilden ein Dreiblatt. Die Sektoren 10' sind ebenfalls zu einem Dreiblatt vereinigt. In jeder Sektion 7 (Fig. 1) ist längs ihrer Achse ein Lockerer 18 (F i g. 6) vorgesehen, dessen Kamm 19 für ein Zusammenwirken mit der Kulturmediumschicht vorgesehen ist, wodurch die Schüttbarkeit der Kultur erhalten bleibt. Der Kamm 19 ist über eine Gewindehülse 20 mit der Kolbenstange 21 eines Kraftzylinders 22 zur axialen Verschiebung desselben verbunden. Der Kraftzylinder 22 ist im zentralen Stützring 13 in Gleitlagern 23 und 24 gelagert, zwischen denen eine Distanzhülse 25 angeordnet ist, die mit dem Kraftzylinder 22 starr verbunden ist Die Kolbenstangewill. The means 14 has two power cylinders 15 and 15 '(FIG. 5), the power cylinder 15 in the Horizontal plane the circular sectors 10, the power cylinder 15 'moves the circular sectors 10'. The power cylinder 15 is articulated on the radial support beam 12. His The piston rod 16 is connected in an articulated manner to the circular sectors 10. The power cylinder 15 'is on the radial Support beam 12 articulated. Its piston rod 17 is articulated to the circular sectors 10 '. The sectors 10 are connected to one another and form a Trefoil. The sectors 10 'are also combined to form a three-sheet. In each section 7 (Fig. 1) is longitudinal its axis a loosener 18 (Fig. 6) is provided, its Comb 19 is provided for cooperation with the culture medium layer, whereby the pourability the culture is preserved. The comb 19 is connected to the piston rod 21 via a threaded sleeve 20 Power cylinder 22 connected for axial displacement of the same. The power cylinder 22 is in the central Support ring 13 mounted in plain bearings 23 and 24, between which a spacer sleeve 25 is arranged, which with the Power cylinder 22 is rigidly connected to the piston rod

21 ist hohl ausgeführt wobei der Querschnitt der Bohrung quadratisch ist Durch die Bohrung in einem Kolben 26 geht ein Stab 27 quadratischen Querschnitts hindurch, der mit seinem einen Ende am Boden des Kraftzylinders 22 starr befestigt ist und mit dem anderen Ende in die Kolbenstange 21 hineinragt, wodurch ein Drehen des Kolbens im Innern des Zylinders verhindert wird. Der Lockerer 18 ist mit einem Kraftzylinder 28 zur Drehung versehen, wobei der Kraftzylinder 28 am radialen Tragbalken 12 angelenkt ist während seine Kolbenstange 29 mit einem Hebel 30 gelenkig verbunden ist, der am Kraftzylinder21 is made hollow with the cross-section of the bore being square through the bore in one Piston 26 is a rod 27 of square cross-section through which one end at the bottom of the Power cylinder 22 is rigidly attached and the other end protrudes into the piston rod 21, thereby preventing the piston from rotating inside the cylinder. The loosener 18 is with a power cylinder 28 is provided for rotation, the power cylinder 28 on the radial support beam 12 is articulated while its piston rod 29 is articulated to a lever 30 on the power cylinder

22 befestigt ist In jeder Sektion 7 (Fig. 1) ist eine Vorrichtung 31 zur Reinigung von Schlitzen 11 (F i g. 6) vorgesehen, die einen Kamm 32 aufweist, dessen Zähne 33 eine Teilung haben, die der Teilung der Schlitze 11 gleich ist Der Kamm 32 befindet sich unter der Zwischenwand, bezogen auf das Kulturmedium und ist an einem Ring 34 befestigt, der am zentralen Stützring 13 angebracht ist Der Ring 34 ist mit der Kolbenstange 35 eines Kraftzylinders 36 gelenkig verbunden, der die Verschiebung der Zähne 33 des Kan.mes 32 längs der Schlitze 11 gewährleistet und am radialen Tragbalken 12 angelenkt ist Zur Verhinderung der axialen Verschiebung des Ringes 34 ist ein Ring 3? vorgesehen, der am zentralen Stützring 13 starr befestigt ist Zur Verhinderung der axialen Verschiebung der Gleitlager22 is attached. In each section 7 (Fig. 1) is one Device 31 for cleaning slots 11 (FIG. 6) provided, which has a comb 32, the teeth 33 of which have a pitch that corresponds to the pitch of the slots 11 The comb 32 is located under the partition, based on the culture medium and is attached to a ring 34 attached to the central support ring 13. The ring 34 is with the piston rod 35 of a power cylinder 36 hingedly connected to the displacement of the teeth 33 of the Kan.mes 32 along the Slots 11 ensured and on the radial support beam 12 is articulated To prevent the axial displacement of the ring 34 is a ring 3? intended, which is rigidly attached to the central support ring 13 To prevent the axial displacement of the plain bearings 23 und 24 sind jeweilige Buchsen 38 und 39 angeordnet. In jeder Sektion 7 (F ig. 1) ist ein Sammler 40 mit Düsen 41 (Fig. 7) zur Zuführung der Flüssigkeit angeordnet, die Stoffe enthält, welche zur Intensivierung der Biosynthese und Erhöhung der Endproduktausbeute erforderlich sind. Die Sammler 40 (F i g. I) befinden sich über den Lockerern 18 und sind an den Wänden des Behälters 1 mit Hilfe von Stäben 42 befestigt. Außerdem besitzen die Sammler 40 Rohrleitungen 43 zur23 and 24 are respective bushings 38 and 39 arranged. In each section 7 (FIG. 1) there is a collector 40 with nozzles 41 (Fig. 7) arranged for supplying the liquid which contains substances which are used to intensify the Biosynthesis and increase in end product yield are required. The collectors 40 (FIG. I) are located above the looseners 18 and are attached to the walls of the container 1 by means of rods 42. aside from that have the collector 40 pipes 43 for

ίο Flüssigkeitszufuhr. Jede Zwischenwand 6 ist gegen eine Verschiebung längs der Achse des Behälters 1 durch einen Ring 44 (Fig.4), der sich, bezogen auf das Kulturmedium, über der Zwischenwand 6 befindet, und durch einen Ring 45 (Fig.8), der sich unter derίο hydration. Each partition 6 is against one Displacement along the axis of the container 1 by a ring 44 (Fig. 4), which, based on the Culture medium, located above the partition wall 6, and through a ring 45 (Figure 8), which is located under the Zwischenwand 6 befindet, begrenzt. Die Ringe 44 (F i g. 4) und 45 (F i g. 8) sind an der Wand des BehLlters 1 befestigt. Im unteren Teil des Behälters 1 (Fig. 1) befindet sich ein Wender 46, der eine Welle 47 hat, diePartition 6 is limited. Rings 44 (Fig. 4) and 45 (Fig. 8) are on the wall of the container 1 attached. In the lower part of the container 1 (Fig. 1) there is a turner 46 which has a shaft 47 which

ν ._nr«_v..i;_M^n- ii u_Af_A^»;~» :~» ..--4 o~i r_i ao ν . _n r « _v ..i; _M ^ n- ii u _A f _A ^ »; ~»: ~ »..-- 4 o ~ i r_i ao

am iMait&jiiiiuvi λλ. ukibaifgi iai umj ijt.ifauit.1 TO £.Ufilam iMait & jiiiiuvi λλ. ukibaifgi iai umj ijt.ifauit.1 TO £ .Ufil Wenden der Kultur bei deren Austrag durch das Fenster 5 besitzt.Turning the culture when it is discharged through the window 5.

Der Kultivierungsprozeß geschieht bei periodischer aufeinanderfolgender Beförderung des Kulturmediums von oben nach unten längs der Sektionen 7 desThe cultivation process takes place with periodic successive conveyance of the culture medium from top to bottom along the sections 7 of the Apparates mit ein und derselben Verweilzeit in einer jeden Sektion 7 (F ig. 1).Apparatus with one and the same dwell time in one each section 7 (Fig. 1).

Vor der Aufgabe muß der Behälter 1 (Fig. 1) sterilisiert sein. Die Sektionen 7 werden in die Stellung für die Kulturaufzucht übergeführt. Hierzu werden dieBefore the task, the container 1 (Fig. 1) must be sterilized. The sections 7 are in the position transferred for culture rearing. For this purpose, the Kolbenstangen 16 und 17 (Fig.5) der Kraftzylinder 15 bzw. 15' in die Endstellung ausgefahren. Dabei schieben die Kräfte, die auf die Gelenkstützen übertragen wurden, die Kreissektoren 10 und 10' so auseinander, daß die Zwischenwand entfaltet wird und dabei einenPiston rods 16 and 17 (Fig. 5) of the power cylinder 15 or 15 'extended to the end position. In doing so, the forces that are transferred to the joint supports push were, the circular sectors 10 and 10 'apart so that the partition is unfolded and thereby a geschlossenen Boden bildet.closed bottom forms.

Durch das Fenster 4 rieselt das besäte Kulturmedium mit einer Temperatur, die der Kultivierungstemperatur im Laufe der Lag-Phase gleich ist, auf die Zwischenwand 6 der oberen Sektion 7 herab. Gleichzeitig wirdThe seeded culture medium trickles through the window 4 at a temperature which is the same as the cultivation temperature is the same in the course of the lag phase, down onto the partition 6 of the upper section 7. At the same time will

■»ο das Kulturmedium steriles Wasser durch die Düsen 41 (Fig.7) des Sammlers 40 zur Nachbef'uchtigung des körnigen Kulturmediums eingeführt.■ »ο the culture medium sterile water through the nozzles 41 (Fig.7) of the collector 40 for re-humidifying the granular culture medium introduced.

Unter der Wirkung des Kammes 19 (F i g. 6) des Lockerers 18, der durch die Kolbenstange 21 auf dieUnder the action of the comb 19 (Fig. 6) of the loosener 18, which by the piston rod 21 on the entsprechende Hone eingestellt ist und sich unter der Einwirkung der hin- und hergehenden Bewegung der Kolbenstange 29 des Kolbens 28 dreht wird das aufgeschüttete Kulturmedium eingeebnet wobei eine horizontale zylindrische Schicht mit einer Höhe vonCorresponding hone is set and is under the action of the reciprocating movement of the The piston rod 29 of the piston 28 rotates, the heaped up culture medium is leveled with a horizontal cylindrical layer with a height of

so über 30 bis 50 cm gebildet wird.so over 30 to 50 cm is formed.

In der Anfangsperiode erfolgt in der Kulturmediumschicht auf der oberen Sektion 7 die Adaptation der Mikroorganismen. Dann setzt aktives Wachstum ein. Aus den Teilchen des körnigen Kulturmediums und derIn the initial period, the adaptation of the takes place in the culture medium layer on the upper section 7 Microorganisms. Then active growth sets in. From the particles of the granular culture medium and the Gasphase des porösen Raums werden durch die Zellen Nährstoffe absorbiert Es findet ein Metabolismusprozeß statt, der die Lebenstätigkeit der Mikroorganismen gewährleistet Der Prozeß des Kolonienwachstums wird von der Atmung und somit von der WärmeentwicklungIn the gas phase of the porous space, nutrients are absorbed by the cells. A metabolism process takes place, which affects the vital activity of the microorganisms The process of colony growth is ensured by breathing and thus by the development of heat begleitet Darum wird durch die Kulturmediumschicht sterile Luft durchgeblasen, die durch den Stutzen 8 (Fig. 1) zugeleitet wird, durch die Schlitze 11 (Fig.3) der Kreissektoren 10 und 10' strömt und durch den Stutzen 9 (Fig. 1) austritt Die Durchlüftung mit einerThis is why sterile air is blown through the culture medium layer, which flows through the nozzle 8 (Fig. 1) is fed through the slots 11 (Fig. 3) the circular sectors 10 and 10 'flows and through the nozzle 9 (Fig. 1) exits the ventilation with a

es bestimmten Temperatur und Feuchtigkeit des Luftstroms gewährleistet den äußeren Wärme- und Stoffaiistausch der Mikroorganismen in der Gasphase. Aus dem Luftstrom wird O2 absorbiert in den Luft-it certain temperature and humidity of the air flow ensures the external heat and Substance exchange of the microorganisms in the gas phase. From the air flow, O2 is absorbed into the air

strom werden CO₂ und HjO eingeführt. Infolge der Lufterwärmung beim Umströmen der Kulturmediumteilchefi findet eine Wärmeableitung von der wachsenden Kultur statt. Die optimale Temperatur der Biosynthese wird aufrechterhalten. "> electricity, CO ₂ and HjO are introduced. As a result of the air heating when flowing around the culture medium particles, heat is dissipated from the growing culture. The optimal temperature of biosynthesis is maintained. ">

Da die Entstehung der Kolonien im körnigen Kulturmedium von der Füllung des porösen Raumes mit den Zellen der Mikroorganismen begleitet wird, verändert sich in der Schicht die Durchdringbarkeit für den Luftstrom. Außerdem wird die Schüttbarkeit des ι ο Kulturmediums wegen der mechanischen Haftung der Teilchen verringert. Die Feuchtigkeit nimmt ab. In der Zeit erfolgt das Füllen der Schlitze 11 (Fig.6) der Kreissektoren 10 und 10' mit den Zellen, was den Widerstand gegen den Luftstrom erhöht. Diese ^|;> Umwandlungen in der Kulturmediumschicht können zur Bildung von Stagnationszonen führen, in denen die Intensität des äußeren Wärme- und Stoffaustausches und die intensität der Biosynthese vermindert werden. Zur Aufrechterhaltung des Kultivierungsprozesses ?ⁿ unter optimalen Bedingungen wird je nach Entwicklungsbesonderheiten der Art der Mikroorganismen die Lockerung des Kulturmediums mit Hilfe des Kammes 19 und die Reinigung der Schlitze 11 mit Hilfe der Zähne 33 des Kammes 32 durchgeführt. «Since the formation of colonies in the granular culture medium is accompanied by the filling of the porous space with the cells of the microorganisms, the permeability of the air flow changes in the layer. In addition, the pourability of the ι ο culture medium is reduced because of the mechanical adhesion of the particles. The humidity decreases. During this time, the slots 11 (FIG. 6) of the circular sectors 10 and 10 'are filled with the cells, which increases the resistance to the air flow. This ^|; > Conversions in the culture medium layer can lead to the formation of stagnation zones in which the intensity of the external heat and material exchange and the intensity of the biosynthesis are reduced. To maintain the cultivation process? ⁿ under optimal conditions, the loosening of the culture medium with the aid of the comb 19 and the cleaning of the slots 11 with the aid of the teeth 33 of the comb 32 are carried out depending on the particular development characteristics of the type of microorganisms. «

Nach Ablauf der berechneten Wachstumszeit auf der oberen Sektion 7(Fig. 1) werden die Kreissektoren 10 und 10' mit Hilfe der Kolbenstangen 16 und 17 (F i g. 5), die in die Zylinder 15 und 15' eingeschoben werden zusammengeführt. Durch die gebildeten Fenster rieselt die wachsende Kultur auf die nächste Sektion 7 herab, wobei zusätzliche Befeuchtung mit einer Flüssigkeit erfolgt, die Stoffe enthält, welche die Biosynthese beeinflussen. Des weiteren erfolgt in dieser Sektion die Kultivierung in ähnlicher Weise wie auf der oberen " Sektion. In der oberen Sektion werden die Kreissektoren 10 und 10¹ (Fig.2) erneut auseinandergeführt, der Prozeß der Aufgabe wiederholt sich.After the calculated growth time has elapsed on the upper section 7 (FIG. 1), the circular sectors 10 and 10 'are brought together with the aid of the piston rods 16 and 17 (FIG. 5), which are pushed into the cylinders 15 and 15'. The growing culture trickles down through the windows formed onto the next section 7, with additional moistening with a liquid which contains substances which influence the biosynthesis. Furthermore, the cultivation takes place in this section in a similar way as in the upper section. In the upper section, the circular sectors 10 and 10 ¹ (FIG. 2) are again separated, the process of the task is repeated.

Die Wiederholung der Aufgabe des Kulturmediums und der Umschüttung der Kultur in den Sektionen des Apparates ergibt einen zyklischen Züchtungsbetrieb. Nach Abschluß des Prozesses wird die Kultur aus der unteren Sektion 7 durch das Fenster ? mit Hilfe der Schaufeln 48 der Welle 47 ausgetragen, die sich durch den Kraftzylinder 28 dreht. Die ausgetragene Kultur wird zu nachfolgenden technologischen Operationen weitergeleitetThe repetition of the task of the culture medium and the pouring of the culture in the sections of the Apparatus results in a cyclical breeding operation. When the process is complete, the culture becomes the lower section 7 through the window? discharged with the help of the blades 48 of the shaft 47, which extends through the power cylinder 28 rotates. The carried culture becomes subsequent technological operations forwarded

Der Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen gemäß der Erfindung gewährleistet:The apparatus for cultivating microorganisms according to the invention ensures:

1. Einen größtmöglichen Füllungsfaktor des Apparates mit dem Kulturmedium. Die Sektionen enthalten keine beweglichen Elemente, die zu ihrer Verschiebung ein Nutzvolumen beanspruchen.1. The greatest possible filling factor of the apparatus with the culture medium. The sections do not contain any movable elements that contribute to their Displacement claim a useful volume.

2. Eine schlitzartig ausgeführte Perforation iii den Kreissektoren sowie das Einführen einer Vorrichtung zur Reinigung der Schlitze gewährleistet ein stabiles Einleiten des Gassirunis in die Kuiiurtiieuiumschicht, da die Reinigung unabhängig von der Kultivierungszeit der Mikroorganismen durchgeführt werden kann. Die Herstellungstechnologie der Schütze beliebiger Breite in Platter ist einfacher als das Bohren von Bohrungen mit einem Durchmesser, der die mittlere Teilchengröße nicht übersteigt. Darum ist die Kultivierung mit den Kulturmedien möglich, die eine Teilchengröße von 0,25 bis 40 mn besitzen.2. A slit-like perforation iii den Circular sectors and the introduction of a device for cleaning the slots ensures a stable introduction of the gas unit into the cooling layer, since the cleaning is independent of the Cultivation time of the microorganisms can be carried out. The manufacturing technology the contactor of any width in platter is easier than drilling holes with one Diameter which does not exceed the mean particle size. That is why cultivation is with the Culture media with a particle size of 0.25 to 40 µm are possible.

3. Die Einführung von Antrieben zur Verschiebung beweglicher Elemente in Gestalt von Zylindern, die im Innern des Behälters unergebracht sind, setzt keine Dichtungen im Apparatgehäuse voraus, was die Bedingungen zur sterilen Kultivierung verbessert.3. The introduction of drives for the displacement of movable elements in the form of cylinders, which are not brought inside the container, does not require any seals in the apparatus housing, what improves the conditions for sterile cultivation.

4. Flüssigkeitssammler können zusammen mit Wasser bei Bedarf die Einführung von Effektoren zur Erhöhung der Endproduktausbeute bei der Biosynthese gewährleisten.4. Liquid collectors can be used to introduce effectors along with water if necessary Ensure an increase in the end product yield during biosynthesis.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

t. Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen, der einen vertikalen zylindrischen Behälter mit einem oberen Fenster zur Aufgabe eines besäten körnigen Kulturmediums und einem unteren Fenster zum Austrag der Kultur aufweist, welcher in der Höhe durch horizontale Zwischenwände in Sektionen unterteilt ist, von denen jede mit einem Stutzen ι ο zur Zuleitung des durchlüftenden Stroms und einem Stutzen zur Ableitung des Stroms mit den Produkten des Metabolismus versehen ist, wobei jede Zwischenwand zusammengesetzt ausgeführt ist, ihre Elemente eine Perforation aufweisen und mit einem Mittel zum Zusammenlegen versehen sind, so daß während der Aufgabe des Kulturmediums in die Sektion alle Elemente eine geschlossene Zwischenwand bilden, während beim Austrag der Kultur aus der Sektion der horizontale Querschnitt des Behälters zum Herabrieseln der Kultur nach unten frei wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Zwischenwand einander teilweise überlappende Kreissektoren (10 und 10') mit einer Perforation sind, die m Gestalt von Schlitzen (ti) ausgeführt ist, und das Mittel zum Zusammenlegen der Kreissektoren unter der Zwischenwand (6), bezogen auf das Kulturmedium angebracht ist und die Verschiebung der Kreissektionen (10 und 10') in der Horizontalebene gewährleistet, wobei in jeder Sektion \7) ein längs der Achse des Behälters (1) angeordneter Lockerer (JS) vorgesehen ist, dessen Kamm (19) für eja Zusammenwirken mit der Kulturmediumschicht vorgershen ist und die Schüttbarkeit der Kultur aufrechterhältt. Apparatus for the cultivation of microorganisms, which has a vertical cylindrical container with an upper window for the application of a seeded granular culture medium and a lower window for the discharge of the culture, which is divided in height by horizontal partitions into sections, each of which with a nozzle ι ο is provided for the supply of the ventilating stream and a nozzle for the discharge of the stream with the products of metabolism, each partition being constructed, its elements having a perforation and being provided with a means for folding, so that during the task of the culture medium in the section all elements form a closed partition, while when the culture is discharged from the section, the horizontal cross-section of the container is free for the culture to trickle downwards, characterized in that the elements of the partition have partially overlapping circular sectors (10 and 10 ') egg ner perforation, which is designed m the shape of slots (ti), and the means for merging the circular sectors under the partition (6), based on the culture medium is attached and the displacement of the circular sections (10 and 10 ') in the horizontal plane ensures wherein a longitudinally disposed axis of the container (1) plow (JS) is in each section \ 7) is provided, the comb (19) for vorgershen EJA cooperation with the culture medium layer and the pourability of the culture maintains

2. Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kreissektor (10 und 10') in der Zone der Überlappung durch den benachbarten Sektor sich auf einen radialen Tragbalken (12) stützt, der an dem einen Ende mit der Wand des Behälters (1), an dem anderen Ende mit einem zentralen Stützring (13) starr verbunden ist, der im Behälter (1) konzentrisch angebracht ist2. Apparatus for cultivating microorganisms according to claim 1, characterized in that each sector of a circle (10 and 10 ') in the zone of overlap by the adjacent sector on a radial support beam (12) supported at one end with the wall of the container (1) on which the other end is rigidly connected to a central support ring (13) which is concentric in the container (1) is appropriate

3. Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (14) zum Zusammenlegen der Kreissektoren zwei Kraftzylinder (15 und 15') aufweist, von denen jeder an einem entsprechenden radialen Tragbalken (12) angelenkt ist, während die so Kolbenstangen (16 und 17) eines jeden der Zylinder (15 und 15<) mit den jeweiligen Kreissektoren (10 und 10*) gelenkig verbunden ist3. Apparatus for cultivating microorganisms according to claim 1 or 2, characterized in that the means (14) for collapsing the Circular sectors has two power cylinders (15 and 15 '), each of which is attached to a corresponding one radial support beam (12) is hinged, while the piston rods (16 and 17) of each of the cylinders (15 and 15 <) is articulated with the respective circle sectors (10 and 10 *)

4. Apparat zur Kultivierung von Mikroorganis· men nach einem der Ansprache I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lockerer (18) mit einem Kraftzylinder (22) zu seiner axialen Verschiebung und mit eitlem Kraftzylinder (28) für seine Drehung versehen ist, wobei der Kraftzylinder (22) zur axialen Verschiebung des Loekerers (18) im zentralen μ Stützring (13) in Gleitlagern (23 und 24) gelagert ist, während der Kraftzylinder (28) zur Drehung des Lockerers (18) am radialen Tragbalken (12) angelenkt und mit dem Kraftzylinder (22) zur axialen Verschiebung des Loekerers (18) kinematisch verbunden ist.4. Apparatus for cultivating microorganisms according to one of Claims I to 3, thereby characterized in that the loosener (18) with a power cylinder (22) for its axial displacement and is provided with a power cylinder (28) for its rotation, the power cylinder (22) for axial Shift of the Loekerer (18) in the central μ Support ring (13) is mounted in plain bearings (23 and 24), while the power cylinder (28) is used to rotate the Loosener (18) hinged to the radial support beam (12) and with the power cylinder (22) for the axial Movement of the Loekerers (18) is kinematically connected.

5. Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch5. Apparatus for the cultivation of microorganisms according to any one of claims 1 to 4, characterized gekennzeichnet, daß in jeder Sektion (7) eine Vorrichtung (31) zur Reinigung der Schlitze (11) vorgesehen ist, die einen Kamm (32) aufweist, dessen Zähne (33) mit einer Teilung angeordnet sind, welche der Teilung der Schlitze (U) gleich ist, und der unter der Zwischenwand (6), bezogen auf die Kulturmediumschicht angebracht und mit einem Kraftzylinder (36) kinematisch verbunden ist, der die Verschiebung der Zähne (33) längs der Schlitze (11) gewährleistet und am radialen Tragbalken (12) angelenkt istcharacterized in that in each section (7) a device (31) for cleaning the slots (11) is provided which has a comb (32) whose Teeth (33) are arranged with a pitch which is equal to the pitch of the slots (U), and the one under the partition (6), based on the culture medium layer, and with a Power cylinder (36) is kinematically connected, which shifts the teeth (33) along the slots (11) guaranteed and hinged to the radial support beam (12)

6. Apparat zur Kultivierung von Mikroorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Sektion ein Sammler (40) mit Düsen (41) zur Zuführung einer Flüssigkeit vorgesehen ist, wobei der Sammler über dem Lockerer (18) angeordnet und an den Wänden des Behälters (1) befestigt ist6. Apparatus for the cultivation of microorganisms according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that in each section a collector (40) with nozzles (41) for supplying a liquid is provided, wherein the collector is arranged above the loosener (18) and on the walls of the Container (1) is attached