RU161690U1 - PLANT FOR PRODUCING BIOMASS OF AEROBIC MICRO-ORGANISMS - Google Patents
PLANT FOR PRODUCING BIOMASS OF AEROBIC MICRO-ORGANISMS Download PDFInfo
- Publication number
- RU161690U1 RU161690U1 RU2014149048/10U RU2014149048U RU161690U1 RU 161690 U1 RU161690 U1 RU 161690U1 RU 2014149048/10 U RU2014149048/10 U RU 2014149048/10U RU 2014149048 U RU2014149048 U RU 2014149048U RU 161690 U1 RU161690 U1 RU 161690U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellite
- culture fluid
- vertically oriented
- container
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
1. Установка для производства биомассы аэробных микроорганизмов, характери-зующаяся наличием вертикально ориентированной емкости, наличием, по меньшей мере, одной вертикально ориентированной емкости-саттелита и наличием соединяющих их в зоне нижних частей первого и второго трубопроводов, оборудованных побудителями циркуляции культуральной жидкости, при этом вертикально ориентированная емкость снабжена патрубком для подвода жидкой минеральной питательной среды, патрубком для подвода кислородсодержащего газа, патрубком для отвода накопленной биомассы аэробных микроорганизмов, а также имеет установленную соосно объему упомянутой вертикально ориентированной емкости обечайку с отбортовкой, обеспечивающую разделение наполняемой культуральной жидкостью ее часть на подъемный и опускной каналы, оснащена барботером кислородсодержащего газа, установленным в подъемном канале и соединенным с патрубком подвода кислородсодержащего газа, причем, по меньшей мере, одна вертикально ориентированная емкость-саттелит имеет патрубок подачи газообразного субстрата и оборудована размещенной по своей вертикальной оси обечайкой с отбортовкой в верхней части в сторону упомянутой оси так, что она обеспечивает разделение наполняемой культуральной жидкостью часть, по меньшей мере, одной вертикально ориентированной емкости-саттелита на подъемный, оснащенный барботером газообразного субстрата, и опускной каналы, при этом опускной канал емкости соединен с подъемным каналом, по меньшей мере, одной вертикально ориентированной емкости-саттелита, а подъемный канал той же емкости соединен с опускным каналом, по меньшей мере, од1. Installation for the production of biomass of aerobic microorganisms, characterized by the presence of a vertically oriented capacity, the presence of at least one vertically oriented capacity-satellite and the presence of connecting them in the lower parts of the first and second pipelines equipped with stimulators of the circulation of the culture fluid, the vertically oriented container is equipped with a nozzle for supplying a liquid mineral nutrient medium, a nozzle for supplying an oxygen-containing gas, a nozzle for venting the accumulated biomass of aerobic microorganisms, and also has a collar with a flange installed coaxially with the volume of the vertically oriented container, which ensures the separation of the part filled with culture fluid into the lifting and lowering channels, is equipped with an oxygen-containing gas bubbler installed in the lifting channel and connected to the oxygen-containing gas supply pipe, and at least one vertically oriented container-satellite has a nozzle for supplying a gaseous substrate and equipping placed on its rim along its vertical axis with a flanging in the upper part towards the aforementioned axis so that it separates a part of at least one vertically oriented satellite container filled with culture fluid into a lifting one equipped with a gaseous substrate bubbler and a lowering channel, this lowering channel of the tank is connected to the lifting channel of at least one vertically oriented satellite-capacity, and the lifting channel of the same capacity is connected to the lowering channel of at least EPE, odes
Description
Полезная модель относится к области микробиологии и, в частности, к установкам для промышленного производства биопротеина из газообразного субстрата, напри-мер, природного газа.The utility model relates to the field of microbiology and, in particular, to plants for the industrial production of bioprotein from a gaseous substrate, for example, natural gas.
Из уровня техники известна установка для культивирования микроорганизмов (Изобретение РФ № 2021350, МПК С12 М 3/00, опуб. 15.10.1994 г.). Она содержит ка-меру с устройствами для аэрации, стерилизации, слива и долива среды и механизм пе-ремещения камеры. Камера представляет собой зафиксированную на жестком каркасе эластичную емкость, разделенную внешними зажимами на сообщающиеся питатель-ный, ростовой и накопительный отсеки, при этом на нижней внутренней поверхности ростового отсека расположен материал для иммобилизации клеток, накопительный от-сек выполнен с возможностью независимого газообмена, а жесткий каркас выполнен с двумя изломами, размещенными между отсеками, установлен с возможностью измене-ния угла наклона к горизонту от 0 до 45° и снабжен механизмом его перемещения. При этом части каркаса под накопительным и ростовым отсеками снабжены вибрато-рами.The prior art installation for the cultivation of microorganisms (Invention of the Russian Federation No. 2021350, IPC S12 M 3/00, publ. 10/15/1994). It contains a chamber with devices for aeration, sterilization, draining and topping up the medium and a mechanism for moving the chamber. The chamber is an elastic container fixed on a rigid frame, divided by external clamps into communicating feeder, growth and storage compartments, while on the lower inner surface of the growth compartment there is material to immobilize cells, the accumulation compartment is made with the possibility of independent gas exchange, and rigid the frame is made with two kinks located between the compartments, installed with the possibility of changing the angle of inclination to the horizon from 0 to 45 ° and is equipped with a mechanism for its movement. In this case, parts of the frame under the storage and growth compartments are equipped with vibrators.
Недостатком этой известной установки является низкая производительность куль-тивирования биомассы микроорганизмов.The disadvantage of this known installation is the low productivity of cultivating the biomass of microorganisms.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявлен-ной установке для производства биомассы аэробных микроорганизмов является аппа-рат для выращивания микроорганизмов (Изобретение РФ № 2 352 626, МПК: С12М 1/02, опуб. 20.04.2009 г. Бюл. № 11). Данный аппарат принимается в качестве устрой-ства - прототипа. Прототип содержит емкость, заполняемую культуральной жидко-стью до определенного уровня. Емкость снабжена патрубками для подвода жидкой минеральной питательной среды, воздуха и отвода накопленной биомассы, барботером для подвода воздуха, соединенным с воздухонагнетательной машиной, обечайку с от- бортовкой, установленную по оси емкости, служащую для разделения наполняемой жидкостью части емкости на подъемный и опускной каналы. Барботер расположен в подъемном канале. При этом установка дополнительно оснащена, как минимум, одной дополнительной емкостью являющаяся абсорбером газообразного субстрата, имеющей обечайку по оси емкости с отбортовкой в верхней части в сторону этой оси, разделяющую наполняемую культуральной жидкостью указанную емкость на подъем-ный и опускной каналы. Обе емкости соединены в нижней части жидкостепроводами таким образом, что опускной канал основной емкости соединен с подъемным каналом дополнительной емкости, а опускной канал дополнительной емкости - с подъемным каналом основной емкости, а в жидкостепроводе между емкостями установлен побу-дитель циркуляции жидкости. Кроме того, в подъемном канале дополнительной емко-сти размещен барботер газообразного субстрата. Следует отметить, что отбортовка в верхней части обечайки дополнительной емкости выполнена в виде воронки, направ-ленной вовнутрь опускного канала, симметричной оси опускного- канала, причем во-ронка выполняет роль жидкостеструйного эжектора гравитационного типа. При этом обечайка, расположенная в основной емкости, имеет отбортовку, наклоненную к оси емкости или к стенке емкости для расширения подъемного канала, а над ней установ-лен отбойник. Побудитель циркуляции жидкости в установке-прототипе может быть выполнен в виде циркуляционного насоса или в виде осевого пропеллера.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed installation for the production of biomass of aerobic microorganisms is an apparatus for growing microorganisms (Invention of the Russian Federation No. 2 352 626, IPC:
Недостаток установки-прототипа заключается в том, что у неё относительно низкая производительность культивирования биомассы аэробных микроорганизмов.The disadvantage of the installation of the prototype is that it has a relatively low productivity of cultivating biomass of aerobic microorganisms.
Задачей, на решение которой направлено создание предложенной установки, являет-ся создание индустриальных условий производства белковой массы из метансодер- жащего субстрата высокопроизводительными установками.The task to which the creation of the proposed installation is directed is the creation of industrial conditions for the production of protein mass from methane-containing substrate by high-performance plants.
Технический результат, ожидаемый от применения заявленного устройства, состоит в повышении производительности культивирования биомассы аэробных микроорга-низмов.The technical result expected from the use of the claimed device is to increase the productivity of cultivating biomass of aerobic microorganisms.
Заявленный технический результат достигается тем, что установка для производ-ства биомассы аэробных микроорганизмов, содержит вертикально ориентированную емкость, и, по меньшей мере, одну вертикально ориентированную ёмкость-саттелит, соединяющих их в зоне нижних частей первого и второго жидкостепроводов, обору-дованных побудителем циркуляции культуральной жидкости, при этом вертикально ориентированная емкость снабжена патрубком для подвода жидкой минеральной пита-тельной среды, патрубком для подвода кислородсодержащего газа, патрубком для от-вода накопленной биомассы аэробных микроорганизмов, а также имеет установленную соосно объема упомянутой вертикально ориентированной емкости обечайку с отбор- товкой, обеспечивающую разделение наполняемой культуральной жидкостью её часть на подъемный и опускной каналы, оснащена барботером кислородсодержащего газа, установленным в подъемном канале, и соединенным с патрубком подвода кислородсо-держащего газа. Причем, по меньшей мере, одна вертикально ориентированная ем- кость-саттелит имеет патрубок подачи газообразного субстрата и оборудована разме-щенной по своей вертикальной оси обечайкой с отбортовкой в верхней части в сто-рону упомянутой оси так, что она обеспечивает разделение наполняемой культураль-ной жидкостью часть, по меньшей мере, одной вертикально ориентированной емкости- саттелита на подъемный, оснащенный барботером газообразного субстрата, и опуск-ной каналы. Опускной канал упомянутой емкости соединен с подъемным каналом, по меньшей мере, одной вертикально ориентированной емкости-саттелита, а подъемный канал той же емкости соединен с опускным каналом, по меньшей мере, одной верти-кально ориентированной емкости-саттелита посредством, соответственно, подъемного и опускного каналов, при этом емкость ниже уровня культуральной жидкости оснаще-на датчиком температуры и датчиком рН, а выше уровня культуральной жидкости ос-нащена датчиком углекислого газа, которые информационно-коммутационно соеди-нены интерфейсом с электронно-вычислительной машиной содержащей средство ви-зуализации информации, на которой инсталлирована программа для ЭВМ «Гаприн»,.The claimed technical result is achieved by the fact that the installation for the production of biomass of aerobic microorganisms contains a vertically oriented container and at least one vertically oriented container-satellite, connecting them in the area of the lower parts of the first and second liquid pipelines equipped with a circulation activator culture fluid, while the vertically oriented container is equipped with a nozzle for supplying a liquid mineral nutrient medium, a nozzle for supplying an oxygen-containing gas, patr a storage compartment for collecting accumulated biomass of aerobic microorganisms, and also has a collar with flanges installed coaxially with the volume of the said vertically oriented container, which ensures the separation of the part filled with culture fluid into the lifting and lowering channels, is equipped with an oxygen-containing gas bubbler installed in the lifting channel, and connected to the nozzle for supplying oxygen-containing gas. Moreover, at least one vertically oriented container-satellite has a nozzle for supplying a gaseous substrate and is equipped with a shell arranged along its vertical axis with a flanging in the upper part to the side of the said axis so that it ensures the separation of the filled culture liquid part of at least one vertically oriented satellite-container on the lifting, equipped with a bubbler of a gaseous substrate, and the lowering channels. The lowering channel of said container is connected to the lifting channel of at least one vertically oriented satellite-container, and the lifting channel of the same capacity is connected to the lowering channel of at least one vertically oriented satellite-vessel by means of, respectively, lifting and lowering channels, while the capacity below the level of the culture fluid is equipped with a temperature sensor and a pH sensor, and above the level of the culture fluid is equipped with a carbon dioxide sensor, which information and switching connection i-nen interface with an electronic computer containing a means of visualization of information on which the computer program "Gaprin" is installed.
Желательно, чтобы побудитель циркуляции культуральной жидкости был выполнен в виде циркуляционного насоса. Желательно, чтобы над обечайкой емкости был закреплен отбойник.It is desirable that the stimulator of the circulation of the culture fluid was made in the form of a circulation pump. It is advisable that a chipper be fixed above the shell of the tank.
Заявленная установка иллюстрируется рядом рисунков:The claimed installation is illustrated by a number of figures:
- на Фиг.1 схематично изображена структура предлагаемой установки, оснащенная одной емкостью и одной ёмкостью-саттелитом;- figure 1 schematically shows the structure of the proposed installation, equipped with one tank and one tank-satellite;
- на Фиг.2 схематично изображена структура предлагаемой установки, оснащенная одной емкостью и двумя ёмкостями - саттелитами;- figure 2 schematically shows the structure of the proposed installation, equipped with one tank and two tanks - satellite;
- на Фиг.З схематично изображена структура предлагаемой установки, оснащенная одной емкостью и тремя ёмкостями - саттелитами;- Fig. 3 schematically shows the structure of the proposed installation, equipped with one tank and three tanks - satellite;
- на Фиг.4 схематично изображено вертикальное сечение емкости;- figure 4 schematically shows a vertical section of the tank;
- на Фиг.5 схематично изображено вертикальное сечение емкости-саттелита.- figure 5 schematically shows a vertical section of the capacity of the satellite.
Перечень позиций. The list of positions.
1. Емкость. 1. Capacity.
1.1. Обечайка в емкости.1.1. The shell in the tank.
1.2. Отбортовка в емкости.1.2. Flanging in the container.
1.3. Опускной канал в емкости.1.3. The lowering channel in capacity.
1.4. Подъемный канал в емкости.1.4. The lifting channel in the tank.
1.5. Барботёр для воздуха.1.5. Air bubbler.
1.6. Воздушный коллектор.1.6. Air collector.
1.7. Канал сброса газов на утилизацию.1.7. Gas discharge channel for disposal.
1.8. Уровень культуральной жидкости.1.8. The level of culture fluid.
1.9. Наджидкостное пространство.1.9. Super fluid space.
2. Емкость-саттелит.2. The capacity is satellite.
2.1. Первая емкость-саттелит.2.1. The first capacity is satellite.
2.2. Вторая емкость-саттелит.2.2. The second capacity is satellite.
2.3. Третья емкость-саттелит.2.3. The third capacity is satellite.
3. Предохранительный клапан.3. Safety valve.
3.1. Предохранительный клапан в первой емкости-саттелите.3.1. Safety valve in the first satellite tank.
3.2. Предохранительный клапан во второй емкости-саттелите.3.2. Safety valve in the second satellite tank.
3.3. Предохранительный клапан в третьей емкости-саттелите.3.3. Safety valve in the third satellite tank.
4. Продувочный газопровод.4. Purge gas pipeline.
4.1. Продувочный газопровод первой емкости-саттелита.4.1. The purge gas pipeline of the first satellite capacity.
4.1.1. Запорный орган продувочного газопровода первой емкости-саттелита.4.1.1. The shutoff valve of the purge gas pipeline of the first satellite capacity.
4.2. Продувочный газопровод второй емкости-саттелита.4.2. Purge gas pipeline of the second satellite capacity.
4.2.1. Запорный орган продувочного газопровода второй емкости-саттелита.4.2.1. The shutoff valve of the purge gas pipeline of the second satellite capacity.
4.3. Продувочный газопровод третьей емкости-саттелита.4.3. Purge gas pipe of the third satellite capacity.
4.3.1. Запорный орган продувочного газопровода третьей емкости- саттелита.4.3.1. The shutoff valve of the purge gas pipeline of the third capacity is satellite.
5. Жидкостепровод.5. Liquid pipe.
5.1. Первый жидкостепровод.5.1. The first fluid pipe.
5.2. Второй жидкостепровод.5.2. The second fluid pipe.
5.3. Третий ждкостепровод.5.3. The third pipeline.
5.4. Четвертый жидкостепровод.5.4. The fourth fluid pipe.
5.5. Пятый жидкостепровод.5.5. Fifth liquid pipe.
5.6. Шестой жидкостепровод.5.6. Sixth liquid pipe.
6. Устройство для принудительной циркуляции жидкости.6. Device for forced fluid circulation.
7. Отбойник.7. Chipper.
8. Воздуховод.8. Air duct.
9. Обечайка в емкости-саттелите.9. A shell in a satellite container.
9.1. Обечайка в первой емкости-саттелите.9.1. A shell in the first satellite container.
9.2. Обечайка во второй емкости-саттелите.9.2. A shell in the second satellite container.
9.3. Обечайка в третьей емкости-саттелите.9.3. The shell in the third satellite capacity.
10. Отбортовка в емкости-саттелите.10. Flanging in the satellite container.
10.1. Отбортовка в первой емкости-саттелите.10.1. Flanging in the first satellite container.
10.2. Отбортовка во второй емкости-саттелите.10.2. Flanging in the second satellite container.
10.3. Отбортовка в третьей емкости-саттелите.10.3. Flanging in the third satellite container.
11. Подъемный канал в емкости-саттелите.11. The lifting channel in the satellite container.
11.1. Подъемный канал в первой емкости-саттелите.11.1. The lifting channel in the first satellite container.
11.2. Подъемный канал во второй емкости-саттелите.11.2. The lifting channel in the second satellite container.
11.3. Подъемный канал в третьей емкости-саттелите.11.3. The lifting channel in the third satellite capacity.
12. Опускной канал в емкости-саттелите.12. The lower channel in the satellite tank.
12.1. Опускной канал в первой емкости-саттелите.12.1. The lowering channel in the first satellite capacity.
12.2. Опускной канал во второй емкости-саттелите.12.2. The lowering channel in the second satellite container.
12.3. Опускной канал в третьей емкости-саттелите.12.3. The lowering channel in the third satellite capacity.
13. Гравитационный эжектор.13. Gravity ejector.
13.1. Первый гравитационный эжектор.13.1. The first gravitational ejector.
13.2. Второй гравитационный эжектор.13.2. The second gravitational ejector.
13.3. Третий гравитационный эжектор.13.3. The third gravitational ejector.
14. Барботер для барботажа углеродсодержащим газом.14. A bubbler for sparging with carbon-containing gas.
14.1. Барботер для барботажа углеродсодержащим газом в первой емкости- саттелите.14.1. A bubbler for sparging with carbon-containing gas in the first satellite container.
14.2. Барботер для барботажа углеродсодержащим газом во второй емкости саттелите.14.2. A bubbler for sparging with carbon-containing gas in the second satellite tank.
14.3. Барботер для барботажа углеродсодержащим газом в третьей емкости- саттелите.14.3. A bubbler for sparging with carbon-containing gas in the third satellite tank.
15. Газопровод углеродсодержащего газа.15. Gas pipeline carbon-containing gas.
15.1. Распределительный газовый коллектор углеродсодержащего газа. 15.1. Distribution gas collector of carbon-containing gas.
15.1.1. Запорный орган на газопроводе углеродсодержащего газа.15.1.1. A shutoff valve on a carbon-containing gas pipeline.
15.2. Регулятор давления.15.2. Pressure regulator.
15.3. Датчик давления.15.3. Pressure meter.
16. Теплообменник.16. Heat exchanger.
16.1. Трубопроводы подачи-отвода теплоносителя16.1. Coolant supply and exhaust pipelines
16.2. Термостат.16.2. Thermostat.
17. Трубопровод для подвода жидкой питательной среды.17. The pipeline for supplying a liquid nutrient medium.
17.1. Вентиль на трубопроводе для подвода жидкой питательной среды.17.1. Valve in the pipeline for supplying a liquid nutrient medium.
18. Трубопровод для отвода культуральной жидкости.18. The pipeline for draining the culture fluid.
18.1. Вентиль на трубопроводе для отвода культуральной жидкости.18.1. Valve in the pipe for draining the culture fluid.
19. Патрубок для сброса газа из наджидкостного пространства на утилизацию.19. A pipe for gas discharge from the super-liquid space for disposal.
20. Аппаратно-программный комплекс.20. Hardware-software complex.
21. Датчик температуры.21. The temperature sensor.
22. Датчик рН.22. The pH sensor.
23. Датчик С02 23. Sensor C0 2
24. Информационно-коммутационные каналы.24. Information and switching channels.
25. Интерфейс.25. Interface.
Емкость 1(Фиг.1-Фиг.4) представляет собой часть составного ферментёра и может быть выполнена из листового инертного конструкционного материала (а по форме, как, например, герме-тизированный вертикально-ориентированный цилиндр), в частности, из пищевой не-ржавеющей стали марки 08X18Н10. Из аналогичного материала может быть выпол-нены обечайка 1.1(Фиг.4) и отбортовка 1.2(Фиг.4), позиционированные в емкости 1(Фиг.1-Фиг.4) симметрично вертикальной оси последней. В качестве барботера 1.5(Фиг. 4) может быть использована кольцевая конструкцию, раскрытая в известном источнике (Заявка на изобретение РФ № 92015695, МПК С25В 9/02, опуб. 20.02.1997 г.). Барботёр 1.5(Фиг.4) предназначен для насыщения культуральной жидкости, на-ходящейся в емкости 1(Фиг.1-Фиг.4) заявленной установки, газом в соответствии с требованиями технологии производства биопротеина (в частности, воздухом). Воз-душный коллектор 1.6(Фиг.4) предназначен для подачи вышеупомянутого газа (возду-ха) в барботёр 1.5(Фиг.4). Его конструкция может быть подобна конструкции, рас-крытой в известном источнике (Изобретение РФ № 2494287, МПК F04D 27/00, опуб. 27.09.2013 г., Бюл.№ 27). Канал сброса газов на утилизацию 1.7(Фиг.4) предназначен для периодического освобождения емкости 1(Фиг.1-Фиг.4) от отработавших в резуль-тате ферментации газообразных отходов производства биопротеина. В простейшем варианте исполнения представляет собой трубопровод, один из торцов которого пози-ционирован в наджидкостном пространстве 1,9(Фиг.4) посредством патрубка 19(Фиг.4), а второй торец которого, по соображениям экологии, помещен в скруббер (не показано).Capacity 1 (Figure 1-Figure 4) is a part of a composite fermenter and can be made of a sheet of inert structural material (and in shape, such as a sealed vertically oriented cylinder), in particular, from a food non rusting steel 08X18H10. From a similar material can be made shell 1.1 (Figure 4) and flanging 1.2 (Figure 4), positioned in the tank 1 (Figure 1-Figure 4) symmetrically to the vertical axis of the latter. As a bubbler 1.5 (Fig. 4), a ring structure disclosed in a known source can be used (Application for invention of the Russian Federation No. 92015695, IPC С25В 9/02, publ. 02.20.1997). The bubbler 1.5 (Figure 4) is designed to saturate the culture fluid located in the tank 1 (Figure 1-Figure 4) of the inventive installation with gas in accordance with the requirements of the bioprotein production technology (in particular, with air). The air manifold 1.6 (FIG. 4) is intended to supply the aforementioned gas (air) to the bubbler 1.5 (FIG. 4). Its design may be similar to the design disclosed in a known source (Invention of the Russian Federation No. 2494287, IPC F04D 27/00, publ. 09/27/2013, Bull. No. 27). The gas discharge channel for utilization 1.7 (Figure 4) is intended for the periodic release of the tank 1 (Figure 1-Figure 4) from the gaseous waste from the production of bioprotein used as a result of fermentation. In the simplest embodiment, it is a pipeline, one of the ends of which is positioned in the super-fluid space 1.9 (Figure 4) by means of a pipe 19 (Figure 4), and the second end of which, for environmental reasons, is placed in a scrubber (not shown )
Конструкция ёмкости-саттелита, представляющая собой, по меньшей мере, вторую часть составного ферментёра, 2(Фиг.4) и используемые для её изготовления конструкционные материалы могут быть аналогичны конструкции и примененным конструкционным материалам емкости 1(Фиг.1-Фиг.4).The design of the vessel-satellite, representing at least the second part of the composite fermenter, 2 (Figure 4) and the structural materials used for its manufacture can be similar to the construction and applied structural materials of the tank 1 (Figure 1-Figure 4).
Поскольку ёмкость-саттелит 2(Фиг.1-ФигЗ, Фиг.5) представляет собой рабочую ем-кость, работающую под давлением, она оснащена предохранительным клапаном 3.1(Фиг.5), обеспечивающим защиту емкости-саттелита 2.1(Фиг.5) от разрушения при избыточном для неё давлении в аварийном случае. Конструкции газовых предохрани-тельных клапанов хорошо известны из уровня техники и, в частности, для предложен-ной установки может быть использован известный предохранительный клапан из ис-точника: изобретение РФ № 2307276, МПК F16K 17/04, опуб. 27.09.2007, Бюл. № 27. Продувочный газопровод 4.1 (Фиг. 5) предназначен для периодической продувки (в ос-новном перед началом и после окончания работы по производству биопротеина), рав-но как и при превышении повышенного содержания углекислого газа в емкости- саттелите 2.1(Фиг.5). Он оснащен запорным органом 4.1.1(Фиг.5), который может быть конструктивно воплощен как обыкновенный вентиль, установленный на упомянутом продувочном газопроводе 4.1 (Фиг.5).Since the capacity of the satellite 2 (Figure 1-FIGS, Figure 5) is a working capacity, working under pressure, it is equipped with a safety valve 3.1 (Figure 5), which protects the capacity of the satellite 2.1 (Figure 5) from destruction with excess pressure for it in an emergency. The design of gas safety valves is well known in the art and, in particular, for the proposed installation, a known safety valve from the source can be used: invention of the Russian Federation No. 2307276,
Жидкостепроводы 5 (Фиг.1-Фиг.5) предназначены для перемещения между емко-стями заявленной установки культуральной жидкости и представляю собой трубопро-воды, выполненные из материала, подобного по коррозионной стойкости материалу ёмкости 1 (Фиг. 1 -Фиг.4).Liquid pipelines 5 (Figure 1-Figure 5) are designed to move between the containers of the claimed installation of the culture fluid and is a pipe made of a material similar in corrosion resistance to the material of the tank 1 (Fig. 1 - Fig. 4).
Устройство для принудительной циркуляции жидкости 6(Фиг.4) предназначено для перемещения культуральной жидкости между емкостью 1 (Фиг. 1-Фиг.4) и первой ём- костью-саттелитом 2.1 (Фиг.5) /или ёмкостями - саттелитами 2.1, 2.2,2.3 (Фиг.1- Фиг.З)/. В качестве упомянутого устройства может быть использован циркуляционный насос, например, марки Wipo-Star RS (http://www.allb.ru). Отбойник 7(Фиг.4) предназначен для снижения уровня брызгообразования в емкости 1 (Фиг.4) и представляет собой профилированную пластину, закрепленную по периметру внутренней стенки емкости 1 (Фиг.4) над отбортовкой 1.2(Фиг.4) в емкости 1 (Фиг.4). Воздуховод 8(Фиг.4) пред-ставляет собой средство подачи воздуха в воздушный коллектор 1.6 (Фиг.4) и может быть выполнен как трубопровод, подключенный к воздушному компрессору или ком-прессорной станции (не показаны).The device for the forced circulation of fluid 6 (Figure 4) is designed to move the culture fluid between the tank 1 (Fig. 1-Figure 4) and the first tank-satellite 2.1 (Figure 5) / or tanks - satellite 2.1, 2.2, 2.3 (Fig. 1 - Fig. 3) /. As the mentioned device, a circulation pump can be used, for example, of the Wipo-Star RS brand (http://www.allb.ru). The chipper 7 (Figure 4) is designed to reduce the level of spray formation in the tank 1 (Figure 4) and is a profiled plate fixed along the perimeter of the inner wall of the tank 1 (Figure 4) above the flange 1.2 (Figure 4) in the tank 1 ( Figure 4). The duct 8 (Figure 4) is a means of supplying air to the air manifold 1.6 (Figure 4) and can be performed as a pipe connected to an air compressor or compressor station (not shown).
Обечайка в емкости-саттелите 9.1 (Фиг.5) предназначена для формирования в ней опускного 12.1(Фиг.5) и может быть выполнена в форме вертикально-ориентированной трубы или короба, отделяющих зону подъемного канала 11.1 (Фиг.5) от зоны опускного канала 12.1(Фиг.5).The shell in the container-satellite 9.1 (Figure 5) is designed to form a lowering 12.1 (Figure 5) in it and can be made in the form of a vertically oriented pipe or duct separating the zone of the lifting channel 11.1 (Figure 5) from the zone of the lowering channel 12.1 (Figure 5).
Первый гравитационный эжектор 1.3 (Фиг.5) представляет собой воронкообразное соединение обечайки 9.1(Фиг.5) со вторым жидкостепроводом 5.2(Фиг.5), имеющим меньшее проходное сечение, что способствует использованию силы земной гравитации для ускорения перемещения культуральной жидкости во второй жидкостепровод 5.2(Фиг.5) первой ёмкости-саттелита 2.1(Фиг.5).The first gravitational ejector 1.3 (Fig. 5) is a funnel-shaped connection of the shell 9.1 (Fig. 5) with a second fluid pipe 5.2 (Fig. 5) having a smaller flow area, which facilitates the use of Earth's gravity to accelerate the movement of the culture fluid in the second fluid pipe 5.2 (Figure 5) of the first capacity satellite 2.1 (Figure 5).
Конструкция и работа барботера для барботажа культуральной жидкости угле- родсодержащим газом 14.1(Фиг.5) аналогичны барботеру для воздуха и, соответст-венно, конструктивно сходны по воплощению. Исключение состоит в том, что через барботёр 14.1(Фиг.5) в ёмкость-саттелит 2.1(Фиг.5) подают природный газ (углерод- содержащий газ), а не воздух (являющийся источником кислорода). Барботёр для бар-ботажа культуральной жидкости углеродсодержащим газом 14.1(Фиг.5) подключен к газопроводу углеродсодержащего газа 15 (Фиг.5), оснащенному распределительным газовым коллектором 15.1 (Фиг.5), запорным органом 15.1.1 (Фиг.5), а также системой поддержания в емкосте-саттелите 2.1 (Фиг.5) в составе датчика давления 15.3(Фиг.5) и регулятора давления 15.2(Фиг.5), заданного давления углеродсодержащего (природно-го) газа. Системы поддержания в замкнутом объеме заданного давления подаваемого в это замкнутый объем газовой среды посредством работы регулятора давления, полу-чающего информацию от датчика давления, известны (см., например, АС СССР № 1505253, МПК G05D 16/06, опуб. 10.07.2006 г., Бюл. № 19).The design and operation of the bubbler for bubbling the culture fluid with carbon-containing gas 14.1 (Figure 5) are similar to the bubbler for air and, accordingly, are structurally similar in embodiment. The exception is that through a bubbler 14.1 (Figure 5), natural gas (carbon-containing gas) is supplied to the satellite-2.1 vessel (Figure 5), and not air (which is the source of oxygen). A bubbler for sparging the culture fluid with carbon-containing gas 14.1 (Figure 5) is connected to a carbon-containing gas pipeline 15 (Figure 5), equipped with a gas distribution manifold 15.1 (Figure 5), a shut-off body 15.1.1 (Figure 5), and also the maintenance system in the capacitance-satellite 2.1 (Figure 5) as part of a pressure sensor 15.3 (Figure 5) and a pressure regulator 15.2 (Figure 5), a predetermined pressure of the carbon-containing (natural) gas. Systems for maintaining in a closed volume a predetermined pressure of a gaseous medium supplied to this closed volume by means of a pressure regulator receiving information from a pressure sensor are known (see, for example, USSR AS No. 1505253,
Теплообменник 16 (Фиг.4) предназначен для регулирования (в том числе и для под-держания) температуры культуральной жидкости, проходящей через зону опускного канала 1.3(Фиг.4) в емкости 1(Фиг.4). Может быть выполнен как трубчатый теплооб-менник, сообщающийся по трубопроводам подачи-отвода теплоносителя 16.1 (Фиг.4) с термостатом 16.2(Фиг.4), на котором задают определенную (для конкретного вида ис-пользуемых аэробных микроорганизмов) температуру).The heat exchanger 16 (Figure 4) is designed to control (including to maintain) the temperature of the culture fluid passing through the zone of the lowering channel 1.3 (Figure 4) in the tank 1 (Figure 4). It can be implemented as a tubular heat exchanger communicating via pipelines for supplying and removing coolant 16.1 (Figure 4) with a thermostat 16.2 (Figure 4), at which a specific temperature is set (for the specific type of aerobic microorganisms used)).
Функциональное предназначение в структуре заявленной установки трубопровода для подвода жидкой питательной среды 17(Фиг.5) и трубопровода для отвода культу-ральной жидкости 18(Фиг.4) вытекает из названий этих элементов конструкции уста-новки и, очевидно, не требует дополнительных пояснений. Эти трубопроводы снабже-ны соответствующими вентилями (запорной арматурой) 17.1(Фиг.1) и 18.1 (Фиг. 1).The functional purpose in the structure of the claimed installation of the pipeline for supplying a liquid nutrient medium 17 (Figure 5) and the pipeline for draining the culture fluid 18 (Figure 4) follows from the names of these structural elements of the installation and, obviously, does not require additional explanation. These pipelines are equipped with corresponding valves (shutoff valves) 17.1 (Fig. 1) and 18.1 (Fig. 1).
Патрубок 19 (Фиг.4) служит для сброса отработанных газов, скапливающегося в наджидкостном пространстве 1.9(Фиг.4) емкости 1 (Фиг.4) на утилизацию по соответ-ствующему каналу 1.7(Фиг.4), как упоминалось ранее, представляющему собой трубо-провод.The pipe 19 (Figure 4) is used to discharge the exhaust gases accumulating in the super-fluid space 1.9 (Figure 4) of the container 1 (Figure 4) for disposal through the corresponding channel 1.7 (Figure 4), as mentioned previously, which is pipeline.
Используемой в установке аппаратно-программный комплекс 20(Фиг.4) основан на IBM совместимом компьютере, оснащенным средством визуализации (дисплеем) с инсталлированной на нем программой "ГАПРИН" (Свидетельство о государственной регистрации № 20156188884 от 19.08.2015 г.). Он подключен к закрепленным внутри емкости 1 (Фиг.4) датчику температуры 21 (Фиг.4) / например, фирмы DANFOSS, мо-дель МВТ 5260, http://www.danfoss.com/, датчику рН 22(Фиг.4) / например, фирмы Апа- CONT LE, http://www.rusavtomatic.ru/ и датчику СО2, 23 (Фиг.4) /например, фирмы WEXON, модель VAISALA GMT220, http://www.wexon.ru/ посредством соответствующих информационно-коммутационных каналов (например, в виде проводных линий связи) 24(Фиг.4) через интерфейс 25(Фиг.4). Работа заявленного устройство поясняется при-мерами.The hardware and
Пример № 1.Example No. 1.
В настоящем примере использована установка в конфигурации, представленной на Фиг.1, а именно, состоящей из емкости 1(Фиг.1) объемом в 50 м3 и первой ёмкости-саттелита 2.1 (Фиг.1) объемом в 20 м3 , соединенных между собой первым 5.1 (Фиг.1) и вторым 5.2(Фиг.1) жидкостепроводами, причем первый 5.1 (Фиг.1) жидкостепровод ос-нащен трубопроводом для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.1), на котором смонтирован вентиль 18.1 (Фиг.1), а второй 5.2(Фиг.1) жидкостепровод оснащен трубо-проводом для подвода жидкой питательной среды 17(Фиг.1), также содержит запор-ную арматуру в виде вентиля 17.1 (Фиг. 1).In the present example, the installation was used in the configuration shown in Fig. 1, namely, consisting of a container 1 (Fig. 1) with a volume of 50 m 3 and a first satellite-2.1 capacity (Fig. 1) with a volume of 20 m 3 connected between a first 5.1 (FIG. 1) and a second 5.2 (FIG. 1) liquid pipelines, the first 5.1 (FIG. 1) liquid piping being equipped with a pipe for draining the culture fluid 18 (FIG. 1), on which the valve 18.1 is mounted (FIG. 1), and the second 5.2 (Figure 1) the liquid pipe is equipped with a pipe wire for supplying a liquid nutrient medium 17 (Figure 1), also contains shut-off valves in de valve 17.1 (FIG. 1).
Для подготовки заявленной установки к работе через нее при открытых вентилях 17.1 (Фиг.1) и 18.1 (Фиг.1) прокачивают воду (подача воды осуществляется через вен-тиль 18.1 (Фиг.1) по трубопроводу для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.1), а отводы воды, соответственно, по трубопроводу для подвода жидкой питательной сре-ды 17(Фиг.1)) в объеме 210 м3 подогретой до 49 °С воды (ГОСТ Р 51232-98). В ходе этой прокачки воды температуру теплообменника 16(Фиг.4) посредством термостата 16.2(Фиг.4) и трубопроводам подачи-отвода жидкого теплоносителя 16.1 (Фиг.4) зада-ют также на уровне 49 °С. После завершения прокачки воды её сливают из установки и, закрыв вентиль 18.1 (Фиг.1), по трубопроводу подачи жидкой питательной среды 17(Фиг.1) при открытом вентиле 17.1 (Фиг.1) в установку закачивают жидкую мине-ральную питательную среду, заполняя примерно на 75% как емкость 1 (Фиг.1), так и первую емкость-саттелит 2.1(Фиг.1). Затем по этому же трубопроводу в установку по-дают культуральную жидкость, содержащую штамм бактерии Methylococcus capsula-rs ВСБ-874 в количестве 0,5 % вес на 1 литр жидкой питательной среды. После за-полнения емкости 1 (Фиг.1) до 80% (т.е. до уровня 1.8(Фиг.4 и Фиг.5), вентиль 17.1 (Фиг.1 и Фиг.4) закрывают. Запускают в работу устройство для принудительной циркуляции жидкости 6(Фиг.4). Благодаря воздействию последнего культуральная жидкость по первому жидкостепроводу 5.1 (Фиг.4) поступает в подъемный канал 11.1 (Фиг.5) первой емкости-саттелита 2.1 (Фиг.5). Из него, огибая отбортовку в первой ёмкости-саттелите 10.1 (Фиг.5), культуральная жидкость устремляется в обечайку в первой емкости-саттелите 9.1 (Фиг.5), откуда из-за воздействия сил гравитации и, ко-нечно, работе первого гравитационного эжектора 13.1 (Фиг.5), попадает во второй жидкостепровод 5.2(Фиг.5), перемещаясь затем из него в подъемный канал 1.4(Фиг.4) в емкости 1(Фиг.4), заполняя последнюю до уровня 1.8(Фиг.4). При этом отбойник 7(Фиг.4) препятствует интенсивному брызгообразованию, направляя поток культу-ральной жидкости в опускной канал в емкости 1.3(Фиг.4), где культуральная жидкость снова вступает в контакт с теплообменником 16(Фиг.4). Таким образом происходит стабилизация температуры культуральной жидкости до значения 49°С. Работа уста-новки для принудительной циркуляции культуральной жидкости 6(Фиг.4) и действие силы тяжести снова заставляет культуральную жидкость двигаться из опускного кана-ла в емкости 1.3(Фиг.4) в первую емкость-саттелит 2.1(Фиг.1) и далее по маршруту, уже описанному выше. Непрерывная подача воздуха по воздуховоду 8(Фиг.4) (избы-точное давление составляет значение 1,3 атм.) приводит к наполнению воздухом пер-вого воздушного коллектора 1.6(Фиг.4) и перемещению воздуха в первый барботёр 1.5(Фиг.4) вследствие чего происходит насыщение культуральной жидкости кислоро-дом. Не растворившийся в культуральной жидкости воздух попадает в наджидкостной пространство 1.9(Фиг.4) и далее выводится через патрубок 19(Фиг.4) по трубопрово-ду 1.7(Фиг.4) на утилизацию. В первой ёмкости-саттелите 2.1 (Фиг.5) поступающий по газопроводу углеродсодержащего газа 15(Фиг.5) природный газ редуцируется до дав-ления 1,3 атм. посредством совместной работы регулятора давления 15.2(Фиг.5) и дат-чика давления 15.3(Фиг.5) и через открытый запорный орган на газопроводе 15.1.1(Фиг.5) заполняет в распределительный газовый коллектор 15.1(Фиг.5), а из не-го инжектируется в культуральную жидкость посредством барботера для барботажа углеродсодержащим газом в первой емкости-саттелите 14.1(Фиг.5). Не растворивший-ся в культуральной жидкости природный газ вместе с продуктами метаболизма скап-ливается в наджидкостном пространстве 1.9(Фиг.5) и периодически (примерно 1 раз в час) через запорный орган продувочного газопровода первой емкости-саттелита 4.1.1 (Фиг.5) выводится оператором по продувочному газопроводу первой емкости- саттелита 4.1 (Фиг.5) также на утилизацию. В случае возникновения аварийного режи-ма работы установки (например, вследствие выхода из строя регулятора давления 15.2(Фиг.5) и появления избыточного давления природного газа, превышающего уста-новленное аварийное значение 1,8 атм.) в наджидкостном пространстве 1.9(Фиг.5), происходит срабатывание предохранительного клапана в первой емкости-саттелите 3.1 (Фиг.5), стравливающего избыточное давление из первой емкости-саттелита 2.1(Фиг.5). Благодаря датчикам 21-23(Фиг.4), информация о параметрах процесса фер-ментации поступает по информационно-коммутационным каналам 24(Фиг.4) через ин-терфейс 25(Фиг.4) аппаратно-программного комплекса 20(Фиг.4) и отображается на дисплее (не показано) после обработки программой для ЭВМ «Гаприн». Могут быть визуализированы как мгновенные значения снимаемых датчиками 21-23(Фиг.4) пара-метров, так и данные, подвергнутые аналитической обработке (в частности, тренды изменения параметров, их модули и т.п.), что дает возможность оператору, контроли-рующему работу заявленной установки, оперативно (в частности, при отклонении по-казателя более чем на 0,5%) реагировать на эти события, корректирую режим фермен-тации.In order to prepare the claimed installation for operation, water is pumped through it with open valves 17.1 (Fig. 1) and 18.1 (Fig. 1) (water is supplied through valve 18.1 (Fig. 1) through a pipe for draining the culture fluid 18 (Fig. 1), and water outlets, respectively, through a pipeline for supplying a liquid nutrient medium 17 (Figure 1)) in a volume of 210 m 3 of water heated to 49 ° C (GOST R 51232-98). During this pumping of water, the temperature of the heat exchanger 16 (Figure 4) by means of the thermostat 16.2 (Figure 4) and pipelines for supplying and discharging the liquid coolant 16.1 (Figure 4) are also set at 49 ° C. After the pumping of water is completed, it is drained from the installation and, having closed the valve 18.1 (Figure 1), the liquid mineral medium is pumped into the installation through the supply pipe of the liquid nutrient medium 17 (Figure 1) with the valve 17.1 open (Figure 1), filling approximately 75% as capacity 1 (Figure 1), and the first capacity satellite 2.1 (Figure 1). Then, through the same pipeline, a culture fluid containing the strain of the bacterium Methylococcus capsula-rs VSB-874 in the amount of 0.5% weight per 1 liter of liquid nutrient medium is fed into the installation. After filling the tank 1 (Fig. 1) to 80% (i.e., to the level 1.8 (Fig. 4 and Fig. 5), the valve 17.1 (Fig. 1 and Fig. 4) is closed. forced circulation of fluid 6 (Figure 4). Due to the effect of the latter, the culture fluid through the first fluid pipe 5.1 (Figure 4) enters the lifting channel 11.1 (Figure 5) of the first satellite-2.1 capacity (Figure 5). in the first satellite-container 10.1 (Figure 5), the culture fluid rushes into the shell in the first satellite-vessel 9.1 (Figure 5), whence due to the influence of gravitational forces and, of course, the first gravitational ejector 13.1 (Figure 5), enters the second fluid pipe 5.2 (Figure 5), then moving from it into the lifting channel 1.4 (Figure 4) in the tank 1 (Figure 4), filling the latter to level 1.8 ( In this case, the chipper 7 (Fig. 4) prevents intensive spray formation by directing the flow of the culture fluid into the lowering channel in the reservoir 1.3 (Fig. 4), where the culture fluid again comes into contact with the heat exchanger 16 (Fig. 4). ) Thus, the temperature of the culture fluid is stabilized to a value of 49 ° C. The operation of the installation for the forced circulation of the culture fluid 6 (Figure 4) and the action of gravity again causes the culture fluid to move from the lowering channel in the container 1.3 (Figure 4) into the first container-satellite 2.1 (Figure 1) and further along the route already described above. A continuous supply of air through the duct 8 (Figure 4) (excess pressure is 1.3 atm.) Leads to the filling of the first air manifold 1.6 with air (Figure 4) and the movement of air into the first bubbler 1.5 (Figure 4) ) as a result of which the culture fluid is saturated with oxygen. Not soluble in the culture fluid, the air enters the super-fluid space 1.9 (Figure 4) and then is discharged through the pipe 19 (Figure 4) through a pipe 1.7 (Figure 4) for disposal. In the first satellite-vessel 2.1 (Figure 5), the natural gas entering through the
По истечении 10 часов ферментации, открывают вентиль на трубопроводе для отво-да культуральной жидкости 18.1 (Фиг.5) и обогащенную биопротеином культуральную жидкость по трубопроводу для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.5) перемещают на дальнейшую обработку, в частности, на сепарацию.After 10 hours of fermentation, open the valve on the pipe for draining the culture fluid 18.1 (Figure 5) and enriched with bioprotein culture fluid through the pipe for draining the culture fluid 18 (Figure 5) is transferred to further processing, in particular for separation.
Одновременно с этим, изъятое количество (по объему изъятия) обогащенной куль-туральной жидкости возмещают таким же количеством (по объему) жидкой минераль-ной питательной среды, содержащей штамм бактерии Methylococcus capsulatus ВСБ- 874 в количестве 0, 5% вес на 1 литр жидкой минеральной питательной среды, путем открытия вентиля на трубопроводе для подвода жидкой питательной среды 17.1(Фиг.5) и, соответственно, подачей упомянутой выше жидкой питательной среды во второй жидкостепровод 5.3(Фиг.5) заявленной установки.At the same time, the withdrawn amount (by volume of withdrawal) of the enriched culture fluid is replaced by the same amount (by volume) of liquid mineral nutrient medium containing the strain of the bacterium Methylococcus capsulatus VSB-874 in an amount of 0.5% weight per 1 liter of liquid mineral nutrient medium, by opening the valve in the pipeline for supplying the liquid nutrient medium 17.1 (Fig. 5) and, accordingly, supplying the aforementioned liquid nutrient medium to the second liquid pipe 5.3 (Fig. 5) of the inventive installation.
Таких десятичасовых циклов ферментации в рамках исполнения настоящего приме-ра было произведено 5. Сопоставительные с устройством-прототипом данные по про-изводительности биопротеина обеими установками (предложенной и прототипом) приведены в Таблице № 1.Such ten-hour fermentation cycles were carried out as part of the implementation of this example. 5. Comparison with the prototype device of the bioprotein productivity by both units (proposed and the prototype) are shown in Table No. 1.
Конструкция и исходные конструктивные параметры устройства-прототипа были полностью идентичны заявленному устройству, включая наличие аппаратно- программного-комплекса 20(Фиг.4) и датчиков 21-23 (Фиг.4) к нему, однако оператор при использовании её в режиме устройства-прототипа не реагировал на показания, отображаемые на дисплее аппаратно-программного комплекса 20(Фиг.4) и, соответст-венно, не производил корректировку режима ферментации в течение всех 50 часов эксплуатации устройства-прототипа.The design and initial structural parameters of the prototype device were completely identical to the claimed device, including the presence of a hardware-software complex 20 (Figure 4) and sensors 21-23 (Figure 4) to it, however, the operator when using it in the prototype device mode did not respond to the readings displayed on the display of the hardware-software complex 20 (Figure 4) and, accordingly, did not adjust the fermentation mode during all 50 hours of operation of the prototype device.
Таблица № 1
С02 газовой фазе в наджидко-стном про-странстве, % об.Vibrations
С0 2 gas phase in the super-fluid space,% vol.
Как следует из Таблицы № 1, заявленное устройство обеспечивает получение большего количества биопротеина, что свидетельствует о достижении заявленного технического результата в виде повышении производительности культивирования биомассы аэробных микроорганизмов.As follows from Table No. 1, the claimed device provides more bioprotein, which indicates the achievement of the claimed technical result in the form of an increase in the productivity of cultivating biomass of aerobic microorganisms.
Пример № 2.Example No. 2.
В настоящем примере использована установка в конфигурации, представленной на Фиг.2, а именно, состоящей из емкости 1(Фиг.2) объемом в 50 м3 , а также первой емкости-саттелита 2.1 (Фиг.2) объемом в 15 м3 и второй емкости-саттелита 2.2(Фиг.2) объемом в 15 м3, соединенных между собой первым 5.1 (Фиг.2), вторым 5.2(Фиг.2), третьим 5.3(Фиг.2) т четвертым 5.4(Фиг.2) жидкостепроводами, причем первый 5.1 (Фиг.2) жидкостепровод оснащен трубопроводом для отвода культуральной жидко-сти 18(Фиг.2), на котором смонтирован вентиль 18.1 (Фиг.2), а второй 5.2(Фиг.2) жид-костепровод оснащен трубопроводом для подвода жидкой питательной среды 17(Фиг.2), и также содержит запорную арматуру в виде вентиля 17.1(Фиг.2). Для под-готовки установки к работе через нее при открытых вентилях 17.1 (Фиг.2) и 18.1 (Фиг.2) прокачивают (подача воды осуществляется через вентиль 18.1 (Фиг.2) по тру-бопроводу для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.2), а отводы воды, соответственно, по трубопроводу для подвода жидкой питательной среды 17(Фиг.З)) 230 м3 по-догретой до 49 °С воды (ГОСТ Р 51232-98). В ходе этой прокачки воды температуру теплообменника 16(Фиг.4) посредством термостата 16.2(Фиг.4) и трубопроводам пода-чи-отвода жидкого теплоносителя 16.1(Фиг.4) задают также на уровне 49 °С. После за-вершения прокачки воды её сливают из установки и, закрыв вентиль 18.1 (Фиг.2), по трубопроводу подачи жидкой питательной среды 17(Фиг.2) при открытом вентиле 17.1 (Фиг.2) в установку закачивают жидкую питательную среду, заполняя примерно на 75% как емкость 1(Фиг.2), так первую емкость-саттелит 2.1(Фиг.2) и вторую емкость- саттелит 2.2(Фиг.2). Затем по этому же трубопроводу в установку подают культураль- ную жидкость, содержащую штамм бактерии Methylococcus capsulatus ВСБ-874 в ко-личестве 0, 5% вес на 1 литр жидкой питательной среды. После заполнения емкости 1(Фиг.2) до 80% (т.е. до уровня 1.8(Фиг.4 и Фиг.5), вентиль 17.1(Фиг.2 и Фиг.4) за-крывают. Запускают в работу устройство для принудительной циркуляции жидкости 6(Фиг.4). Благодаря воздействию последнего культуральная жидкость по первому жидкостепроводу 5.1(Фиг.4) поступает в подъемный канал 11.1(Фиг.5) первой емко-сти-саттелита 2.1 (Фиг.5) /и, соответственно, в такой же канал второй емкости- саттелита 2.2(Фиг.2). Из него, огибая отбортовку в первой емкости-саттелите 10.1 (Фиг.5) /и, соответственно, во второй емкости-саттелите 2.2(Фиг.2) /, культураль-ная жидкость устремляется в обечайку в первой емкости-саттелита 9.1 (Фиг.5) /и, соот-ветственно, во второй емкости-саттелите 2.2(Фиг.2)/, откуда из-за воздействия сил гра-витации и работе первого гравитационного эжектора 13.1 (Фиг.5) / и, соответственно, второго гравитационного эжектора 13.2 (не показано) во второй емкости-саттелите 2.2(Фиг.2)/ попадает во второй жидкостепровод 5.2(Фиг.5), перемещаясь затем из него в подъемный канал 1.4(Фиг.4) в емкости 1 (Фиг.4), заполняя последнюю до уровня 1.8(Фиг.4). При этом отбойник 7(Фиг.4) препятствует интенсивному каплеобразова- нию, направляя поток культуральной жидкости в опускной канал в емкости 1.3(Фиг.4), где культуральная жидкость снова вступает в контакт с теплообменником 16(Фиг.4). Таким образом происходит стабилизация температуры культуральной жид-кости до значения 49 °С. Работа установки для принудительной циркуляции культу-ральной жидкости 6(Фиг.4) и действие силы тяжести снова заставляет культуральную жидкость двигаться из опускного канала в емкости 1.3(Фиг.4) в первую 2.1 и вторую 2.2 емкости-сатгелиты (Фиг.2) и далее по маршруту, уже описанному выше. Непре-рывная подача воздуха по воздуховоду 8(Фиг.4) (избыточное давление составляет зна-чение 1,3 атм.) приводит к наполнению воздухом первого воздушного коллектора 1.6(Фиг.4) и перемещению воздуха в первый барботер 1.5 (Фиг.4) вследствие чего про-исходит насыщение культуральной жидкости кислородом. Не растворившийся в куль-туральной жидкости воздух попадает в наджидкостной пространство 1.9(Фиг.4) и да-лее выводится через патрубок 19(Фиг.4) по трубопроводу 1.7(Фиг.4) на утилизацию. В первой 2.1 и второй 2.2 емкостях-саттелитах (Фиг.2) поступающий по газопроводу углеродсодержащего газа 15 (Фиг.5) природный газ редуцируется до давления 1,3 атм. посредством совместной работы регулятора давления 15.2(Фиг.5) и датчика давления 15.3(Фиг.5) (также имеющихся в конструкции и второй емкости-саттелите 2.2(Фиг.2) и через открытый запорный орган на газопроводе 15.1.1 (Фиг.5) заполняет в распредели-тельный газовый коллектор 15.1(Фиг.5), а из него инжектируется в культуральную жидкость посредством барботера для барботажа углеродсодержащим газом в первой емкости-саттелите 14.1(Фиг.5) /и, соответственно, во второй емкости-саттелите 14.2 (не показано)/. Не растворившийся в культуральной жидкости природный газ скапли-вается в наджидкостном пространстве 1.9 (Фиг.5) первой и второй емкостях-саттелитах 2.1 и 2.2(Фиг.2) и периодически (примерно 1 раз в час) через запорный орган проду-вочного газопровода первой емкости-саттелита 4.1.1 (Фиг.5) (и 4.2.1 во второй емко-сти-саттелите 2.2(Фиг.2)) выводится оператором по продувочному газопроводу первой емкости-саттелита 4.1(Фиг.5) /и по продувочному газопроводу второй емкости- саттелита 4.2(не показано)/ также на утилизацию. В случае возникновения аварийного режима работы установки (например, вследствие выхода из строя регулятора давления 15.2(Фиг.5) и появления избыточного давления природного газа), превышающего ус-тановленное аварийное значение 1,8 атм.) в наджидкостном пространстве 1.9(Фиг.5) любой емкости-саттелите 2.1-2.2(Фиг.2), происходит срабатывание предохранительно-го клапана, сбрасывающего стравливающего избыточное давление из аварийной емко-сти-саттелите (Фиг.2).In the present example, the installation used in the configuration shown in Figure 2, namely, consisting of a tank 1 (Figure 2) with a volume of 50 m 3 , as well as a first satellite-2.1 vessel (Figure 2) with a volume of 15 m 3 and the second satellite capacity 2.2 (FIG. 2) with a volume of 15 m 3 interconnected by the first 5.1 (FIG. 2), the second 5.2 (FIG. 2), the third 5.3 (FIG. 2) and the fourth 5.4 (FIG. 2) fluid pipelines, and the first 5.1 (Figure 2) fluid pipe is equipped with a pipe for draining the culture fluid 18 (Figure 2), on which the valve 18.1 is mounted (Figure 2), and the second 5.2 (Figure 2) liquid pipe system is equipped with a pipe a wire for supplying a liquid nutrient medium 17 (Figure 2), and also contains valves in the form of a valve 17.1 (Figure 2). To prepare the installation for work through it with open valves 17.1 (Fig. 2) and 18.1 (Fig. 2) pumped (water is supplied through valve 18.1 (Fig. 2) through a pipeline for draining the culture fluid 18 (Fig. 2), and water outlets, respectively, through a pipeline for supplying a liquid nutrient medium 17 (Fig.Z)) 230 m 3 of water heated to 49 ° С (GOST R 51232-98). During this pumping of water, the temperature of the heat exchanger 16 (Fig. 4) by means of the thermostat 16.2 (Fig. 4) and pipelines for supplying and discharging the liquid coolant 16.1 (Fig. 4) are also set at 49 ° C. After completing the pumping of water, it is drained from the installation and, having closed the valve 18.1 (Figure 2), the liquid medium is pumped into the installation through the pipeline supplying liquid nutrient medium 17 (Figure 2) with the valve 17.1 open (Figure 2), filling approximately 75% as capacity 1 (Figure 2), so the first capacity is satellite 2.1 (Figure 2) and the second capacity is satellite 2.2 (Figure 2). Then, the culture fluid containing the strain of the bacterium Methylococcus capsulatus VSB-874 in the amount of 0.5% weight per 1 liter of liquid nutrient medium is fed into the unit through the same pipeline. After filling the tank 1 (Figure 2) to 80% (i.e., to the level 1.8 (Figure 4 and Figure 5), the valve 17.1 (Figure 2 and Figure 4) is closed. forced circulation of fluid 6 (Figure 4). Due to the effect of the latter, the culture fluid through the first fluid conduit 5.1 (Figure 4) enters the lift channel 11.1 (Figure 5) of the first capacity satellite 2.1 (Figure 5) / and, respectively into the same channel of the second satellite capacity 2.2 (Figure 2) .From it, bending around the flanging in the first satellite capacity 10.1 (Figure 5) / and, accordingly, in the second satellite capacity 2.2 (Figure 2) /, culture n I liquid rushes into the casing in the first satellite container 9.1 (Figure 5) / and, accordingly, in the second satellite container 2.2 (Figure 2) /, whence due to the influence of gravitational forces and the operation of the first gravitational ejector 13.1 (Figure 5) / and, accordingly, the second gravitational ejector 13.2 (not shown) in the second satellite container 2.2 (Figure 2) / enters the second liquid pipe 5.2 (Figure 5), then moving from it into the lifting channel 1.4 (Figure 4) in the tank 1 (Figure 4), filling the latter to the level 1.8 (Figure 4). In this case, the chipper 7 (Fig. 4) prevents intensive droplet formation by directing the flow of the culture fluid into the lowering channel in the container 1.3 (Fig. 4), where the culture fluid again comes into contact with the heat exchanger 16 (Fig. 4). Thus, the temperature of the culture fluid is stabilized to a value of 49 ° C. The operation of the installation for forced circulation of the culture fluid 6 (Figure 4) and the action of gravity again causes the culture fluid to move from the lowering channel in the container 1.3 (Figure 4) to the first 2.1 and second 2.2 of the tank-satgelite (Figure 2) and further along the route already described above. A continuous supply of air through the duct 8 (Figure 4) (overpressure is 1.3 atm.) Leads to the filling of the first air manifold 1.6 with air (Figure 4) and the movement of air into the first bubbler 1.5 (Figure 4) ) as a result of which there is a saturation of the culture fluid with oxygen. The air, which did not dissolve in the culture fluid, enters the super-fluid space 1.9 (Figure 4) and is subsequently discharged through the pipe 19 (Figure 4) through a pipeline 1.7 (Figure 4) for disposal. In the first 2.1 and second 2.2 tanks-satellites (Figure 2), the natural gas entering through the gas pipeline of carbon-containing gas 15 (Figure 5) is reduced to a pressure of 1.3 atm. through the joint operation of the pressure regulator 15.2 (Figure 5) and the pressure sensor 15.3 (Figure 5) (also available in the design and the second tank-satellite 2.2 (Figure 2) and through an open shut-off element on the gas pipeline 15.1.1 (Figure 5) ) fills the distribution gas manifold 15.1 (Fig. 5), and is injected from it into the culture fluid by means of a bubbler for sparging with carbon-containing gas in the first satellite container 14.1 (Fig. 5) / and, accordingly, in the second satellite container 14.2 (not shown). Natural gas not dissolved in the culture fluid -was in the super-fluid space 1.9 (Figure 5) of the first and second satellite containers 2.1 and 2.2 (Figure 2) and periodically (about 1 time per hour) through the shut-off element of the purge gas pipeline of the first satellite-vessel 4.1.1 (Figure .5) (and 4.2.1 in the second container-satellite 2.2 (Figure 2)) is output by the operator through the purge gas pipeline of the first container-satellite 4.1 (Figure 5) / and through the purge gas pipeline of the second container-satellite 4.2 (not shown ) / also for disposal. In the event of an emergency operation of the installation (for example, due to the failure of the pressure regulator 15.2 (Figure 5) and the appearance of excessive pressure of natural gas) exceeding the established emergency value of 1.8 atm.) In the super-fluid space 1.9 (Figure 5 ) of any capacity-satellite 2.1-2.2 (Figure 2), the safety valve is actuated, which relieves the overpressure from the emergency capacity-satellite-satellite (Figure 2).
Благодаря датчикам 21-23 (Фиг.4), информация о параметрах процесса ферментации поступает по информационно-коммутационным каналам 24(Фиг.4) через интерфейс 25(Фиг.4) аппаратно-программного комплекса 20(Фиг.4) и отображается на дисплее (не показан) после обработки программой для ЭВМ «Гаприн». Могут быть визуализи-рованы как мгновенные значения снимаемых датчиками 21-23 (Фиг.4) параметров, так и данные, подвергнутые аналитической обработке (в частности, тренды изменения па-раметров, их модули и т.п.), что дает возможность оператору, контролирующему рабо-ту заявленной установки, оперативно (в частности, при отклонении показателя более чем на 0,5% ) реагировать на эти события, корректирую режим ферментации. По исте-чении 10 часов ферментации, открывают вентиль на трубопроводе для отвода культу-ральной жидкости 18.1(Фиг.2) и обогащенную биопротеином культуральную жидкость по трубопроводу для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.2) перемещают на даль-нейшую обработку, в частности, на сепарацию. Одновременно с этим, изъятое количе-ство (по объему изъятия) обогащенной культуральной жидкости возмещают таким же количеством (по объему) жидкой питательной среды путем открытия вентиля на тру-бопроводе для подвода жидкой питательной среды 17.1 (Фиг.2) и, соответственно, по-дачей упомянутой выше жидкой питательной среды во второй жидкостепровод 5.3(Фиг.2) заявленной установки. Таких десятичасовых циклов ферментации в рамках исполнения настоящего примера было произведено 5. Сопоставительные с устройст- вом-прототипом данные по производительности биопротеина обеими установками (предложенной и прототипом) приведены в Таблице № 2. Конструкция и исходные конструктивные параметры устройства-прототипа были полностью идентичны заяв-ленному устройству, включая наличие аппаратно-программного-комплекса 20(Фиг.4) и датчиков 21-23 (Фиг.4) к нему, однако оператор при использовании её в режиме уст- ройства-прототипа не реагировал на показания, отображаемые на дисплее аппаратно- программного комплекса 20(Фиг.4) и, соответственно, не производил корректировку режима ферментации в течение всех 50 часов эксплуатации устройства-прототипа.Thanks to the sensors 21-23 (Figure 4), information on the parameters of the fermentation process is received through the information and switching channels 24 (Figure 4) through the interface 25 (Figure 4) of the hardware-software complex 20 (Figure 4) and is displayed (not shown) after processing the computer program "Gaprin". Both instantaneous values of parameters taken by sensors 21-23 (Fig. 4) and data subjected to analytical processing (in particular, trends in parameters, their modules, etc.) can be visualized, which allows the operator , which controls the operation of the claimed installation, to promptly (in particular, when the indicator deviates by more than 0.5%) respond to these events, I adjust the fermentation mode. After 10 hours of fermentation, open the valve on the pipe for draining the culture fluid 18.1 (Figure 2) and the bioprotein-rich culture fluid through the pipe for draining the culture fluid 18 (Figure 2) is transferred to further processing, in particular , for separation. At the same time, the withdrawn amount (by volume of withdrawal) of the enriched culture fluid is compensated by the same amount (by volume) of liquid nutrient medium by opening the valve on the pipeline for supplying the liquid nutrient medium 17.1 (Figure 2) and, accordingly, - the task of the above-mentioned liquid nutrient medium in the second fluid line 5.3 (Figure 2) of the claimed installation. Such ten-hour fermentation cycles were performed as part of the execution of this example. 5. Comparative data on the bioprotein performance with both plants (proposed and prototype) are shown in Table No. 2 with the prototype device. The design and initial structural parameters of the prototype device were completely identical device, including the presence of a hardware-software complex 20 (Figure 4) and sensors 21-23 (Figure 4) to it, however, the operator, when using it in the prototype device mode, does not react al on indications displayed on the display hardware and software system 20 (Figure 4) and, respectively, the adjustment mode is not produced during the fermentation of 50 hours of operation of the prototype device.
Таблица № 2Table number 2
газовой фазе в наджидко- стном про-странстве, % об.Oscillations C0 2
the gas phase in the liquid space,% vol.
Как следует из Таблицы № 2, заявленное устройство обеспечивает получение большего количества биопротеина, что свидетельствует о достижении заявленного технического результата в виде повышении производительности культивирования биомассы аэробных микроорганизмов.As follows from Table No. 2, the claimed device provides more bioprotein, which indicates the achievement of the claimed technical result in the form of an increase in the productivity of cultivating biomass of aerobic microorganisms.
Пример № 3.Example No. 3.
В третьем примере использована установка в конфигурации, представленной на Фиг.З, а именно, состоящей из емкости 1(Фиг.З) объемом в 50 м3 , а также первой 2.1, второй 2.2 и третьей 2.3 ёмкостей-саттелитов (Фиг.З) объемом по 10 м3 каждая, со-единенных между собой первым 5.1(Фиг.З), вторым 5.2(Фиг.З), третьим 5.3(Фиг,3), четвертым 5.4(Фиг.З), пятым 5.5(Фиг.З) и шестым 5.6(Фиг.З) жидкостепроводами, причем первый 5.1(Фиг.З), третий 5.3(фиг.3) и пятый 5.5(Фиг.З) жидкостепроводы запараллелены между собой и оснащены трубопроводом для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.З), на котором смонтирован вентиль 18.1 (Фиг.З), а второй 5.2(Фиг.З), четвертый 5.4(Фиг.З) и шестой 5.6(Фиг.З) жидкостепроводы также запараллелены ме-жду сабой и оснащены трубопроводом для подвода жидкой питательной среды 17(Фиг.З), содержащем запорную арматуру в виде вентиля 17.1(Фиг.З). Для подготов-ки установки к работе через нее при открытых вентилях 17.1 (Фиг.З) и 18.1 (Фиг.З) прокачивают воду объемом (подача воды осуществляется через вентиль 18.1(Фиг.З) по трубопроводу для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.З), а отводы воды, соответственно, по трубопроводу для подвода жидкой питательной среды 17(Фиг.З)) 230 м3 подогретой до 49 °С воды (ГОСТ Р 51232-98). В ходе этой прокачки воды температуру теплообменника 16(Фиг.4) посредством термостата 16.2(Фиг.4) и трубопроводам пода-чи-отвода жидкого теплоносителя 16.1(Фиг.4) задают также на уровне 49 °С. После завершения прокачки воды её сливают из установки и, закрыв вентиль 18.1 (Фиг.З), по трубопроводу подачи жидкой питательной среды 17(Фиг.З) при открытом вентиле 17.1(Фиг.З) в установку закачивают жидкую питательную среду, заполняя примерно на 75% как емкость 1 (Фиг.З), так же как и все три емкости-саттелиты 2.1, 2.2, 2.3 (Фиг.З). Затем по этому же трубопроводу в установку подают культуральную жидкость, содер-жащую штамм бактерии Methylococcus capsulatus ВСБ-874 в количестве 0,5% вес на 1 литр жидкой питательной среды. После заполнения емкости 1 (Фиг.З) до 80% (т.е. до уровня 1.8(Фиг.4), вентиль 17.1 (Фиг.З и Фиг.4) закрывают. Запускают в работу устрой-ство для принудительной циркуляции жидкости 6(Фиг.4). Благодаря воздействию по-следнего культуральная жидкость по первому жидкостепроводу 5.1 (Фиг.4) поступает в подъемный канал 11.1 (Фиг.5) первой емкости-саттелита 2.1 (Фиг.5) /и, соответствен-но, в такой же канал второй и третьей емкостей-саттелитов 2.2 и 2.3 (Фиг.З)/. Из него, огибая отбортовку в первой емкости-саттелите 10.1(Фиг.5) /и, соответственно, во вто-рой и третьей емкостях-саттелитах 2.2 и 2.3 (Фиг.З) /, культуральная жидкость уст-ремляется в обечайку в первой емкости-саттелита 9.1(Фиг.5) /и, соответственно, во обечайки второй и третьей емкостей-саттелитов 2.2 и 2.3 (Фиг.З)/, откуда под воздей-ствием сил гравитации и благодаря работе первого гравитационного эжектора 13.1(Фиг.5) / и, соответственно, второго и третьего гравитационных эжекторов 13.2 и 13.3 (не показаны) во второй и третьей емкостях-саттелитах 2.2 и 2.3 (Фиг.З) /попадает во второй жидкостепровод 5.2(Фиг.5), перемещаясь затем из него в подъемный канал 1.4(Фиг.4) в емкости 1 (Фиг.4), заполняя последнюю до уровня 1.8(Фиг.4). При этом отбойник 7(Фиг.4) препятствует интенсивному каплеобразованию, направляя поток культуральной жидкости в опускной канал в емкости 1.3(Фиг.4), где культуральная жидкость снова вступает в контакт с теплообменником 16(Фиг.4). Таким образом про-исходит стабилизация температуры культуральной жидкости до значения 49 °С. Рабо-та установки для принудительной циркуляции культуральной жидкости 6(Фиг.4) и действие силы тяжести снова заставляет культуральную жидкость двигаться из опуск-ного канала в емкости 1.3(Фиг.4) в первую 2.1, вторую 2.2 и третью емкости-саттелиты (Фиг.З) и далее по маршруту, уже описанному выше. Непрерывная подача воздуха по воздуховоду 8(Фиг.4) (избыточное давление составляет значение 1,3 атм.) приводит к наполнению воздухом первого воздушного коллектора 1.6(Фиг.4) и перемещению воз-духа в первый барботер 1.5(Фиг.4) вследствие чего происходит насыщение культу-ральной жидкости кислородом. Не растворившийся в культуральной жидкости воздух попадает в наджидкостной пространство 1.9(Фиг.4) и далее выводится через патру-бок 19(Фиг.4) по трубопроводу 1.7(Фиг.4) на утилизацию. В первой 2.1, второй 2.2 и третьей 2.3 ёмкостях-саттелитах (Фиг.З) поступающий по газопроводу углеродсодер-жащего газа 15 (Фиг.5) природный газ редуцируется до давления 1,3 атм. посредством совместной работы регулятора давления 15.2(Фиг.5) и датчика давления 15.3(Фиг.5) (также имеющихся в конструкции второй 2.2 и третьей 2.3 ёмкостях-саттелитах (Фиг.З) и через открытый запорный орган на газопроводе 15.1.1(Фиг.5) заполняет в распределительный газовый коллектор 15.1(Фиг.5), а из него инжектируется в культу- ральную жидкость посредством барботера для барботажа углеродсодержащим газом в первой емкости-саттелите 14.1(Фиг.5) /и, соответственно, во второй 2.2 и третьей 2.3 емкостях-саттелитах 14.2 и 14.3 (не показано)/. Не растворившийся в культуральной жидкости природный газ скапливается в наджидкостном пространстве 1.9 (Фиг.5) пер-вой 2.1, второй 2.2 и третьей 2.3 емкостях-саттелитах (Фиг.З) и периодически (при-мерно 1 раз в час) через запорный орган продувочного газопровода первой емкости- саттелита 4.1.1 (Фиг.5) /4.2.1 во второй емкости-саттелите 2.2 (Фиг.З) и 4.3.1 третьей 2.3 емкости-саттелите (Фиг.З)/ выводится оператором по продувочному газопроводу первой емкости-саттелита 4.1 (Фиг.5) /и по продувочным газопроводам второй 2.2 и третьей 2.3 емкостей-саттелитов 4.2 и 4.3 (не показаны)/ также на утилизацию. В слу-чае возникновения аварийного режима работы установки (например, вследствие выхо-да из строя регулятора давления 15.2(Фиг.5) и появления в емкости-саттелите 2.1(Фиг.5) избыточного давления природного газа, превышающего значение 1,8 атм.) в наджидкостном пространстве 1.9(Фиг.5) любой емкости-саттелите 2.1-2.3(Фиг.З), происходит срабатывание предохранительного клапана, стравливающего избыточное давление из аварийной емкости-саттелита (Фиг.З).In the third example, the installation was used in the configuration shown in Fig.Z, namely, consisting of a tank 1 (Fig.Z) with a volume of 50 m 3 , as well as the first 2.1, second 2.2 and third 2.3 satellite containers (Fig.Z) volume of 10 m 3 each, connected to each other by the first 5.1 (Fig.Z), second 5.2 (Fig.Z), third 5.3 (Fig. 3), fourth 5.4 (Fig.Z), fifth 5.5 (Fig.Z) ) and the sixth 5.6 (Fig. 3) fluid pipelines, the first 5.1 (Fig. 3), the third 5.3 (Fig. 3) and fifth 5.5 (Fig. 3) the fluid pipelines are parallel to each other and equipped with a pipe for draining the culture fluid 18 (Fig. H) on which with mounted valve 18.1 (Fig. H), and the second 5.2 (Fig. H), the fourth 5.4 (Fig. H) and the sixth 5.6 (Fig. H) liquid pipelines are also parallelized between them and equipped with a pipeline for supplying a liquid nutrient medium 17 ( Fig.Z), containing stop valves in the form of a valve 17.1 (Fig.Z). To prepare the unit for operation through it with open valves 17.1 (Fig. 3) and 18.1 (Fig. 3), water is pumped with volume (water is supplied through valve 18.1 (Fig. 3) through a pipe to drain the culture fluid 18 (Fig. H), and water outlets, respectively, through a pipeline for supplying a liquid nutrient medium 17 (Fig.Z)) 230 m 3 of water heated to 49 ° C (GOST R 51232-98). During this pumping of water, the temperature of the heat exchanger 16 (Fig. 4) by means of the thermostat 16.2 (Fig. 4) and pipelines for supplying and discharging the liquid coolant 16.1 (Fig. 4) are also set at 49 ° C. After completion of the pumping of water, it is drained from the installation and, having closed the valve 18.1 (Fig. 3), the liquid medium is pumped into the installation through the liquid supply pipe 17 (Fig. 3) with the valve 17.1 open (Fig. 3), filling approximately 75% as capacity 1 (FIG. 3), as well as all three satellite capacities 2.1, 2.2, 2.3 (FIG. 3). Then, the culture fluid containing the strain of the bacterium Methylococcus capsulatus VSB-874 in the amount of 0.5% weight per 1 liter of liquid nutrient medium is fed into the unit through the same pipeline. After filling the tank 1 (Fig. 3) to 80% (ie, to level 1.8 (Fig. 4), the valve 17.1 (Fig. 3 and Fig. 4) is closed. The device for forced circulation of the
Благодаря датчикам 21-23 (Фиг.4), информация о параметрах процесса ферментации поступает по информационно-коммутационным каналам 24(Фиг.4) через интерфейс 25(Фиг.4) аппаратно-программного комплекса 20(Фиг.4) и отображается на дисплее (не показан) после обработки программой для ЭВМ «Гаприн». Могут быть визуализи-рованы как мгновенные значения снимаемых датчиками 21-23 (Фиг.4) параметров, так и данные, подвергнутые аналитической обработке (в частности, тренды изменения па-раметров, их максимальные или минимальные модули и т.п.), что дает возможность оператору, контролирующему работу заявленной установки, оперативно (в частности, при отклонении показателя более чем на 0,5%) реагировать на эти события, корректи-рую режим ферментации.Thanks to the sensors 21-23 (Figure 4), information on the parameters of the fermentation process is received through the information and switching channels 24 (Figure 4) through the interface 25 (Figure 4) of the hardware-software complex 20 (Figure 4) and is displayed (not shown) after processing the computer program "Gaprin". Both instantaneous values of parameters taken by sensors 21-23 (Fig. 4) and data subjected to analytical processing (in particular, trends in parameters, their maximum or minimum modules, etc.) can be visualized, which It allows the operator, controlling the operation of the claimed installation, to quickly (in particular, when the indicator deviates by more than 0.5%) respond to these events, and adjust the fermentation mode.
По истечении 10 часов ферментации, открывают вентиль на трубопроводе для отво-да культуральной жидкости 18.1 (Фиг.З) и обогащенную биопротеином культуральную жидкость по трубопроводу для отвода культуральной жидкости 18(Фиг.З) перемещают на дальнейшую обработку, в частности, на сепарацию. Одновременно с этим, изъятое количество (по объему изъятия) обогащенной культуральной жидкости возмещают та-ким же количеством (по объему) жидкой питательной среды путем открытия вентиля на трубопроводе для подвода жидкой питательной среды 17.1(Фиг.З) и, соответствен-но, подачей упомянутой выше жидкой питательной среды во второй жидкостепровод 5.3(Фиг.З) заявленной установки. Таких десятичасовых циклов ферментации в рамках исполнения настоящего примера было произведено 5. Сопоставительные с устройст-вом-прототипом данные по производительности биопротеина обеими установками (предложенной установкой и устройством-прототипом) приведены в Таблице № 3. Конструкция и исходные конструктивные параметры устройства-прототипа в ходе со-поставительных испытаний были полностью идентичны заявленному устройству, включая наличие аппаратно-программного-комплекса 20(Фиг.4) и датчиков 21- 23 (Фиг.4) к нему, однако оператор при использовании её в режиме устройства- прототипа не реагировал на показания, отображаемые на дисплее аппаратно- программного комплекса 20(Фиг.4) и, соответственно, не производил корректировку режима ферментации в течение всех 50 часов эксплуатации устройства-прототипа.After 10 hours of fermentation, open the valve on the pipe for draining the culture fluid 18.1 (Fig.Z) and enriched with bioprotein culture fluid through the pipe for draining the culture fluid 18 (Fig.Z) is transferred to further processing, in particular for separation. At the same time, the withdrawn amount (by volume of withdrawal) of the enriched culture fluid is compensated by the same amount (by volume) of liquid nutrient medium by opening the valve on the pipeline for supplying the liquid nutrient medium 17.1 (Fig. 3) and, accordingly, by feeding the above-mentioned liquid nutrient medium in the second liquid pipe 5.3 (Fig.Z) of the claimed installation. Such ten-hour fermentation cycles were performed as part of the execution of this example. 5. Comparative data on the bioprotein performance with both plants (proposed by the installation and the prototype device) are shown in Table No. 3 with the prototype device. The design and initial structural parameters of the prototype device during delivery tests were completely identical to the claimed device, including the presence of a hardware-software complex 20 (Figure 4) and sensors 21-23 (Figure 4) to it, however, the operator at and using it in the prototype device mode did not respond to the readings displayed on the display of the hardware-software complex 20 (Figure 4) and, accordingly, did not adjust the fermentation mode during all 50 hours of operation of the prototype device.
Таблица № 3Table number 3
С02 газовой фазе в наджидко-стном про-странстве, % об.Vibrations
С0 2 gas phase in the super-fluid space,% vol.
Как следует из Таблицы № 3, заявленное устройство обеспечивает получение боль-шего количества биопротеина, что свидетельствует о достижении заявленного техни-ческого результата в виде повышении производительности культивирования биомассы аэробных микроорганизмов.As follows from Table No. 3, the claimed device provides a large amount of bioprotein, which indicates the achievement of the claimed technical result in the form of an increase in the productivity of cultivating biomass of aerobic microorganisms.
Для создания предложенной установки могут быть использованы известные из уровня техники материалы, узлы и механизмы, что позволяет сделать вывод о соответ-ствии предложения критерию охраноспособности полезной модели «промышленная применимость».To create the proposed installation, materials, components and mechanisms known from the prior art can be used, which allows us to conclude that the proposal meets the eligibility criterion of the utility model “industrial applicability”.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014149048/10U RU161690U1 (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | PLANT FOR PRODUCING BIOMASS OF AEROBIC MICRO-ORGANISMS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014149048/10U RU161690U1 (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | PLANT FOR PRODUCING BIOMASS OF AEROBIC MICRO-ORGANISMS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU161690U1 true RU161690U1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55859734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014149048/10U RU161690U1 (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | PLANT FOR PRODUCING BIOMASS OF AEROBIC MICRO-ORGANISMS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU161690U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741346C1 (en) * | 2020-05-21 | 2021-01-25 | Сергей Юрьевич Симонян | Device for cultivation of microorganisms |
-
2015
- 2015-11-25 RU RU2014149048/10U patent/RU161690U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741346C1 (en) * | 2020-05-21 | 2021-01-25 | Сергей Юрьевич Симонян | Device for cultivation of microorganisms |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2580646C1 (en) | Fermentation apparatus for methane-assimilating microorganisms | |
US11608482B2 (en) | Device for producing biogas with high methane content by utilizing livestock and poultry feces | |
RU2352626C2 (en) | Apparatus to grow microorganisms | |
RU161690U1 (en) | PLANT FOR PRODUCING BIOMASS OF AEROBIC MICRO-ORGANISMS | |
CN102389700A (en) | Low-emission waste gas treatment process | |
RU142699U1 (en) | METANTENK | |
MD4204C1 (en) | Installation for anaerobic production of biohydrogen | |
CN219182244U (en) | Greenhouse CO2 adjusting equipment based on cement kiln CCS system | |
CN203569086U (en) | Anti-crusting biogas tank | |
CN202036558U (en) | Steam sterilization device for loose poria engineering bacterium bag | |
CN108719039A (en) | A kind of soilless cultivation plant nutrient solution control device | |
EP3054000B1 (en) | Gas-lift digester for the anaerobic digestion of waste coming from the food chain | |
CN210302457U (en) | Distillation device and reation kettle for esterification reaction | |
RU118963U1 (en) | BIOGAS INSTALLATION | |
CN202989127U (en) | Culture medium material liquid recycling device of amino acid fermentation system | |
RU124261U1 (en) | METANTEC | |
RU160091U1 (en) | DEVICE FOR GROWING MICROORGANISMS | |
RU161691U1 (en) | COMPOSITE BIOLOGICAL INSTALLATION REACTOR FOR PRODUCING AEROBIC MICRO-ORGANISMS BIOMASS | |
US3220166A (en) | Multi-tube sonic defoamer | |
CN201109785Y (en) | Facultative good oxygen microorganism seedling tank | |
CN204999083U (en) | Novel buffer tank is used in production of mushroom juice | |
SU1270168A1 (en) | Device for growing microorganisms | |
CN216711728U (en) | Novel in-furnace dosing control device | |
CN204320044U (en) | Fermentation tank tail gas spray system | |
CN216972128U (en) | MABR sewage treatment plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170327 |