RU1779052C

RU1779052C - Apparatus for cultivation of microorganisms

Info

Publication number: RU1779052C
Authority: RU
Inventors: В.Н. Смирнов; А.Ю. Винаров; В.А. Осипов; Д.Д. Соколов
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1995-01-09

Abstract

FIELD: microbiological industry. SUBSTANCE: the apparatus has a vertical vessel separated in height by perforated partitions into separate communicating sections, bubbler, mechanical foam suppressor and an external circuit, using a pump, pipings and an aerating gas agitator. The foam suppressor is a horizontal impeller installed on a shaft in line with the vessel, whose diameter makes up 0.8 to 0.95 of the diameter of the sections; located in the section wall opposite to the impeller are injectors connected to the piping used to supply the medium to the gas agitator. EFFECT: facilitated procedure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов, и может быть использовано в медицинской и пищевой промышленности. The invention relates to the microbiological industry, in particular to apparatus for growing microorganisms, and can be used in the medical and food industry.

Известны конструкции колонных аппаратов для выращивания микроорганизмов, содержащие вертикальную емкость с размещенной в ней насадкой, устройство подачи воздуха, контур циркуляции, теплообменное устройство и механический пеногаситель. Known designs of column apparatus for growing microorganisms, containing a vertical tank with a nozzle located in it, an air supply device, a circulation circuit, a heat exchange device and a mechanical defoamer.

Известна установка для выращивания микроорганизмов, включающая центральную колонну, секционированную глухими перегородками, над которыми размещен смеситель и подключенные к ней ряд секционированных периферийных колонн, каждая секция которой снабжена напорным и сливным трубопроводами, из которых напорный подключен к зоне под устройством для перемешивания вышерасположенной секции центральной колонны, а сливной - к зоне над перемешивающим устройством нижерасположенной секции центральной колонны, при этом наружный контур циркуляции подключен к нижней части центральной колонны и к верхним секциям периферийных колонн. A known installation for growing microorganisms, including a central column sectioned by blank walls, above which a mixer is placed and a number of sectioned peripheral columns connected to it, each section of which is equipped with pressure and drain pipelines, of which the pressure head is connected to the zone under the device for mixing the upstream section of the central column and the drain - to the area above the mixing device of the downstream section of the central column, while the outer circulation circuit p It is connected to the lower part of the central column and to the upper sections of the peripheral columns.

Основным недостатком данной конструкции является низкая эффективность использования рабочей зоны аппарата в связи с обильным пенообразованием при выращивании культур микроорганизмов, что приводит к снижению удельной производительности. The main disadvantage of this design is the low efficiency of using the working area of the apparatus in connection with abundant foaming when growing cultures of microorganisms, which leads to a decrease in specific productivity.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является аппарат, который содержит вертикальную емкость, разделенную по высоте на секции перфорированными перегородками с верхней секцией для концентрирования суспензии микроорганизмов, механическим пеногасителем, установленным под крышкой аппарата и внешним циркуляционным контуром с насосом. Нижняя секция аппарата снабжена барботером для аэрирующего газа. Closest to the technical nature of the claimed object is an apparatus that contains a vertical container divided in height into sections by perforated partitions with an upper section for concentrating a suspension of microorganisms, a mechanical defoamer installed under the lid of the apparatus and an external circulation circuit with a pump. The lower section of the apparatus is equipped with a bubbler for aerating gas.

Однако неустойчивость процесса в связи с обильным пенообразованием приводит к снижению производительности аппарата. However, the process instability due to heavy foaming leads to a decrease in the productivity of the apparatus.

Кроме того, при данной конструкции не используется энергия циркуляционного контура для пеногашения, а механический пеногаситель, установленный в верхней части аппарата, приводится в движение посредством электродвигателя, что усложняет конструкцию, увеличивает расход электроэнергии и не дает возможность проводить процессы в асептических условиях. In addition, with this design, the energy of the circulation circuit for defoaming is not used, and the mechanical defoamer installed in the upper part of the device is driven by an electric motor, which complicates the design, increases the energy consumption and does not allow the processes to be carried out under aseptic conditions.

Цель изобретения - повышение производительности и снижение удельных энергозатрат. The purpose of the invention is to increase productivity and reduce specific energy consumption.

Это достигается тем, что аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость в виде колонны, разделенную по высоте перфорированными перегородками на отдельные сообщающиеся секции, барботер, размещенный в нижней секции емкости, механический пеногаситель, расположенный в верхней секции и внешний циркуляционный контур, включающий насос и трубопроводы для отвода и подвода среды и побудитель расхода аэрирующего газа, согласно изобретению пеногаситель представляет собой лопастное колесо, установленное горизонтально на валу по оси емкости, диаметр которого составляет 0,8-0,95 от диаметра секции, при этом в стенке секции напротив лопастей колеса размещены форсунки, подключенные к трубопроводу для подвода среды и побудителю расхода газа. This is achieved by the fact that the apparatus for growing microorganisms containing a vertical cylindrical container in the form of a column divided by height with perforated partitions into separate communicating sections, a bubbler located in the lower section of the container, a mechanical defoamer located in the upper section and an external circulation circuit including a pump and pipelines for the discharge and supply of medium and the aerator of the flow of aerating gas, according to the invention, the defoamer is a paddle wheel, installed horizontally on the shaft axis of the container, the diameter of which is from 0,8-0,95 diameter section, wherein in a wall section opposite the blade wheel are arranged nozzles connected to the supply conduit for the medium and the gas flow boosters.

На чертеже представлен вертикальный разрез аппарата. The drawing shows a vertical section of the apparatus.

Аппарат включает корпус, выполненный в виде цилиндрической емкости 1, секционированной по высоте провальными тарелками 2. В нижней секции аппарата установлен барботер 3, в который подается побудителем расхода 4 аэрирующий газ. В верхней секции аппарата на валу 5 по оси емкости установлены горизонтально пеногаситель 6, представляющий собой лопастное колесо, диаметр которого составляет 0,8-0,95 от диаметра секции. В стенке секций напротив лопастей колеса размещены форсунки 7, подключенные к трубопроводу 8 для подвода среды посредством побудителя расхода жидкости - циркуляционным насосом 9 и газа посредством побудителя расхода 4. The apparatus includes a casing made in the form of a cylindrical container 1, height-partitioned by failure plates 2. In the lower section of the apparatus there is a bubbler 3, into which aerating gas 4 is supplied by a flow inducer. In the upper section of the apparatus on the shaft 5 along the axis of the tank horizontally installed defoamer 6, which is a blade wheel, the diameter of which is 0.8-0.95 of the diameter of the section. In the wall of the sections opposite the blades of the wheel there are nozzles 7 connected to the pipeline 8 for supplying the medium by means of a fluid flow inducer - a circulation pump 9 and gas by means of a flow stimulator 4.

Для нормального функционирования аппарата он снабжен штуцерами для вывода отходящего газа 10, отбора культуральной жидкости 11 и конденсата 12, а также патрубком для подачи питательной среды 13. Трубопровод 8 снабжен вентилями 14. Для интенсификации массообменных процессов, что в конечном итоге ведет к увеличению производительности аппарата, в каждой секции на провальных тарелках 2 размещена плавающая насадка 15. For the normal functioning of the apparatus, it is equipped with fittings for the outlet of the exhaust gas 10, the selection of the culture fluid 11 and condensate 12, as well as a nozzle for supplying a nutrient medium 13. The pipe 8 is equipped with valves 14. To intensify mass transfer processes, which ultimately leads to an increase in the productivity of the apparatus , in each section on the failing plates 2 there is a floating nozzle 15.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

В заполненную питательной средой и культурой микроорганизмов емкость 1 подают побудителем расхода 4 аэрирующий газ в барботер 3, установленный в нижней секции аппарата, и осуществляют выращивание микроорганизмов известным способом, причем подачу питательной среды осуществляют через патрубок 13, а отбор культуральной жидкости и отработанного газа через патрубки 11 и 10 соответственно. С нижней части аппарата неаэрированная культуральная среда посредством циркуляционного насоса подается по трубопроводу 8 через форсунки 7 на лопастное колесо 6. Кроме того, на форсунки 7 по трубопроводу 8 посредством побудителя расхода газа 4 может подаваться газ. Форсунки придают жидкости и газу направленное движение, которые за счет кинетической энергии закручивают пеногаситель 6. Во время движения лопасти пеногасителя разрушают пену, образующуюся в процессе культивирования микроорганизмов. Кроме того, отбившись от крыльчатки, культуральная жидкость орошает пену, способствуя ее разрушению. In a tank 1 filled with a nutrient medium and a culture of microorganisms, aerating gas 4 is supplied to the bubbler 3 installed in the lower section of the apparatus as a flow stimulator, and microorganisms are grown in a known manner, and the nutrient medium is supplied through the nozzle 13, and the culture fluid and exhaust gas are taken through the nozzles 11 and 10 respectively. From the lower part of the apparatus, the non-aerated culture medium is supplied through a pipe 8 through nozzles 7 to the impeller 6 through a nozzle 7. In addition, gas can be supplied to nozzles 7 through a pipe 8 by means of a gas flow inducer 4. The nozzles give the liquid and gas a directed movement, which, due to the kinetic energy, twists the antifoam 6. During the movement, the defoamer blades destroy the foam formed during the cultivation of microorganisms. In addition, having fended off the impeller, the culture fluid irrigates the foam, contributing to its destruction.

Таким образом, использование данного конструктивного решения позволяет стабилизировать процесс культивирования, увеличить производительность аппарата на 17% и снизить удельные энергетические затраты на 14%. Thus, the use of this design solution allows to stabilize the cultivation process, increase the productivity of the apparatus by 17% and reduce specific energy costs by 14%.

Claims

DEVICE FOR GROWING MICROORGANISMS, containing a vertical cylindrical container in the form of a column, divided by height of perforated partitions into separate communicating sections, a bubbler located in the lower section of the container, a mechanical defoamer located in the upper section and an external circulation circuit, including a pump and pipelines for discharge and medium supply, and aerator gas flow inducer, characterized in that in order to increase productivity and reduce specific energy consumption, antifoam dstavlyaet an impeller mounted on a shaft of horizontal axis of the container, the diameter of which is 0.8 - 0.95 diameter section, wherein in a wall section opposite the blade wheel are arranged nozzles connected to the supply conduit for the medium and the gas flow boosters.