RU1784043C

RU1784043C - Laboratory fermenter

Info

Publication number: RU1784043C
Application number: SU884465314A
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Пугачев; Владимир Анатольевич Жирнов
Original assignee: Научно-Исследовательский Центр По Автоматизации Исследований В Области Физико-Химической Биологии
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1992-12-23

Abstract

Изобретение относитс к технической микробиологии, а именно к лабораторным ферментерам дл культивировани микроорганизмов . Цель изобретени - увеличение выхода целевого продукта. Ферментер содержит емкость 1 с технологическими патрубками 2, 3, 4, 7 и 8, выполненную в виде овальной трубки 5. боковые участки которой соединены наклонной трубкой 6, служащей дл рециркул ции жидкой среды. Циркул ци , аэрирование и перемешивание среды происход т за счет подвода воздуха через патрубок 3 в нижнюю часть бокового участка трубки 5. Ферментер позвол ет создать м гкие услови культивировани , исключение застойных зон в емкости 1 и достаточный массообмен в среде. Трубки 5 и 6 выполнены из кварцевого стекла, что позвол ет осуществл ть стерилизацию ультрафиолетовым излучением и вести визуальные наблюдени за культивированием . 1 ил. 5 (Л -JThe invention relates to technical microbiology, in particular to laboratory fermenters for the cultivation of microorganisms. The purpose of the invention is to increase the yield of the target product. The fermenter contains a container 1 with technological pipes 2, 3, 4, 7 and 8, made in the form of an oval tube 5. The lateral sections of which are connected by an inclined tube 6, which serves to recirculate the liquid medium. Circulation, aeration and mixing of the medium occurs by supplying air through the nozzle 3 to the lower part of the lateral portion of the tube 5. The fermenter allows you to create soft culturing conditions, the exclusion of stagnant zones in the tank 1 and sufficient mass transfer in the medium. Tubes 5 and 6 are made of quartz glass, which allows sterilization with ultraviolet radiation and visual observation of the culture. 1 ill. 5 (L-J

Description

Изобретение относитс к области технической микробиологии, к ферментерам, используемым в лабораторных исследовани х .The invention relates to the field of technical microbiology, to fermenters used in laboratory research.

Целью изобретени вл етс увеличение выхода целевого продукта.The aim of the invention is to increase the yield of the target product.

На чертеже изображен ферментер, общий вид.The drawing shows a fermenter, General view.

Лабораторный ферментер включает емкость 1 с патрубками 2 дл подвода питательной среды, патрубком 3 дл подвода воздуха и патрубком 4 дл отвода отработанного газа.The laboratory fermenter includes a container 1 with nozzles 2 for supplying a nutrient medium, a nozzle 3 for supplying air and a nozzle 4 for venting exhaust gas.

Емкость 1 выполнена в виде овальной трубки 5, расположенной вертикально, боковые участки которой соединены наклонной трубкой 6, служащей дл рециркул ции жидкой среды, при этом патрубок 3 дл подвода воздуха прикреплен к нижней части бокового участка овальной трубки 5, а патрубки 2 дл подвода питательной среды установлены на наклонной трубке 6. Емкость 1 также снабжена патрубком 7 дл отбора проб и вывода целевого продукта и патрубками 8 дл ввода датчиков физикохимиче- ского состо ни среды.The tank 1 is made in the form of an oval tube 5 located vertically, the side sections of which are connected by an inclined tube 6, which serves to recirculate the liquid medium, while the pipe 3 for supplying air is attached to the lower part of the side portion of the oval tube 5, and the pipe 2 for supplying a nutrient media are mounted on an inclined tube 6. The tank 1 is also equipped with a pipe 7 for sampling and outputting the target product and pipes 8 for introducing sensors of the physicochemical state of the medium.

Ферментер работает следующим образом .Fermenter works as follows.

Емкость 1 заполн ют питательной средой и производ т посев микроорганизмов. Затем через патрубок 3 подают воздух. Подаваемый в нижний участок трубки 5 воздух поднимаетс в виде многочисленных пузырьков вверх. Смешива сь со средой, они образуют водовоздушную смесь, котора легче жидкой фазы. Водовоздушна смесь внутри трубки 5 с одной стороны легче, чем с другой, следовательно равновесие в системе нарушаетс . Обогащенна воздухом среда переливаетс через наклонную трубку б, а новые порции среды, под действием силы т жести поступают на другую сторону трубки 5. Таким образом образуетс замкнута система циркул ции жидкости. В боковой части трубки 5 образуютс турбулентные потоки,а в наклонной грубке 6 ламинарные. Суммирование этих потоков позвол ет существенно улучшить массооб- мен в ферментере, а овальна форма трубки 5 преп тствует образованию застойных зон. До тех пор, пока пропускаетс воздух или газова смесь, происходит циркул ци жидкости по замкнутому циклу. В процессеTank 1 is filled with nutrient medium and microorganisms are seeded. Then through the pipe 3 serves air. The air supplied to the lower portion of the tube 5 rises in the form of numerous bubbles upward. Miscible with the medium, they form a water-air mixture, which is lighter than the liquid phase. The water-air mixture inside the tube 5 is lighter on the one hand than on the other, hence the equilibrium in the system is disturbed. The air-enriched medium is poured through the inclined tube b, and new portions of the medium, under the action of gravity, flow to the other side of the tube 5. Thus, a closed fluid circulation system is formed. Turbulent flows are formed in the lateral part of the tube 5, and laminar flows in the inclined coarse 6. The summation of these flows can significantly improve the mass transfer in the fermenter, and the oval shape of the tube 5 prevents the formation of stagnant zones. As long as air or gas mixture is passed, the liquid circulates in a closed cycle. In the process

ферментации через патрубки подают компоненты питательной среды, а отработанный газ выводитс через патрубок 4.fermentation through the nozzles serves the components of the nutrient medium, and the exhaust gas is discharged through the nozzle 4.

Дл контрол физико-химических параметров среды культивировани в нее через патрубки 8 ввод т датчики рН, t°, 02 и т.п.To control the physicochemical parameters of the culture medium, pH, t °, 02, and the like sensors are introduced into it through nozzles 8.

Трубка 5 может быть выполнена из кварцевого стекла, использование кварцевого стекла в качестве материала дл The tube 5 can be made of quartz glass, the use of quartz glass as a material for

изготовлени емкости 7 обеспечивает возможность производить как визуальные, так и оптические наблюдени и контроль за состо нием культуры в процессе ферментации , а также стерилизовать среду иthe manufacture of the container 7 provides the ability to make both visual and optical observations and control of the state of the culture during the fermentation process, as well as sterilize the medium and

обезвреживать культуральную жидкость УФ-лучами по всему объему ферментера.neutralize the culture fluid with UV rays throughout the volume of the fermenter.

Таким образом конструктивные особен- ности предложенного ферментера, а именно: наклонна трубка 6 в сочетании сThus, the design features of the proposed fermenter, namely: inclined tube 6 in combination with

овальной формой ферментера значительно улучшает массообмен в аппарате подобного типа, что позвол ет проводить культивирование в услови х, исключающих механическое повреждение клеток, а это весьмаthe oval form of the fermenter significantly improves mass transfer in a device of this type, which allows cultivation under conditions that exclude mechanical damage to cells, and this is very

важно в целом р де процессов, в частности при ферментации культур клеток и тканей. Причем, в случае осаждени культуры на стенках ферментера обеспечиваетс посто нный приток к ним свежей, обогащеннойIt is important in a whole series of processes, in particular in the fermentation of cell and tissue cultures. Moreover, in the case of precipitation of the culture on the walls of the fermenter provides a constant influx of fresh, enriched

воздухом питательной среды.air nutrient medium.

В свою очередь кварцевое стекло, из которого изготовлен ферментер, позвол ет проводить стерилизацию аппарата и среды УФ-лучами, а также собирать информациюIn turn, the quartz glass of which the fermenter is made allows sterilization of the apparatus and the medium with UV rays, as well as collecting information

о процессе культивировани с помощью оптических приборов непрерывно в течение всей ферментации.about the cultivation process using optical instruments continuously throughout the fermentation.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A laboratory fermenter comprising a container with nozzles for supplying a nutrient medium, air and for discharging exhaust gas is distinguished by s. the fact that, in order to increase the yield of the target product, the container is made in a vertical oval tube, the lateral sections of which are connected by an inclined pipe, which serves to recirculate the liquid medium, while the pipe for supplying air is attached to the lower part of the side section of the oval tube, and the cuttings for supplying a nutrient medium are mounted on an inclined tube.