RU2245915C1

RU2245915C1 - Apparatus for cultivation of microorganisms

Info

Publication number: RU2245915C1
Application number: RU2004100102/13A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Редикульцев (RU); Ю.В. Редикульцев
Original assignee: Зао "Биокад"
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2005-02-10

Abstract

FIELD: equipment for cultivation of microorganisms.

SUBSTANCE: the invention presents an apparatus for cultivation of microorganisms and is dealt with the equipment for cultivation of microorganisms and may be used in different industries and also in exploratory practice. The apparatus includes a horizontally located tubular fermentative container, devices for aeration and mixings of a culture broth and the heat exchanger. Each device contains a body connected to the fermentative container and a circulation circuit for the aerating gas and the culture broth consisting of pipelines, a gas-liquid mixtures pulsating device, a replaceable nozzle and a gas consumption regulator mounted on one of the pipelines. The fermentative container is made out of a transparent heat-resistant glass. At butts of the fermentative container there are protective screens made out of a perforated hydrophobic material. The invention ensures an efficient mass exchange by a uniform distribution of the aerating gas in the whole volume of the culture broth and also an increase of productivity of the apparatus.

EFFECT: the invention ensures an efficient mass exchange in the whole volume of the culture broth and an increase of productivity of the apparatus.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для культивирования микроорганизмов и может быть использовано в пищевой, микробиологической и медицинской промышленности, а также в исследовательской практике.The invention relates to apparatus for the cultivation of microorganisms and can be used in the food, microbiological and medical industries, as well as in research practice.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов (патент RU 2135579, С 12 М 1/04, опубл.1999), содержащий цилиндрическую емкость с крышкой и патрубками для подачи аэрирующего газа и отвода газообразной среды и устройство для аэрации и перемешивания среды, включающее горизонтальное лопастное колесо, укрепленное на вертикальном полом валу и размещенное в верхней части емкости, непосредственно под крышкой, кольцевую перегородку, установленную в цилиндрической емкости соосно лопастному колесу, и механизм стабилизации положения кольцевой перегородки относительно поверхности жидкой фазы.A known apparatus for the cultivation of microorganisms (patent RU 2135579, C 12 M 1/04, publ. 1999), comprising a cylindrical container with a lid and nozzles for supplying aerating gas and venting a gaseous medium and a device for aeration and mixing of the medium, including a horizontal impeller, mounted on a vertical hollow shaft and placed in the upper part of the tank, directly under the cover, an annular partition mounted in a cylindrical container coaxially to the impeller, and a mechanism for stabilizing the position of the annular cross moles relative to the surface of the liquid phase.

В указанном аппарате создается осесимметричное вихревое движение жидкости с осевым противотоком клеток и не обеспечивается равномерное распределение аэрирующего газа во всем объеме культуральной жидкости, тем самым не обеспечиваются оптимальные условия для культивирования клеток. Кроме того, конструкция аппарата насыщена металлоемкими агрегатами и вращающимся валом, что снижает асептическую надежность аппарата и усложняет его стерилизацию.In this apparatus, an axisymmetric vortex movement of the fluid with an axial countercurrent of cells is created and a uniform distribution of the aerating gas in the entire volume of the culture fluid is not ensured, thereby optimal conditions for cell cultivation are not provided. In addition, the design of the device is saturated with metal-intensive units and a rotating shaft, which reduces the aseptic reliability of the device and complicates its sterilization.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов (прототип) (GB 1499410, 01.02.1978), содержащий горизонтально расположенную трубчатую ферментационную емкость, шнек, жестко закрепленный на валу привода, размещенного внутри емкости по всей ее длине, аэратор, выполненный в виде трубопровода с перфорированными отверстиями для формирования пузырьков воздуха, теплообменник в виде рубашки, жестко закрепленной вокруг емкости, штуцеры для отвода отработанных газов, равномерно размещенные по всей длине емкости, в верхней ее части. Штуцеры для ввода в аппарат питательной среды и отвода из него продуктов ферментации размещены в нижней его части и разнесены по разные стороны длины емкости.A known apparatus for the cultivation of microorganisms (prototype) (GB 1499410, 02/01/1978), containing a horizontally located tubular fermentation tank, a screw, is rigidly fixed to the drive shaft located inside the tank along its entire length, an aerator made in the form of a pipeline with perforated holes for the formation of air bubbles, a heat exchanger in the form of a shirt rigidly fixed around the tank, fittings for exhaust gases, evenly spaced along the entire length of the tank, in its upper part. The fittings for introducing into the apparatus a nutrient medium and for removing fermentation products from it are located in its lower part and are spaced on different sides of the vessel length.

В известном аппарате перемешивание культуральной жидкости осуществляют посредством шнека, что ограничивает сферу его использования только исследовательской практикой, так как с увеличением длины корпуса аппарата и шнека возрастут радиальные силы, действующие на вал шнека при его вращении, что приведет к изгибу приводного вала и его поломке.In the known apparatus, the mixing of the culture fluid is carried out by means of a screw, which limits the scope of its use only to research practice, since with an increase in the length of the apparatus body and the screw, the radial forces acting on the screw shaft during its rotation will increase, which will lead to bending of the drive shaft and its breakage.

Аэрацию культуральной жидкости в аппарате осуществляют методом барботажного газообмена, эффективность которого резко снижается с увеличением высоты столба культуральной жидкости и, тем самым, не обеспечивается равномерное распределение аэрирующего газа, что приводит к снижению производительности аппарата.The aeration of the culture fluid in the apparatus is carried out by the bubble gas exchange method, the efficiency of which sharply decreases with increasing column height of the culture fluid and, therefore, the uniform distribution of the aerating gas is not ensured, which leads to a decrease in the apparatus performance.

Применение шнека для перемешивания и перемещения культуральной жидкости исключает возможность культивирования микроорганизмов, механическое воздействие на которые приводит к их деструкции, что сужает область применение аппарата.The use of a screw for mixing and moving the culture fluid eliminates the possibility of cultivating microorganisms, mechanical impact on which leads to their destruction, which narrows the scope of the apparatus.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности массообмена за счет равномерного распределения аэрирующего газа во всем объеме культуральной жидкости и повышении производительности аппарата.The technical result of the invention is to increase the efficiency of mass transfer due to the uniform distribution of aerating gas in the entire volume of the culture fluid and increase the productivity of the apparatus.

Этот результат достигается тем, что аппарат для культивирования микроорганизмов, включающий горизонтально расположенную трубчатую ферментационную емкость, устройство для аэрации и перемешивания культуральной жидкости и теплообменник, согласно изобретения, снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным устройством для аэрации и перемешивания культуральной жидкости, при этом каждое устройство содержит корпус, сообщенный с ферментационной емкостью, и циркуляционный контур для аэрирующего газа и культуральной жидкости, состоящий из трубопроводов, пульсатора газожидкостной смеси, сменного сопла и регулятора расхода газа, установленного на одном из трубопроводов;This result is achieved in that the apparatus for the cultivation of microorganisms, including a horizontally arranged tubular fermentation tank, a device for aeration and mixing of the culture fluid, and a heat exchanger according to the invention, is equipped with at least one additional device for aeration and mixing of the culture fluid, each the device includes a housing in communication with the fermentation tank, and a circulation circuit for aerating gas and culture fluid, consisting of t uboprovodov, pulsator-liquid mixture, a removable nozzle and a gas flow regulator mounted on one of the pipelines;

а также тем, что ферментационная емкость выполнена из прозрачного термостойкого стекла;and also the fact that the fermentation tank is made of transparent heat-resistant glass;

а также тем, что на торцах ферментационной емкости расположены защитные экраны, выполненные из перфорированного гидрофобного материала.as well as the fact that at the ends of the fermentation tank there are protective screens made of perforated hydrophobic material.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его выполнения и чертежами, на которых представлены:In the future, the invention is illustrated by a specific embodiment and drawings, which show:

фиг.1 - схема аппарата для культивирования микроорганизмов;figure 1 - diagram of the apparatus for the cultivation of microorganisms;

фиг.2 - то же, разрез аппарата по А-А;figure 2 is the same, a section of the apparatus along aa;

фиг.3 - схема аппарата для культивирования микроорганизмов повышенной производительности.figure 3 - diagram of the apparatus for the cultivation of microorganisms of increased productivity.

Аппарат для культивирования микроорганизмов, представленный на фиг.1, содержит устройства для аэрации и перемешивания культуральной жидкости 1 и горизонтально расположенную трубчатую ферментационную емкость 2, выполненные в виде отдельных модулей, соединенных и герметизированных между собой посредством фланцевых соединений 3, а по торцам закрытых съемными заглушками 4.The apparatus for the cultivation of microorganisms, shown in figure 1, contains a device for aeration and mixing of the culture fluid 1 and a horizontally located tubular fermentation tank 2, made in the form of separate modules connected and sealed together by means of flange connections 3, and at the ends closed with removable plugs 4.

Устройство для аэрации и перемешивания 1 (далее устройство 1) (фиг.2) содержит: корпус 5, например, в виде полого цилиндра, внутри которого установлен теплообменник 6; циркуляционный контур для аэрирующего газа и культуральной жидкости, состоящий из пульсатора газожидкостной смеси 7 с упругой диафрагмой 8, сообщенного через трубопровод 9 для протока аэрирующего газа и регулятор 10 расхода газа с внутренней полостью устройства 1. Циркуляционный контур для аэрирующего газа и культуральной жидкости также снабжен трубопроводом 11 с установленным на его конце сменным соплом 12, размещенным внутри корпуса 5 и соединяющим внутреннюю полость устройства 1 с пульсатором 7 для протока газожидкостной смеси и генератором импульсов сжатого воздуха 13, понуждающим к перемещению диафрагмы 8 пульсатора 7. Устройство 1 также содержит штуцеры 14 и 15 для продувки газов через аппарат для культивирования микроорганизмов.A device for aeration and mixing 1 (hereinafter device 1) (figure 2) contains: a housing 5, for example, in the form of a hollow cylinder, inside of which a heat exchanger 6 is installed; a circulation circuit for aerating gas and culture fluid, consisting of a pulsator of a gas-liquid mixture 7 with an elastic diaphragm 8, connected through a pipe 9 for the flow of aerating gas and a gas flow regulator 10 with the internal cavity of the device 1. The circulation circuit for aerating gas and culture fluid is also provided with a pipeline 11 with a replaceable nozzle 12 installed at its end, located inside the housing 5 and connecting the internal cavity of the device 1 with the pulsator 7 for the flow of the gas-liquid mixture and the generator rum pulses of compressed air 13, to urge movement of the diaphragm 8 of the pulsator 7. The apparatus 1 also comprises fittings 14 and 15 for a purge gas through the vessel for culturing microorganisms.

В качестве регулятора 10 расхода газа может быть использован, например, перистальтический насос.As a regulator 10 of the gas flow can be used, for example, a peristaltic pump.

Трубчатая ферментационная емкость 2 (далее емкость 2) выполнена, например, из прозрачного термостойкого стекла и снабжена защитными экранами 16 из перфорированного гидрофобного материала, устанавливаемыми, в случае необходимости, на торцах емкости, и загрузочным патрубком 17.The tubular fermentation vessel 2 (hereinafter, vessel 2) is made, for example, of transparent heat-resistant glass and is equipped with protective screens 16 of perforated hydrophobic material, which are installed, if necessary, at the ends of the vessel, and a loading nozzle 17.

Защитные экраны 16 устанавливаются в том случае, если в качестве продуцента используются клетки, образующие в процессе культивирования агломераты биомассы или иммобилизованные на носителях, и защищают устройства 1 от засорения фрагментами биомассы или нерастворимыми фракциями жидкой среды в процессе культивирования.Protective shields 16 are installed if cells that form biomass agglomerates or are immobilized on supports are used as a producer and protect devices 1 from clogging with biomass fragments or insoluble fractions of a liquid medium during cultivation.

Съемные заглушки 4 снабжены патрубком 18 для подачи среды или слива готовой продукции.The removable plugs 4 are equipped with a pipe 18 for supplying a medium or draining the finished product.

Сменные сопла 12 обеспечивают различные условия перемешивания культуральной жидкости.Replaceable nozzles 12 provide various conditions for mixing the culture fluid.

Тангенциальное направление потока газожидкостной струи, образованное соплом 12, создает в аппарате вращательное движение культуральной жидкости, что позволяет более равномерно активизировать массообмен.The tangential flow direction of the gas-liquid jet formed by the nozzle 12 creates a rotational movement of the culture fluid in the apparatus, which allows more uniform activation of mass transfer.

Направление соплом 12, имеющим Г-образную форму, газожидкостной струи в нижнюю часть аппарата обеспечивает столкновение газожидкостной струи с нижней стенкой аппарата и образование мелкодисперсной фракции газовых пузырьков, поднимающихся к поверхности культуральной жидкости, что обеспечивает флотацию культивируемых клеток в приповерхностный слой и их культивирование в условиях фракционной локализации в питательной среде. Созданные условия перемешивания при культивировании повышают производительность аппарата при производстве биомассы клеток или внеклеточных биологически активных веществ, так как обеспечиваются условия протока питательной среды через аппарат без слива биомассы продуцента.The direction of the nozzle 12 having a L-shaped gas-liquid jet into the lower part of the apparatus provides a collision of the gas-liquid jet with the lower wall of the apparatus and the formation of a finely dispersed fraction of gas bubbles rising to the surface of the culture fluid, which ensures the flotation of cultured cells into the surface layer and their cultivation under conditions fractional localization in a nutrient medium. The created mixing conditions during cultivation increase the productivity of the apparatus in the production of cell biomass or extracellular biologically active substances, since the conditions for the flow of the nutrient medium through the apparatus without draining the producer biomass are ensured.

Направление соплом 12, выполненным в виде тройника, газожидкостных струй в разные стороны обеспечивает активное газожидкостное перемешивание рабочей жидкости в устройствах для аэрации и перемешивания и щадящие условия массообмена в ферментационной емкости. Такие условия обеспечивают реализацию биокаталитических процессов с использованием иммобилизованных клеток, закрепленных на носителях.The direction of the nozzle 12, made in the form of a tee, gas-liquid jets in different directions provides active gas-liquid mixing of the working fluid in aeration and mixing devices and sparing mass transfer conditions in the fermentation tank. Such conditions ensure the implementation of biocatalytic processes using immobilized cells attached to carriers.

Аппарат для культивирования микроорганизмов повышенной производительности, представленный на фиг.3, включает заданное число устройств для аэрации и перемешивания культуральной жидкости 1 (на фиг.3 представлено 3 модуля) и ферментационных емкостей 2 (на фиг.3 представлено 2 модуля), выстроенных в поочередную, последовательную цепь. Наращивание модулей позволяет конструировать аппарат заданного объема с обеспечением масштабирования ферментационных процессов без изменения технологических регламентов от лабораторного до промышленного уровня.The apparatus for cultivating microorganisms of increased productivity, shown in FIG. 3, includes a predetermined number of devices for aeration and mixing of the culture fluid 1 (3 modules are shown in FIG. 3) and fermentation tanks 2 (2 modules are shown in FIG. 3), arranged in turn , sequential circuit. The extension of modules allows you to design a device of a given volume with the provision of scaling of fermentation processes without changing the technological regulations from laboratory to industrial level.

Аппарат для культивирования микроорганизмов, в цепь модулей которого включены дополнительные устройства для аэрации и перемешивания культуральной жидкости без численного увеличения ферментационных емкостей, обеспечивает интенсификацию массообменных процессов при культивировании.The apparatus for the cultivation of microorganisms, the module chain of which includes additional devices for aeration and mixing of the culture fluid without a numerical increase in fermentation tanks, provides the intensification of mass transfer processes during cultivation.

Работа аппарата для культивирования микроорганизмов (фиг.1) осуществляется следующим образом. Перед началом работы на трубопровод 11 устанавливают сопло 12, выбранное согласно заданным условиям перемешивания жидкости и, при необходимости, защитные экраны 16. Далее выполняются известные процедурные работы по стерилизации оборудования, питательной среды и получению инокулюма продуцента. Затем в емкость 2 через патрубок 17 в асептических условиях вносят заданный объем инокулюма продуцента, а через патрубок 18 подают питательную среду, которые термостатируют при заданной температуре посредством теплообменников 6, а через штуцера 14 и 15 продувают стерильный воздух с заданным расходом. На генераторах импульсов сжатого воздуха 13 задают частоту импульсов и производят их включение. При поступлении импульса сжатого воздуха от генератора 13 на пульсатор 7 упругая диафрагма 8 сжимается и находящаяся в ней газожидкостная смесь по трубопроводу 11 через сопло 12 выдавливается в устройство 1, обеспечивая заданные условия перемешивания. После прекращения действия импульса сжатого воздуха на диафрагму 8 сжатый воздух из пульсатора 7 сбрасывается в атмосферу, а упругая диафрагма 8 восстанавливает свою исходную форму. Под действием упругой силы диафрагмы 8 через сопло 12 и трубопровод 11 в пульсатор 7 загружается жидкость, а по трубопроводу 9 через регулятор 10 расхода газа - воздух.The operation of the apparatus for the cultivation of microorganisms (figure 1) is as follows. Before starting work on the pipe 11, a nozzle 12 is installed, selected according to the specified conditions for mixing the liquid and, if necessary, protective shields 16. Next, well-known procedural work is performed on the sterilization of equipment, nutrient medium and production of the producer inoculum. Then, a predetermined producer inoculum volume is introduced into the container 2 through the nozzle 17 under aseptic conditions, and a nutrient medium is supplied through the nozzle 18, which are thermostated at a given temperature by means of heat exchangers 6, and sterile air is blown through the nozzles 14 and 15 at a given flow rate. On the pulse generators of compressed air 13 set the frequency of the pulses and produce their inclusion. Upon receipt of a pulse of compressed air from the generator 13 to the pulsator 7, the elastic diaphragm 8 is compressed and the gas-liquid mixture inside it is squeezed through the pipe 11 through the nozzle 12 into the device 1, providing the specified mixing conditions. After the termination of the pulse of compressed air on the diaphragm 8, the compressed air from the pulsator 7 is discharged into the atmosphere, and the elastic diaphragm 8 restores its original shape. Under the action of the elastic force of the diaphragm 8 through the nozzle 12 and the pipe 11 in the pulsator 7 is loaded with fluid, and through the pipe 9 through the regulator 10 of the gas flow - air.

В процессах загрузки и разгрузки пульсатора 7 жидкостью и воздухом под действием трения образуется мелкодисперсная газожидкостная среда, в которой происходит интенсивное растворение кислорода воздуха.In the processes of loading and unloading the pulsator 7 with liquid and air under the action of friction, a finely dispersed gas-liquid medium is formed in which intensive dissolution of oxygen in the air occurs.

Импульсы сжатого воздуха от генераторов 13 поступают на диафрагмы 8 пульсаторов 7 каждого устройства 1 в противофазе, что позволяет при вытеснении газожидкостной смеси из одного пульсатора 7 в полость устройства 1 производить загрузку жидкости из полости другого устройства 1 в другой пульсатор 7 и, таким образом, обеспечивать непрерывный режим перемешивания жидкости в аппарате для культивирования микроорганизмов.Pulses of compressed air from the generators 13 enter the diaphragm 8 of the pulsators 7 of each device 1 in antiphase, which allows for the displacement of a gas-liquid mixture from one pulsator 7 into the cavity of the device 1 to load liquid from the cavity of another device 1 to another pulsator 7 and, thus, provide continuous mode of mixing the liquid in the apparatus for the cultivation of microorganisms.

Момент вращения жидкости, насыщенной кислородом воздуха в устройствах 1, передается жидкости, находящейся в емкости 2, в результате чего осуществляется их массообмен, протекающий в щадящих условиях культивирования клеток.The moment of rotation of the liquid, saturated with oxygen in the air in the devices 1, is transferred to the liquid located in the tank 2, as a result of which their mass transfer occurs under the gentle conditions of cell culture.

Слив готового продукта осуществляется через патрубок 18, к которому подсоединяется емкость для сбора готового продукта в асептических условиях (на фиг.1 не показана).The finished product is drained through the pipe 18, to which a container is connected to collect the finished product under aseptic conditions (not shown in Fig. 1).

В тех случаях, когда массопередача недостаточна для проведения биохимических реакций, к установленным устройствам 1 может быть подсоединено еще одно устройство 1, при этом интенсивность массопередачи будет увеличена.In those cases when the mass transfer is insufficient for biochemical reactions, another device 1 can be connected to the installed devices 1, while the mass transfer intensity will be increased.

Увеличение производительности аппарата для культивирования микроорганизмов осуществляется посредством увеличения числа ферментационных емкостей 2 в горизонтальном направлении, а интенсивность массопередачи регулируется числом используемых устройств для аэрации и перемешивания жидкости 1 и частотой импульсов генератора импульсов сжатого воздуха 13.Increasing the productivity of the apparatus for cultivating microorganisms is carried out by increasing the number of fermentation tanks 2 in the horizontal direction, and the mass transfer rate is controlled by the number of devices used for aeration and mixing of the liquid 1 and the pulse frequency of the pulse generator of compressed air 13.

Размещение ферментационных емкостей 2 между устройствами для аэрации и перемешивания культуральной жидкости 1, а также условия работы пульсаторов 7 в противофазе обеспечивают высокоэффективный массообмен в ферментационных емкостях, осуществляемый в ламинарных условиях осевого циклического перемешивания жидкости, насыщенной кислородом воздуха, с ненасыщенной жидкостью.Placing the fermentation tanks 2 between the devices for aeration and mixing of the culture fluid 1, as well as the operating conditions of the pulsators 7 in antiphase, provide highly efficient mass transfer in the fermentation tanks, carried out under laminar conditions of axial cyclic mixing of a liquid saturated with atmospheric oxygen and an unsaturated liquid.

Сменные сопла позволяют создать аппарат с заданной характеристикой перемешивания жидкости по всей длине аппарата.Replaceable nozzles allow you to create a device with a given characteristic of mixing fluid along the entire length of the device.

Прозрачная ферментационная емкость обеспечивает визуальный контроль за процессом культивирования, а также позволяет использовать аппарат для культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов и клеток.Transparent fermentation tank provides visual control over the cultivation process, and also allows you to use the apparatus for the cultivation of photoautotrophic microorganisms and cells.

Предлагаемая конструкция аппарата позволяет реализовывать биотехнологические процессы с использованием самых разнообразных продуцентов, в том числе иммобилизованных на носителе.The proposed apparatus design allows for the implementation of biotechnological processes using a wide variety of producers, including those immobilized on a carrier.

При проведении непрерывных процессов биосинтеза, биокатализа или биотрансформации биологически активных веществ чередование в аппарате устройств для аэрации и перемешивания культуральной жидкости и ферментационных емкостей обеспечивает полное потребление сбалансированного субстрата и управляемую постадийную аэрацию биопродуцентов.When carrying out continuous processes of biosynthesis, biocatalysis or biotransformation of biologically active substances, the alternation in the apparatus of devices for aeration and mixing of culture fluid and fermentation tanks ensures complete consumption of a balanced substrate and controlled stepwise aeration of bioproducers.

Горизонтальное расположение и цилиндрическая форма аппарата позволяют сохранить гидродинамические условия аэрации и перемешивания жидкости при масштабировании, что обеспечивает высокую воспроизводимость процессов.The horizontal arrangement and cylindrical shape of the apparatus allows maintaining the hydrodynamic conditions of aeration and mixing of the liquid during scaling, which ensures high reproducibility of the processes.

Простая конструкция аппарата обеспечивает высокую технологическую и асептическую надежность при проведении длительных непрерывных процессов.The simple design of the apparatus provides high technological and aseptic reliability during long continuous processes.

Аппарат обладает высокой прочностью, низким потреблением электроэнергии, технологичен при проведении монтажных работ и удобен в эксплуатации.The device has high strength, low power consumption, is technologically advanced during installation and is convenient to operate.

Claims

1. Apparatus for the cultivation of microorganisms, including a horizontally arranged tubular fermentation tank, a device for aeration and mixing of the culture fluid and a heat exchanger, characterized in that it is equipped with at least one additional device for aeration and mixing of the culture fluid, each device containing a housing in communication with the fermentation tank and a circulation circuit for aerating gas and culture fluid, consisting of pipelines, pulsator gas bone mixture, removable nozzle and a gas flow regulator mounted on one of the pipelines.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the fermentation tank is made of transparent heat-resistant glass.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that at the ends of the fermentation vessel are shields made of perforated hydrophobic material.