RU2596924C1 - Method for implementation of enzymatic processes and device therefor - Google Patents
Method for implementation of enzymatic processes and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596924C1 RU2596924C1 RU2015106234/10A RU2015106234A RU2596924C1 RU 2596924 C1 RU2596924 C1 RU 2596924C1 RU 2015106234/10 A RU2015106234/10 A RU 2015106234/10A RU 2015106234 A RU2015106234 A RU 2015106234A RU 2596924 C1 RU2596924 C1 RU 2596924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermentation
- phase
- processes
- liquid
- solid
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, преимущественно к способу и устройству для реализации ферментационных процессов, имеющим целью интенсификацию процессов, протекающих на жидких и твердых питательных средах с использованием свободных или иммобилизованных на адсорбционных носителях микроорганизмов. Изобретение может быть использовано в процессах микробного синтеза, катализа, деструкции, деградации и трансформации органических соединений.The invention relates to the field of biotechnology, mainly to a method and apparatus for implementing fermentation processes, with the aim of intensifying processes occurring on liquid and solid nutrient media using free or immobilized microorganisms on adsorption carriers. The invention can be used in the processes of microbial synthesis, catalysis, destruction, degradation and transformation of organic compounds.
В современной биотехнологии органические соединения перерабатывают в биологически активные вещества известными способами, основными из которых являются:In modern biotechnology, organic compounds are processed into biologically active substances by known methods, the main of which are:
способ «жидкофазной» ферментации,the method of "liquid phase" fermentation,
способ «твердофазной» ферментации,method of "solid phase" fermentation,
способ «пленочной» ферментации.method of "film" fermentation.
Выбор способа ферментации зависит не только от свойств биологических продуцентов, но и от того, какого качества будет получен целевой продукт.The choice of fermentation method depends not only on the properties of biological producers, but also on the quality of the target product.
Известны широко распространенные способы жидкофазной ферментации, например, изложенные авторами У.Э. Виестур, М.Ж. Кристапсонс, Е.С. Былинкина в книге «Культивирование микроорганизмов», Москва, «Пищевая промышленность», 1980 г. Культивирование микроорганизмов способом жидкофазной ферментации реализуется по традиционной схеме, при которой в ферментационную емкость вводят питательный раствор, емкость герметизируют и стерилизуют острым водяным паром при температуре 120°C в течение 1 часа. После стерилизации емкость охлаждают до температуры окружающей среды, и в питательный раствор вносят посевную культуру микроорганизмов. После засева проводят культивирование микроорганизмов в заданных условиях аэрации, перемешивания, температуры и времени процесса.Widely known methods of liquid-phase fermentation are known, for example, described by the authors U.E. Viestur, M.Zh. Kristapsons, E.S. Bylinkina in the book “Cultivation of microorganisms”, Moscow, “Food industry”, 1980. The cultivation of microorganisms by liquid-phase fermentation is carried out according to the traditional scheme, in which a nutrient solution is introduced into the fermentation tank, the container is sealed and sterilized with water vapor at a temperature of 120 ° C in within 1 hour. After sterilization, the container is cooled to ambient temperature, and a seed culture of microorganisms is introduced into the nutrient solution. After seeding, microorganisms are cultured under the specified conditions of aeration, mixing, temperature and time of the process.
Способ жидкофазной ферментации, в отличие от твердофазной ферментации, позволяет значительно сократить производственные площади, исключить тяжелый непроизводительный труд, упрощает механизацию и автоматизацию производства, делает возможным переход на непрерывный процесс. Процесс жидкофазной ферментации сопровождается более полным потреблением питательных веществ, что позволяет существенно сократить производственные отходы и произвести продукт с малым содержанием примесей.The method of liquid-phase fermentation, in contrast to solid-phase fermentation, can significantly reduce production areas, eliminate heavy unproductive labor, simplifies the mechanization and automation of production, makes it possible to switch to a continuous process. The process of liquid-phase fermentation is accompanied by a more complete consumption of nutrients, which can significantly reduce industrial waste and produce a product with a low content of impurities.
Основными недостатками жидкофазной ферментации являются:The main disadvantages of liquid phase fermentation are:
- видовое ограничение продуцентов, так как максимум ферментативной активности многих микроорганизмов достигается только в условиях поверхностной или твердофазной ферментации;- species restriction of producers, since the maximum enzymatic activity of many microorganisms is achieved only under conditions of surface or solid phase fermentation;
- растворение питающих газов в рабочей жидкости осуществляется в условиях интенсивной дисперсии газов в жидкость, что сопровождается интенсивным вспениванием рабочей жидкости, нарушающим регламентные условия ферментационного процесса;- the dissolution of the feed gas in the working fluid is carried out in conditions of intense dispersion of gases into the fluid, which is accompanied by intensive foaming of the working fluid, violating the regulatory conditions of the fermentation process;
- жидкофазные процессы имеют существенное ограничение по концентрации веществ в рабочей среде, так как высокие концентрации некоторых питательных веществ оказывают токсичное влияние на микроорганизмы, что существенно ограничивает производительность ферментеров.- liquid-phase processes have a significant restriction on the concentration of substances in the working medium, since high concentrations of certain nutrients have a toxic effect on microorganisms, which significantly limits the productivity of fermenters.
Известна технология деградации растительного сырья способом твердофазного культивирования высших базидиальных грибов, таких как Tyromyces lacteus и Goriolus hirsutus (И.М. Грачева, А.Ю. Кривова, "Технология ферментных препаратов" НПО "ЭЛЕВАР", 2000 г. с. 315-317).A known technology for the degradation of plant materials by the method of solid-phase cultivation of higher basidiomycetes, such as Tyromyces lacteus and Goriolus hirsutus (I.M. Gracheva, A.Yu. Krivova, "Technology of enzyme preparations" NPO "ELEVAR", 2000, pp. 315-317 )
Известная технология реализуется по традиционной схеме проведения операций. Растительное сырье загружают в емкость. Емкость герметизируют и стерилизуют острым водяным паром при температуре 120°C в течение 1 часа. После стерилизации емкость охлаждают до температуры окружающей среды и в твердый субстрат вносят посевную культуру микроорганизмов - продуцентов ферментов, деградирующих лигнин, целлюлозу и крахмал, ранее выращенную в колбе на качалке до стационарной ростовой фазы. После засева проводят культивирование гриба в заданных условиях влажности, температуры, аэрации и времени процесса.Known technology is implemented according to the traditional scheme of operations. Plant materials are loaded into a container. The container is sealed and sterilized with water vapor at a temperature of 120 ° C for 1 hour. After sterilization, the container is cooled to ambient temperature and an inoculum culture of microorganisms producing enzymes degrading lignin, cellulose and starch, previously grown in a flask on a rocking chair to a stationary growth phase, is introduced into a solid substrate. After sowing, the fungus is cultured under the specified conditions of humidity, temperature, aeration and process time.
По результатам проведенных исследований авторы показали:According to the results of the studies, the authors showed:
- производительность твердофазных процессов прямо зависит от оптимизации массообменных показателей, поддержания заданных условий вентиляции, влажности и температуры в твердом субстрате;- the performance of solid-phase processes directly depends on the optimization of mass transfer indicators, maintaining the specified ventilation conditions, humidity and temperature in a solid substrate;
- увеличение влажности нарушает рыхлую консистенцию среды, грибной мицелий растет только с поверхности, а внутри образуется зона с пониженным содержанием кислорода, рост в которой невозможен, что приводит к существенному снижению объемов производства продуктов ферментации из-за неполного использования субстрата. В указанной зоне накапливаются токсичные продукты автолиза биомассы, что приводит к существенному снижению скорости ферментативных реакций и производительности твердофазных процессов.- an increase in humidity disturbs the loose texture of the medium, mushroom mycelium grows only from the surface, and inside it forms a zone with a low oxygen content, the growth of which is impossible, which leads to a significant decrease in the production of fermentation products due to incomplete use of the substrate. In this zone, toxic products of biomass autolysis accumulate, which leads to a significant decrease in the rate of enzymatic reactions and the productivity of solid-phase processes.
Кроме недостатков, твердофазные процессы имеют и преимущества. Так, твердофазные процессы позволяют получать продукты, которые невозможно произвести, применяя другие технологии. Например, плодовые тела миксобактерий и эндоспоры определенных видов Bacillus образуются при росте культур только на твердой среде. Это объясняется тем, что лишь в данных условиях бактерии сохраняют между собой физические связи и обеспечиваются растворенным кислородом в достаточном количестве.In addition to the disadvantages, solid-phase processes have advantages. So, solid-phase processes make it possible to obtain products that cannot be produced using other technologies. For example, the fruiting bodies of myxobacteria and endospores of certain Bacillus species are formed during crop growth only on a solid medium. This is due to the fact that only under these conditions the bacteria retain physical bonds between themselves and are provided with a sufficient amount of dissolved oxygen.
В биомедицинской практике широкое распространение получил способ поверхностной (пленочной) ферментации, применяемый при выращивании биомассы клеток млекопитающих, которые могут расти только в виде монослоя, будучи прикрепленными к субстрату или гидрофильным материалам.In biomedical practice, the method of surface (film) fermentation is widely used, used to grow the biomass of mammalian cells, which can grow only as a monolayer, being attached to a substrate or hydrophilic materials.
В лекциях О.В. Бажевич «Культура клеток», БГУ, Минск, 2004 г. описан способ тонкослойной ферментации, чаще всего применяющийся при получении постоянных клеточных линий, характеризующихся высокой скоростью роста, плотностью клеток и, следовательно, более высоким выходом биомассы. Клетки, обладающие адгезивными свойствами, закрепляют на микроносителях в виде монослоя, что позволяет реализовать все преимущества жидкофазных процессов.In lectures O.V. Bazhevich “Cell Culture”, Belarusian State University, Minsk, 2004 describes a method of thin-layer fermentation, most often used to obtain constant cell lines characterized by a high growth rate, cell density and, therefore, higher biomass yield. Cells with adhesive properties are attached to microcarriers in the form of a monolayer, which allows to realize all the advantages of liquid-phase processes.
Известна публикация: В.А. Быков и др. «Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов». (Издательство «Высшая школа», 1987 г. ). Размножение исходной культуры продуцента, для процессов биосинтеза биологически активных веществ, осуществляют выполнением последовательных процедур: сначала продуцент выращивают на агаризованной среде, затем в маточных колбах на качалке и далее в системе посевных аппаратов. Все указанные процедуры разрознены и выполняются вручную, что приводит к снижению ферментативной активности продуцентов и нарушению асептических условий реализуемых процессов.Known publication: V.A. Bykov et al. Microbiological production of biologically active substances and preparations. (Publishing house "Higher School", 1987). Reproduction of the producer's initial culture, for biosynthesis of biologically active substances, is carried out by performing sequential procedures: first, the producer is grown on an agarized medium, then in fallopian flasks on a rocking chair and then in a sowing system. All these procedures are fragmented and performed manually, which leads to a decrease in the enzymatic activity of the producers and a violation of the aseptic conditions of the processes being implemented.
Ряд биологически активных продуктов получают с применением иммобилизованных продуцентов методом трансформации органических соединений, например, стероидов. Высокая продуктивность процессов трансформации органических соединений достигается посредством иммобилизации живых клеток микроорганизмов в целлюлозные волокна или в полиакриламидные гели. Клетки, введенные в гель, интенсивно размножаются на питательной среде и могут многократно использоваться в качестве полиферментных систем.A number of biologically active products are obtained using immobilized producers by the method of transformation of organic compounds, for example, steroids. High productivity of the processes of transformation of organic compounds is achieved by immobilizing living cells of microorganisms into cellulose fibers or into polyacrylamide gels. Cells introduced into the gel multiply intensively on a nutrient medium and can be repeatedly used as polyenzyme systems.
Недостатком применения иммобилизованных клеток, например, в процессах трансформации стероидов является слабая устойчивость гелей к гидродинамическим ударным воздействиям, возникающим при аэрации и механическом перемешивании рабочей жидкости, что существенно повышает затраты при выделении целевых продуктов.The disadvantage of using immobilized cells, for example, in the processes of steroid transformation is the weak resistance of the gels to hydrodynamic shock effects that occur during aeration and mechanical stirring of the working fluid, which significantly increases the cost of isolating the target products.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является «Аппарат для культивирования клеток и микроорганизмов», патент на полезную модель RU 106899 U1, Бюл. №21, 2011, в котором реализована возможность выполнения в одном аппарате процессов жидкофазной и твердофазной или пленочной ферментации.The closest analogue of the invention is the "Apparatus for culturing cells and microorganisms", patent for utility model RU 106899 U1, Bull. No. 21, 2011, which implements the possibility of performing in one apparatus processes of liquid phase and solid phase or film fermentation.
Известный аппарат предусматривает реализацию ферментационных процессов с использованием свободных и иммобилизованных клеток, жидких и твердых питательных субстратов, адсорбционных носителей и картриджей.The known apparatus provides for the implementation of fermentation processes using free and immobilized cells, liquid and solid nutrient substrates, adsorption carriers and cartridges.
В известном аппарате применен комбинированный способ газового и жидкостного обмена, заключающийся в вытеснении рабочей жидкости из одной ферментационной емкости в другую под давлением аэрирующего воздуха. Устройствами интенсивного обмена рабочей жидкости в аппарате являются: аэратор, трубопровод нижнего слива и матриксы с кольцами «Рашига» или твердым субстратом, установленные над аэратором в каждой ферментационной емкости.In the known apparatus, a combined method of gas and liquid exchange is used, which consists in displacing the working fluid from one fermentation tank to another under the pressure of aerating air. The devices for intensive exchange of working fluid in the apparatus are: an aerator, a bottom discharge pipe, and matrices with Rashiga rings or a solid substrate mounted above the aerator in each fermentation tank.
Перед проведением ферментационных процессов аппарат и питательные среды стерилизуют, охлаждают и засевают продуцирующими микроорганизмами, ранее выращенными в колбе на качалке до стационарной ростовой фазы.Before carrying out the fermentation processes, the apparatus and nutrient media are sterilized, cooled and seeded with producing microorganisms previously grown in a flask on a rocking chair to a stationary growth phase.
Жидкофазные и твердофазные процессы проводят в ферментационных емкостях аппарата в условиях периодического жидкостного обмена рабочей жидкости.Liquid-phase and solid-phase processes are carried out in the fermentation tanks of the apparatus in conditions of periodic liquid exchange of the working fluid.
Для интенсификации газового обмена применяют известные «кольца Рашига», которые при реализации ферментационных процессов размещают в матриксах, проницаемых для рабочей жидкости.To intensify gas exchange, the well-known “Rashig rings” are used, which, when implementing fermentation processes, are placed in matrices that are permeable to the working fluid.
Известный аппарат снабжен:Known apparatus is equipped with:
- двумя ферментационными емкостями с теплообменными рубашками, крышками для герметизации емкостей, матриксами и трубопроводом нижнего слива из емкостей;- two fermentation tanks with heat-exchange shirts, caps for sealing containers, matrices and a lower drain pipe from the tanks;
- аэратором, размещенным в нижней полости ферментационной емкости, для диспергирования пузырьков питающего газа в рабочую жидкость,- an aerator located in the lower cavity of the fermentation tank, for dispersing the bubbles of the feed gas into the working fluid,
- буферной емкостью для сбора рабочей жидкости, вытесняемой из ферментационных емкостей в потоке отработанных газов, и для отвода газов в атмосферу;- a buffer tank for collecting the working fluid displaced from the fermentation tanks in the exhaust gas stream, and for venting gases into the atmosphere;
- шлюзовой камерой для слива жидких продуктов ферментации;- a lock chamber for draining liquid fermentation products;
- асептическим разъемом для ввода в ферментационную емкость посевной культуры и отбора проб;- aseptic connector for input into the fermentation tank of the inoculum and sampling;
- бактериальными фильтрами питающих и отработанных газов;- bacterial filters of supply and exhaust gases;
- датчиками измерения рН и температуры в рабочей жидкости, размещенными в измерительной ячейке;- sensors for measuring pH and temperature in the working fluid, placed in the measuring cell;
- сетью трубопроводов с управляемыми клапанами;- a network of pipelines with controlled valves;
- прибором управления.- control device.
Существенными недостатками известного способа и реализующего способ аппарата являются:Significant disadvantages of the known method and the apparatus implementing the method are:
- Снижение растворимости кислорода воздуха в рабочей жидкости и, как следствие, ферментативной активности продуцирующих микроорганизмов, вызванное тем, что в процессах жидкофазных ферментаций аэрацию рабочей жидкости осуществляют попеременно то в одной ферментационной емкости, то в другой ферментационной емкости.- Reducing the solubility of air oxygen in the working fluid and, as a result, the enzymatic activity of producing microorganisms, caused by the fact that in the processes of liquid-phase fermentations, aeration of the working fluid is carried out alternately in one fermentation tank, then in another fermentation tank.
- Низкая эффективность аэрации и нарушение асептики ферментационного процесса, вызванные вспениванием рабочей жидкости при дисперсионной аэрации и активной дыхательной активности микроорганизмов, когда пена в потоке отработанного воздуха вытесняется в буферную емкость, из которой часть пены откачивается насосом обратно в рабочую жидкость, а оставшаяся часть пены вытесняется на бактериальный фильтр отработанного воздуха.- Low aeration efficiency and violation of the aseptic of the fermentation process caused by foaming of the working fluid during dispersive aeration and active respiratory activity of microorganisms, when the foam in the exhaust air stream is displaced into a buffer tank, from which part of the foam is pumped back into the working fluid, and the remaining part is displaced on the bacterial filter of exhaust air.
- В процессах твердофазной ферментации при засеве твердого субстрата суспензией грибного мицелия не удается равномерно распределить посевной мицелий в объеме твердого субстрата и, тем самым, обеспечить поддержание заданных условий газообмена и температуры, так как полученный в колбе на качалке посевной материал представляет собой гетерогенную суспензию агломерированной биомассы.- In solid phase fermentation processes when a solid substrate is inoculated with a suspension of fungal mycelium, it is not possible to evenly distribute seed mycelium in the volume of the solid substrate and, thus, maintain the specified gas exchange conditions and temperature, since the seed obtained in a flask on a rocking chair is a heterogeneous suspension of agglomerated biomass .
- В процессах поверхностной ферментации биомассу продуцирующих микроорганизмов, адсорбированную на множественных поверхностях «колец Рашига», невозможно структурировать, что способствует закупорке биомассой проточных каналов «колец Рашига», нарушению массообменных процессов, автолизу клеток и накоплению в рабочей жидкости токсичных веществ распада клеток, снижающих качество целевых продуктов.- In the surface fermentation processes, the biomass of producing microorganisms adsorbed on the multiple surfaces of the Rashig rings cannot be structured, which contributes to the clogging of the flow channels of the Rashig rings by the biomass, disruption of mass transfer processes, cell autolysis and the accumulation of toxic cell decay substances in the working fluid, which reduce the quality of cells target products.
- Матриксы, размещенные в ферментационных емкостях, и сетчатый фильтр, размещенный в буферной емкости, в процессе ферментации обрастают биомассой растущих микроорганизмов, что приводит к нарушению условий технологического регламента.- Matrices placed in fermentation tanks, and a strainer placed in a buffer tank, in the process of fermentation are overgrown with biomass of growing microorganisms, which leads to a violation of the technological regulations.
- Работа шлюзовой камеры предусматривает проведение предварительных процедур: продувку паром полости шлюзовой камеры и охлаждение шлюзовой камеры до заданной температуры. Указанные процедуры сопровождаются существенными потерями времени и продуктов ферментации, которые в потоке водяного пара смываются со стенок шлюзовой камеры в канализацию, что повышает энергетические затраты и снижает производительность аппарата.- The operation of the lock chamber involves preliminary procedures: steam blowing the cavity of the lock chamber and cooling the lock chamber to a predetermined temperature. These procedures are accompanied by significant losses of time and fermentation products, which are washed off from the walls of the lock chamber into the sewer in a stream of water vapor, which increases energy costs and reduces the productivity of the apparatus.
- Использование выносной измерительной ячейки не позволяет снять достоверные показатели процессов, протекающих в ферментационных емкостях, что снижает качество управления реализуемых процессов.- The use of a remote measuring cell does not allow to take reliable indicators of processes occurring in fermentation tanks, which reduces the quality of management of the processes being implemented.
Приведенные недостатки не позволяют оптимизировать условия проведения ферментативных реакций и, как следствие, интенсифицировать ферментационные процессы.The above disadvantages do not allow to optimize the conditions for enzymatic reactions and, as a result, to intensify fermentation processes.
Цель изобретения: устранение указанных недостатков аналога и интенсификация ферментационных процессов за счет оптимизации условий проведения ферментативных реакций в процессах жидкофазной, твердофазной, пленочной ферментаций и трансформации органических соединений.The purpose of the invention: the elimination of these disadvantages of the analogue and the intensification of fermentation processes by optimizing the conditions for enzymatic reactions in the processes of liquid-phase, solid-phase, film fermentation and transformation of organic compounds.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем операции введения в ферментационные емкости жидкой питательной среды, твердого субстрата или носителя клеток; стерилизации аппарата; охлаждения; выращивания посевной культуры микроорганизмов; засева жидкой питательной среды в ферментационной емкости и проведения «жидкофазных», «твердофазных», «пленочных» или «трансформационных» процессов в заданных условиях аэрации, температуры и частоты обмена рабочей жидкости между ферментационными емкостями, согласно изобретению:This goal is achieved by the fact that in the known method, including the operation of introducing into the fermentation tanks of a liquid nutrient medium, a solid substrate or cell carrier; sterilization of the apparatus; cooling; cultivating a seed culture of microorganisms; sowing a liquid nutrient medium in a fermentation tank and carrying out "liquid phase", "solid phase", "film" or "transformation" processes in the given conditions of aeration, temperature and frequency of the working fluid exchange between fermentation tanks, according to the invention:
- засев твердого субстрата или носителей продуцирующими микроорганизмами проводят в полном ростовом цикле культивирования микроорганизмов, в условиях совмещения «жидкофазного» и «твердофазного» ферментационных процессов, с одновременным осаждением клеток на множественных поверхностях твердого субстрата или носителей;- inoculation of a solid substrate or carriers with producing microorganisms is carried out in the full growth cycle of the cultivation of microorganisms, under conditions of combining the "liquid phase" and "solid phase" fermentation processes, with the simultaneous deposition of cells on multiple surfaces of the solid substrate or carriers;
- стабилизацию температуры ферментируемого твердого субстрата и отвод метаболитов, образующихся в процессе твердофазной ферментации, осуществляют автоматически, при отклонениях температуры в твердом субстрате на 1°C от заданной температуры теплоносителя в теплообменных рубашках, посредством периодического погружения твердого субстрата в рабочую жидкость;- stabilization of the temperature of the fermentable solid substrate and the removal of metabolites formed during solid-phase fermentation is carried out automatically, when the temperature in the solid substrate deviates by 1 ° C from the set temperature of the coolant in heat-exchange jackets, by periodically immersing the solid substrate in the working fluid;
- пену, образующуюся в ферментационных процессах, разрушают в потоке отработанного газа, посредством пропускания газопенной среды через охлаждаемый змеевик в направлении против сил гравитации;- the foam formed in fermentation processes is destroyed in the exhaust gas stream by passing a gas-foam medium through a cooled coil in the direction against gravity;
- слив жидких продуктов ферментации или возврат рабочей жидкости на ферментацию осуществляют автоматически, при каждом контакте жидкости, поступающей в шлюзовую камеру с датчиком уровня;- draining the liquid fermentation products or returning the working fluid to the fermentation is carried out automatically, with each contact of the fluid entering the lock chamber with a level sensor;
- трансформацию органических соединений осуществляют в матриксе, который заполняют иммобилизованными клетками, размещают в полости ферментационной емкости для реализации «твердофазных» ферментационных процессов и, периодически, с заданной частотой, погружают в суспензию трансформируемых веществ, насыщенную кислородом воздуха.- the transformation of organic compounds is carried out in a matrix, which is filled with immobilized cells, placed in the cavity of the fermentation tank for the implementation of "solid-phase" fermentation processes and, periodically, with a given frequency, immersed in a suspension of transformable substances saturated with atmospheric oxygen.
Поставленная цель достигается также в аппарате для реализации ферментационных процессов, содержащем ферментационные емкости с теплообменными рубашками для проведения жидкофазных и твердофазных процессов, аэратор, буферную емкость, шлюзовую камеру, прибор управления, трубопроводы с управляемыми клапанами и патрубки, в котором, согласно изобретению:This goal is also achieved in an apparatus for the implementation of fermentation processes, containing fermentation tanks with heat exchangers for carrying out liquid-phase and solid-phase processes, an aerator, a buffer tank, a lock chamber, a control device, pipelines with controlled valves and pipes, in which, according to the invention:
- ферментационная емкость для проведения твердофазных процессов снабжена датчиком температуры;- fermentation tank for carrying out solid-phase processes is equipped with a temperature sensor;
- ферментационная емкость для проведения жидкофазных процессов снабжена датчиками рН и температуры;- fermentation tank for carrying out liquid-phase processes is equipped with pH and temperature sensors;
- емкости для проведения «жидкофазных» и «твердофазных» ферментационных процессов сообщены перепускным трубопроводом;- tanks for carrying out "liquid-phase" and "solid-phase" fermentation processes reported by the bypass pipe;
- буферная емкость снабжена теплообменной рубашкой и змеевиком, встроенным в теплообменную рубашку, для отвода отработанных газов и жидких продуктов ферментаций в буферную емкость;- the buffer tank is equipped with a heat-exchange jacket and a coil integrated in the heat-exchange jacket to divert exhaust gases and liquid fermentation products to the buffer tank;
- шлюзовая камера снабжена бактериальным фильтром и датчиком уровня жидкости, обеспечивающим заданную дозу слива рабочей жидкости;- the lock chamber is equipped with a bacterial filter and a liquid level sensor that provides a predetermined dose of draining the working fluid;
- верхняя полость шлюзовой камеры, посредством трубопроводов с клапанами, сообщена с верхней и нижней полостью буферной емкости и с бактериальным фильтром наддува шлюзовой камеры, а нижняя полость сообщена с ферментационной емкостью и патрубками слива продуктов ферментации и канализационного слива.- the upper cavity of the lock chamber, through pipelines with valves, is in communication with the upper and lower cavity of the buffer tank and with the bacterial filter for boosting the lock chamber, and the lower cavity is connected with the fermentation tank and drain pipes of fermentation products and sewage drain.
На прилагаемом рисунке представлена принципиальная схема ферментационного аппарата, поясняющая осуществление предлагаемого способа в ферментационных процессах.The attached figure shows a schematic diagram of a fermentation apparatus explaining the implementation of the proposed method in fermentation processes.
Аппарат содержит:The device contains:
Ферментационную емкость 1, теплообменную рубашку 2, загрузочный люк 3, аэратор 4, датчик 5 температуры, ферментационную емкость 6, теплообменную рубашку 7, аэратор 8, датчик 9 рН, датчик 10 температуры, перепускной трубопровод 11, буферную емкость 12, теплообменную рубашку 13, змеевик 14, шлюзовую камеру 15, датчик 16 уровня жидкости, обводной трубопровод 17, бактериальный фильтр 18 питающих газов, бактериальный фильтр 19 отработанных газов, бактериальный фильтр 20 наддува шлюзовой камеры, термостат 21, сеть трубопроводов с управляемыми клапанами 22-37, патрубки 38-44, прибор 45 управления.
Описание алгоритмов работы способа и ферментера.Description of the algorithms of the method and the fermenter.
Пример 1. Алгоритм реализации «жидкофазных» ферментационных процессов.Example 1. The algorithm for the implementation of "liquid-phase" fermentation processes.
К патрубку 44 асептического разъема подключают источник приготовленного питательного раствора.A source of prepared nutrient solution is connected to the pipe 44 of the aseptic connector.
Открывают клапаны 32, 29, 22 и в ферментационную емкость 6 загружают заданный объем раствора.The
После загрузки раствора ферментер герметизируют и стерилизуют острым паром известным методом при заданных значениях температуры, давления и времени стерилизации.After loading the solution, the fermenter is sealed and sterilized with hot steam by a known method at predetermined values of temperature, pressure and sterilization time.
По завершении процесса стерилизации открывают клапаны 25, 29, 22, а ферментер охлаждают до заданной температуры ферментационного процесса, при рециркуляции холодной воды через термостат 21 и теплообменные рубашки 2, 7.At the end of the sterilization process, the
Продуцирующую культуру микроорганизмов выращивают в посевной колбе на качалке до экспоненциальной ростовой фазы.A producing culture of microorganisms is grown in a seed flask on a rocking chair until an exponential growth phase.
Колбу с посевной культурой микроорганизмов подключают к патрубку 44, открывают клапан 32, и суспензию посевных микроорганизмов вносят в ферментационную емкость 6. После засева ферментационной емкости 6 клапан 32 закрывают, открывают клапаны 26, 30, 31, 24, а на приборе 45 задают температуру в теплообменных рубашках 2, 7, управляемую датчиком 10, и частоту возвратно-поступательного перемещения рабочей жидкости по ферментационным емкостям 1, 6.The flask with the seed culture of microorganisms is connected to the nozzle 44, the
Для перемещения рабочей жидкости из ферментационной емкости 6 в ферментационную емкость 1 закрывают клапан 29.To move the working fluid from the
Аэрирующий воздух через патрубок 38 и бактериальный фильтр 18 поступает в аэратор 8 ферментационной емкости 6 и в виде мелкодисперсных пузырьков пронизывает объем рабочей жидкости, перемешивая и вытесняя рабочую жидкость из емкости 6 в емкость 1 по перепускному трубопроводу 11.Aerating air through the
Рабочая жидкость, поступающая в емкость 1, так же как в емкости 6, подвергается воздействию мелкодисперсных пузырьков аэрирующего воздуха, выходящего из аэратора 4, что позволяет активизировать растворение кислорода воздуха в рабочей жидкости и оптимизировать ферментативные реакции микроорганизмов.The working fluid entering the
После опорожнения емкости 6 открывают клапан 29, закрывают клапан 25 и рабочую жидкость под действием аэрирующего воздуха по перепускному трубопроводу 11, возвращают в емкость 6, а процесс возвратно-поступательного перемещения рабочей жидкости из одной емкости в другую повторяют с заданной частотой до завершения процесса жидкофазной ферментации.After emptying the
Отработанный воздух из ферментационных емкостей 1, 6 через попеременно открывающиеся клапаны 25, 29, змеевик 14, буферную емкость 12, открытый клапан 22, бактериальный фильтр 19 и патрубок 39 отводится в атмосферу.The exhaust air from the
В процессе ферментации, в результате мелкодисперсной аэрации рабочей жидкости и дыхательной активности микроорганизмов, образуется пена, которую разрушают в змеевике 14.In the fermentation process, as a result of fine aeration of the working fluid and the respiratory activity of microorganisms, a foam is formed, which is destroyed in the
Разрушение пены происходит за счет конденсации влаги из теплого отработанного воздуха, протекающего через охлажденный змеевик 14 в условиях гравитационного сопротивления.The destruction of the foam occurs due to condensation of moisture from the warm exhaust air flowing through the cooled
Отработанный воздух и капельная жидкость, полученные в результате разрушения пены в змеевике 14, в потоке отработанного воздуха вытесняются в буферную емкость 12, охлаждаемую теплообменной рубашкой 13.The exhaust air and dropping liquid obtained as a result of the destruction of the foam in the
Отработанный воздух, после разрушения пены, из буферной емкости 12 через открытый клапан 22, бактериальный фильтр 19 и патрубок 39 отводится в атмосферу.The exhaust air, after the destruction of the foam, from the
Капельная жидкость, после разрушения пены, из буферной емкости 12 через открытый клапан 31 поступает в шлюзовую камеру 15. Воздух, находящийся в шлюзовой камере 15, по трубопроводу 17 и через открытый клапан 24 отводится в атмосферу.Drop liquid, after the destruction of the foam, from the
Процесс накопления жидкости в шлюзовой камере 15 продолжается до контакта с датчиком 16 уровня, по сигналу с которого:The process of accumulation of fluid in the
При реализации «периодических» процессов закрывают клапаны 31, 24 и открывают клапаны 35, 23.When implementing "periodic" processes, close the
Через патрубок 40, бактериальный фильтр 20, клапан 23, по трубопроводу 17 в шлюзовую камеру 15 поступает воздух, под давлением которого жидкость из шлюзовой камеры 15 и открытый клапан 35 перетекает в ферментационную емкость 6.Through the
Клапаны 23, 35 - закрывают, клапаны 31, 24 - открывают, а процесс жидкофазной ферментации продолжают до очередного контакта рабочей жидкости с датчиком 16 уровня.
При реализации «непрерывных» процессов, закрывают клапаны 31, 24 и открывают клапаны 36, 23.When implementing "continuous" processes, close the
Через патрубок 40, бактериальный фильтр 20, клапан 23, по трубопроводу 17 в шлюзовую камеру 15 поступает воздух, под давлением которого жидкость из шлюзовой камеры 15 и открытый клапан 36 и патрубок 42 отгружается потребителю продукта.Through the
Клапаны 23, 36 - закрывают, клапаны 31, 24 - открывают, а процесс жидкофазной ферментации продолжают до очередного контакта рабочей жидкости с датчиком уровня.
Интенсификация «жидкофазных» ферментационных процессов заключается:The intensification of "liquid phase" fermentation processes is:
- В оптимизации условий аэрации рабочей жидкости, которую осуществляют одновременно в двух ферментационных емкостях, в процессе жидкостного обмена.- In optimizing the conditions for aeration of the working fluid, which is carried out simultaneously in two fermentation tanks, in the process of liquid exchange.
- В применении нового метода разрушения пены в отработанных газах. Этот метод заключается в том, что отработанный газ и пену пропускают через вертикально установленный и охлаждаемый змеевик в направлении снизу вверх, что создает дополнительное гравитационное сопротивление газо-жидкостному потоку, протекающему по змеевику, ускоряет конденсацию влаги в пузырьках пены, снижает прочность оболочек пузырьков пены и способствует их разрушению.- In the application of a new method for the destruction of foam in the exhaust gases. This method consists in the fact that the exhaust gas and foam are passed through a vertically mounted and cooled coil in the direction from the bottom up, which creates additional gravitational resistance to the gas-liquid flow flowing through the coil, accelerates the condensation of moisture in the foam bubbles, reduces the strength of the shells of the foam bubbles and contributes to their destruction.
- В процедуре рециркуляции рабочей жидкости и слива жидких продуктов ферментации, которые осуществляют автоматически, по накоплению заданного объема рабочей жидкости в шлюзовой камере.- In the procedure for recirculating the working fluid and draining the liquid fermentation products, which are carried out automatically, by accumulating a predetermined volume of the working fluid in the lock chamber.
- В сокращении производственных потерь продуктов ферментации и времени за счет исключения проведения подготовительных процедур, продувки паром и охлаждения шлюзовой камеры при каждом срабатывании.- To reduce production losses of fermentation products and time due to the exclusion of preparatory procedures, steam purging and cooling of the lock chamber with each operation.
Пример 2. Алгоритм реализации «твердофазных» процессов.Example 2. The algorithm for the implementation of "solid-phase" processes.
Через загрузочный люк 3 в ферментационную емкость 1 вносят твердый субстрат.A solid substrate is introduced into the
К патрубку 44 асептического разъема подключают источник приготовленного питательного раствора.A source of prepared nutrient solution is connected to the pipe 44 of the aseptic connector.
Открывают клапаны 32, 29, 22 и в ферментационную емкость 6 загружают питательный раствор в объеме, равном объему твердого субстрата в емкости 1.The
После загрузки раствора ферментер герметизируют и стерилизуют острым паром известным методом при заданных значениях температуры, давления и времени стерилизации.After loading the solution, the fermenter is sealed and sterilized with hot steam by a known method at predetermined values of temperature, pressure and sterilization time.
По завершении процесса стерилизации открывают клапаны 25, 29, 22, а ферментер охлаждают до заданной температуры, при рециркуляции холодной воды через термостат 21 и теплообменные рубашки 2, 7.At the end of the sterilization process, the
Продуцирующую культуру микроорганизмов выращивают в посевной колбе на качалке до экспоненциальной ростовой фазы.A producing culture of microorganisms is grown in a seed flask on a rocking chair until an exponential growth phase.
Колбу с посевной культурой микроорганизмов подключают к патрубку 44, открывают клапан 32, и суспензию посевных микроорганизмов вводят в ферментационную емкость 6.The flask with the seed culture of microorganisms is connected to the pipe 44, the
После засева ферментационной емкости 6, клапан 32 закрывают, открывают клапаны 26, 30, 31, 24, а на приборе 45 задают температуру в теплообменных рубашках 2, 7 и частоту возвратно-поступательного перемещения рабочей жидкости по ферментационным емкостям 1, 6.After sowing the
Для перемещения рабочей жидкости из ферментационной емкости 6 в ферментационную емкость 1 закрывают клапан 29.To move the working fluid from the
Аэрирующий воздух через патрубок 38 и бактериальный фильтр 18 поступает в аэратор 8 ферментационной емкости 6 и в виде мелкодисперсных пузырьков пронизывает объем рабочей жидкости, перемешивая и вытесняя рабочую жидкость из емкости 6 в емкость 1 по перепускному трубопроводу 11.Aerating air through the
Рабочая жидкость, поступающая в емкость 1, так же как в емкости 6, подвергается воздействию мелкодисперсных пузырьков аэрирующего воздуха, выходящего из аэратора 4, что позволяет активизировать растворение кислорода воздуха в рабочей жидкости и оптимизировать ферментативные реакции микроорганизмов.The working fluid entering the
После опорожнения емкости 6 открывают клапан 29, закрывают клапан 25 и рабочую жидкость под действием аэрирующего воздуха, по перепускному трубопроводу 11, возвращают в емкость 6, а процесс возвратно-поступательного перемещения рабочей жидкости из одной емкости в другую повторяют с заданной частотой до истощения питательных веществ в рабочей жидкости.After emptying the
Засев твердого субстрата и размножение микроорганизмов в питательном растворе проводят одновременно, что позволяет равномерно распределить биомассу микроорганизмов в объеме твердого субстрата и адаптировать микроорганизмы к новым условиям твердофазной ферментации.The sowing of the solid substrate and the propagation of microorganisms in the nutrient solution is carried out simultaneously, which allows you to evenly distribute the biomass of microorganisms in the volume of the solid substrate and adapt the microorganisms to new conditions of solid-phase fermentation.
Истощение питательных веществ определяют измерением кислотности рабочей жидкости по датчику рН в емкости 6.Nutrient depletion is determined by measuring the acidity of the working fluid according to the pH sensor in the
При достижении заданного значения рН автоматически открывается клапан 25, и рабочая жидкость из емкости 1 по трубопроводу 11 перетекает в емкость 6.When the set pH value is reached, the
На этой стадии ферментационного процесса рабочая жидкость в емкости 6, в зависимости от задачи, может быть заменена на раствор заданного состава. Замену отработанной жидкости на раствор заданного состава веществ осуществляют через патрубок 44 асептического разъема.At this stage of the fermentation process, the working fluid in the
В созданных условиях, твердый субстрат в емкости 1 подвергается твердофазной ферментации, которая протекает с выделением жидких метаболитов и избыточного тепла, замедляющих проведение ферментативных реакций.Under the created conditions, the solid substrate in
Повышение температуры субстрата является критическим фактором, снижающим производительность твердофазного процесса. Так, повышение температуры от оптимального значения всего на 5°С практически полностью останавливает размножение продуцирующей культуры и ферментацию твердого субстрата. Температура твердофазного процесса в области оптимальных значений для проведения ферментативных реакций, например, для культуры P.tigrinus экспериментально составила 29±1°С. Исходя из полученного результата, для управления и поддержания заданного температурного режима твердофазного процесса была выбрана температура, превышающая на 1°С заданное значение.An increase in substrate temperature is a critical factor that reduces the performance of the solid-state process. Thus, an increase in temperature from the optimal value by only 5 ° C almost completely stops the reproduction of the producing culture and the fermentation of the solid substrate. The temperature of the solid-state process in the region of optimal values for carrying out enzymatic reactions, for example, for P. tigrinus culture, was experimentally 29 ± 1 ° С. Based on the result, to control and maintain a given temperature regime of the solid-phase process, a temperature was selected that was 1 ° C higher than the set value.
При повышении температуры в объеме твердого субстрата на 1°С относительно заданной температуры в теплообменных рубашках, клапан 29 закрывают, и рабочая жидкость из насыщенная кислородом аэрирующего воздуха, заполняет все свободное пространство в твердом субстрате.When the temperature in the volume of the solid substrate is increased by 1 ° C relative to the set temperature in the heat-exchange jackets, the
После полного опорожнения емкости 6 клапан 29 открывают, рабочая жидкость из емкости 1 возвращается в емкость 6, и выдерживается временная пауза, определяемая очередным повышением температуры в твердом субстрате.After the
Погружение твердого субстрата сначала в рабочую жидкость, а затем в атмосферу аэрирующего воздуха обеспечивает восстановление заданного температурного режима и отвод жидких метаболитов, обеспечивая оптимальные условия реализации твердофазного процесса.The immersion of the solid substrate first in the working fluid, and then in the atmosphere of aerating air ensures the restoration of a given temperature regime and the removal of liquid metabolites, providing optimal conditions for the implementation of the solid-phase process.
Условия реализации «твердофазных» ферментационных процессов применимы для реализации «пленочных» процессов, осуществляемых с использованием адсорбционных носителей.The conditions for the implementation of "solid-phase" fermentation processes are applicable to the implementation of "film" processes carried out using adsorption carriers.
Интенсификация «твердофазных» и «пленочных» ферментационных процессов заключается:The intensification of "solid-phase" and "film" fermentation processes is:
- В засеве твердого субстрата или носителя продуцирующими микроорганизмами, который осуществляют одновременно с процессом размножения микроорганизмов на жидкой питательной среде до заданного значения рН.- In the inoculation of a solid substrate or carrier by producing microorganisms, which is carried out simultaneously with the process of reproduction of microorganisms in a liquid nutrient medium to a predetermined pH value.
- В применении нового метода автоматической стабилизации температуры и отвода токсичных метаболитов из ферментируемого субстрата. Этот метод заключается в том, что при превышении температуры в ферментируемом субстрате на 1°С от заданного значения, твердый субстрат или носитель погружают то в раствор заданной температуры и насыщенный кислородом аэрирующего воздуха, то в атмосферу аэрирующего воздуха. Метод обеспечивает восстановление заданного температурного режима «твердофазного» или «пленочного» ферментационного процесса и отвод жидких метаболитов из ферментируемого субстрата.- In the application of a new method for automatic stabilization of temperature and removal of toxic metabolites from a fermentable substrate. This method consists in the fact that when the temperature in the fermented substrate is 1 ° C higher than the set value, the solid substrate or carrier is immersed either in a solution of a given temperature and saturated with oxygen from the aeration air, or into the atmosphere of the aeration air. The method provides the restoration of a given temperature regime of the "solid-phase" or "film" fermentation process and the removal of liquid metabolites from the fermented substrate.
- В возможности замены отработанной рабочей жидкости на новый раствор, без извлечения из ферментера твердого субстрата или носителя, обогащенных продуцирующими микроорганизмами, что позволяет оптимизировать условия проведения ферментативных реакций в «твердофазных» и «пленочных» ферментационных процессах.- The possibility of replacing the spent working fluid with a new solution, without removing from the fermenter a solid substrate or carrier enriched with producing microorganisms, which allows optimizing the conditions for enzymatic reactions in "solid-phase" and "film" fermentation processes.
Способ и устройство согласно настоящему изобретению могут найти применение и для трансформации органических соединений с использованием иммобилизованных клеток.The method and device according to the present invention can find application for the transformation of organic compounds using immobilized cells.
Пример 3. Алгоритм реализации процессов трансформации органических соединений, например трансформации гидрокортизона иммобилизованными в ПААГ (полиакриламидном геле), клетками A.globiformis.Example 3. The algorithm for the implementation of the processes of transformation of organic compounds, for example, the transformation of hydrocortisone immobilized in SDS page (polyacrylamide gel), A.globiformis cells.
Гранулы с иммобилизованными клетками вносят в полость матрикса (контейнер с перфорированной стенкой).Granules with immobilized cells are introduced into the cavity of the matrix (container with a perforated wall).
Через загрузочный люк 3 контейнер размещают в ферментационной емкости 1.Through the loading hatch 3, the container is placed in a
К патрубку 44 асептического разъема подключают источник водной суспензии микрокристаллического гидрокортизона.A source of an aqueous suspension of microcrystalline hydrocortisone is connected to the pipe 44 of the aseptic connector.
Открывают клапаны 32, 29, 22 и в ферментационную емкость 6 через патрубок 44 загружают суспензию микрокристаллического гидрокортизона в объеме, равном объему контейнера в емкости 1.The
Ферментер герметизируют, а в теплообменных рубашках 2, 7 поддерживают заданную на приборе 45 температуру посредством термостата 21 и датчика 10 температуры.The fermenter is sealed, and in the
Открывают клапаны 25, 26, 29, 30, 22, 31, 24, а на приборе 45 задают частоту возвратно-поступательного перемещения рабочей жидкости по ферментационным емкостям 1, 6.The
Для перемещения рабочей жидкости из ферментационной емкости 6 в ферментационную емкость 1 закрывают клапан 29.To move the working fluid from the
Аэрирующий воздух через патрубок 38 и бактериальный фильтр 18 поступает в аэратор 8 ферментационной емкости 6 и в виде мелкодисперсных пузырьков насыщает кислородом воздуха суспензию микрокристаллического гидрокортизона и одновременно вытесняет ее из емкости 6 в емкость 1 по перепускному трубопроводу 11.Aerating air through the
Насыщенная кислородом воздуха суспензия микрокристаллического гидрокортизона, поступающая в емкость 1, так же как в емкости 6, подвергается воздействию мелкодисперсных пузырьков аэрирующего воздуха, выходящего из аэратора 4.Saturated with air oxygen, a suspension of microcrystalline hydrocortisone entering the
При погружении контейнера с гранулами иммобилизованных клеток в суспензию гидрокортизона вокруг перфорированной стенки контейнера, образуется экран в виде кипящего слоя, состоящего из суспензии гидрокортизона насыщенной кислородом воздуха и мелкодисперсных пузырьков аэрирующего воздуха, поступающего из аэратора 4, что способствует активизации реакций трансформации гидрокортизона.When a container with granules of immobilized cells is immersed in a suspension of hydrocortisone around the perforated wall of the container, a screen is formed in the form of a fluidized bed consisting of a suspension of hydrocortisone saturated with oxygen in the air and fine air bubbles coming from aerator 4, which contributes to the activation of hydrocortisone transformation reactions.
После опорожнения емкости 6 открывают клапан 29, закрывают клапан 25, и суспензию гидрокортизона, под действием аэрирующего воздуха, по перепускному трубопроводу 11 возвращают в емкость 6, а процесс возвратно-поступательного перемещения рабочей жидкости из одной емкости в другую повторяют с заданной частотой до 98-100%-ного превращения гидрокортизона в преднизолон.After emptying the
Интенсификация процесса трансформации органических соединений заключается:The intensification of the process of transformation of organic compounds is:
- В использовании матрикса, выполненного в виде водопроницаемого контейнера, обеспечивающего защиту иммобилизованных клеток от турбулентных воздействий рабочей суспензии при аэрации и перемешивании.- In the use of a matrix made in the form of a permeable container that protects the immobilized cells from the turbulent effects of the working suspension during aeration and mixing.
- Иммобилизованные клетки локализованы в объеме контейнера и окружены экраном «кипящего слоя» рабочей суспензии, насыщенной кислородом воздуха, что позволяет стабилизировать процентное содержание растворенного кислорода в рабочей суспензии и активизировать дыхательную и реакционную активность иммобилизованных клеток.- The immobilized cells are localized in the container volume and are surrounded by a “fluidized-bed” screen of the working suspension saturated with atmospheric oxygen, which makes it possible to stabilize the percentage of dissolved oxygen in the working suspension and activate the respiratory and reaction activity of the immobilized cells.
- Трансформацию органических соединений проводят в условиях, не допускающих разрушений гранул ПААГ и выброса свободных клеток в рабочую суспензию, что позволяет снизить производственные затраты на стадиях выделения целевого продукта и многократно использовать трансформирующую культуру в сохраненных гранулах.- The transformation of organic compounds is carried out under conditions that do not allow the destruction of PAAG granules and the release of free cells into a working suspension, which allows to reduce production costs at the stages of isolation of the target product and to reuse the transforming culture in stored granules.
- В применении двух емкостей, в одной из которых размещают контейнер с гранулами иммобилизованных клеток, а в другой - суспензию микрокристаллического гидрокортизона, что позволяет существенно сократить ручной труд и автоматизировать процедуры, выполняемые при промывке гранул от посторонних веществ и регенерации клеток в гранулах ПААГ в асептических условиях.- In the use of two containers, in one of which a container with granules of immobilized cells is placed, and in the other - a suspension of microcrystalline hydrocortisone, which can significantly reduce manual labor and automate the procedures performed when washing granules from foreign substances and regenerating cells in aseptic PAAG granules conditions.
Для всех вышеприведенных примеров клапаны 27, 28. 33, 34, 37 работают в процессах стерилизации по известной технологии. Так, перед введением в ферментационную емкость 6 стерильных растворов, посевной культуры микроорганизмов или проведения процедуры отбора проб рабочей жидкости, проводят стерилизацию перепускного патрубка 44. Стерилизацию проводят при открытых клапанах 33, 34, через которые пропускают насыщенный водяной пар. Клапан 37 открывают в процессе стерилизации шлюзовой камеры 15 для сброса конденсата в канализацию. При стерилизации буферной емкости 12 закрывают клапан 27 ввода холодной воды в рубашку 13 и открывают клапан 28 для сброса конденсата в канализацию.For all the above examples, the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106234/10A RU2596924C1 (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | Method for implementation of enzymatic processes and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015106234/10A RU2596924C1 (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | Method for implementation of enzymatic processes and device therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2596924C1 true RU2596924C1 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015106234/10A RU2596924C1 (en) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | Method for implementation of enzymatic processes and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2596924C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU85479U1 (en) * | 2009-03-25 | 2009-08-10 | Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | APPARATUS FOR FERMENTATION PROCESSES |
RU102618U1 (en) * | 2010-08-03 | 2011-03-10 | Учреждение Российской академии наук Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | INSTALLATION FOR COMBINED CULTIVATION OF MICROORGANISMS |
RU106899U1 (en) * | 2010-12-29 | 2011-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | DEVICE FOR CULTIVATION OF CELLS AND MICRO-ORGANISMS |
RU2539027C2 (en) * | 2007-10-28 | 2015-01-10 | Ланзатек Нью Зиленд Лимитед | Method and system for obtaining products, including alcohols and/or acids, in microbiological fermentation |
-
2015
- 2015-02-24 RU RU2015106234/10A patent/RU2596924C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539027C2 (en) * | 2007-10-28 | 2015-01-10 | Ланзатек Нью Зиленд Лимитед | Method and system for obtaining products, including alcohols and/or acids, in microbiological fermentation |
RU85479U1 (en) * | 2009-03-25 | 2009-08-10 | Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | APPARATUS FOR FERMENTATION PROCESSES |
RU102618U1 (en) * | 2010-08-03 | 2011-03-10 | Учреждение Российской академии наук Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | INSTALLATION FOR COMBINED CULTIVATION OF MICROORGANISMS |
RU106899U1 (en) * | 2010-12-29 | 2011-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт биологического приборостроения с опытным производством РАН | DEVICE FOR CULTIVATION OF CELLS AND MICRO-ORGANISMS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Spier et al. | Application of different types of bioreactors in bioprocesses | |
JP2008545441A5 (en) | ||
EP3167042B1 (en) | Bioreactor with interruptible gas supply | |
CN204490886U (en) | A kind of biology cellulose fermentation system | |
CN105621789B (en) | A kind of biogas slurry treatment device and method based on microdisk electrode | |
AU780625B2 (en) | Bioreactor for fermenting solids | |
US20130236952A1 (en) | System for processing biomass | |
CN106520552A (en) | Cell culture biological reactor | |
CN102127505B (en) | Immobilized cell bioreactor | |
EP2126036B1 (en) | Biotechnical and microbiological production method and equipment | |
CN104403986A (en) | Microbe spore culture method and equipment | |
RU2596924C1 (en) | Method for implementation of enzymatic processes and device therefor | |
CN102234205B (en) | Multifunctional solid state fermentation reactor | |
JP2009261287A (en) | Chlorella/hydrogen production method and chlorella/hydrogen production apparatus | |
WO2018164586A1 (en) | System for cultivating aquatic organisms by producing feed for the aquatic animals from waste products emanating from said cultivation, particularly carbon dioxide isolated by ultrasound | |
CN1063224C (en) | Airlift cyclic immersion lighting plant cell tissue organ culture method and culture reactor | |
CN101264977B (en) | Device and method for conserving anaerobic particle sludge in beer industrial waste water treatment | |
CN103497013B (en) | Fermentation treatment apparatus for waste in controlled airtight cabin | |
CN1473924A (en) | Ferment method of solid ferment adseptic manipulation and its special device | |
CN2352538Y (en) | Plant cell, tissue culturing reactor with air floating type periodic submerging and illumination | |
CN202016902U (en) | Engineering bacteria breeding acceleration device | |
RU2755727C2 (en) | Method for cultivation of methane-oxidising bacteria | |
CN104258724A (en) | Odor removal device and method for super-large-scale biofilter with continuous culture function | |
Pavliukh et al. | A PHOTOBIOREACTOR FOR MICROALGAE-BASED WASTEWATER TREATMENT. | |
CN2567227Y (en) | Fermentation device for solid state fermentation sterile operation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200225 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210205 |