RU2610674C1 - Биореактор для проведения биохимических процессов - Google Patents
Биореактор для проведения биохимических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610674C1 RU2610674C1 RU2016107264A RU2016107264A RU2610674C1 RU 2610674 C1 RU2610674 C1 RU 2610674C1 RU 2016107264 A RU2016107264 A RU 2016107264A RU 2016107264 A RU2016107264 A RU 2016107264A RU 2610674 C1 RU2610674 C1 RU 2610674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- impeller
- bioreactor
- partition
- medium
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биохимии. Предложен биореактор для проведения биохимических процессов. Биореактор включает цилиндрическую емкость с устройством для перемешивания среды. Устройство для перемешивания среды состоит из лопастного колеса, круглой перегородки и механизма регулирования положения лопастного колеса по высоте относительно поверхности перемешиваемой среды. Лопастное колесо горизонтально укреплено на вертикальной штанге в верхней части емкости. Механизм регулирования содержит вертикально установленную по оси емкости штангу, связанную при помощи фиксатора с круглой перегородкой для ее вращения. Круглая перегородка выполнена с боковыми диффузорными отверстиями под углом 30-45° к окружности и с верхними отверстиями под углом 45-60° к горизонтали. При этом над круглой перегородкой на штанге закреплено дополнительное лопастное колесо. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и исключение потребления энергии. 2 ил.
Description
Известен биореактор, включающий цилиндрическую емкость с крышкой, расположенное в ней устройство для перемешивания среды, состоящее из лопастного колеса, горизонтально укрепленного на вертикальном валу в верхней части емкости, и кольцевой перегородки, установленной в емкости с возможностью вращения, образующей со стенкой емкости зазор и снабженной поплавками, и механизм регулирования положения кольцевой перегородки по высоте относительно перемешиваемой среды. Этот механизм может содержать стойки, прикрепленные к крышке емкости и кольцевой перегородке при помощи фиксаторов и позволяющие изменять положение перегородки по высоте емкости (RU 2099413 C1, С12М 1/04, 20.12.1997).
Недостаток биореактора заключается в том, что использование плавающей кольцевой перегородки приводит к тому, что она выбрасывается на поверхность жидкости и периодически колеблется со смещением ее к стенке емкости, что ухудшает процесс перемешивания.
Ближайшим аналогом предложенного изобретения является Биореактор, включающий цилиндрическую емкость с крышкой, расположенное в ней устройство для перемешивания среды, состоящее из лопастного колеса, горизонтально укрепленного на вертикальном валу, в верхней части емкости, и кольцевой перегородки, установленной в емкости с возможностью вращения, образующей со стенкой емкости зазор, и снабженной поплавками, и механизма регулирования положения кольцевой перегородки по высоте относительно поверхности перемешиваемой среды, причем указанный механизм содержит вертикально установленную по оси емкости штангу и размещенную на ней втулку, связанную при помощи стоек с кольцевой перегородкой для ее вращения на штанге (RU 2299903 С2, С12М 1/04, 27.05.2007).
Недостаток биореактора заключается в сложном исполнении и значительном потреблении электроэнергии.
Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции и исключении потребления электроэнергии.
Этот результат достигается тем, что в предложенном биореакторе для проведения биохимических процессов, включающем цилиндрическую емкость с крышкой, патрубки отвода газа, подачи исходного сырья и отвода продукта, теплообменную рубашку с патрубками подачи и отвода теплоносителя, расположенное в емкости устройство для перемешивания среды, состоящее из лопастного колеса, горизонтально укрепленного на вертикальной штанге, в верхней части емкости, и круглой перегородки, установленной в емкости с возможностью вращения, образующей со стенкой емкости зазор и снабженной отверстиями, и механизма регулирования положения лопастного колеса по высоте относительно поверхности перемешиваемой среды, указанный механизм содержит вертикально установленную по оси емкости штангу, с размещенной на ней втулкой, и связанную при помощи фиксатора с круглой перегородкой для ее вращения, согласно изобретению круглая перегородка снабжена штуцером на шариковых подшипниках, при этом выполнена с боковыми диффузорными отверстиями под углом 30-45° к окружности и с верхними отверстиями под углом 45-60° к горизонтали, а над круглой перегородкой на штанге закреплено дополнительное лопастное колесо.
Механизм регулирования положения лопастного колеса содержит втулку, расположенную на штанге с ограничителем хода последней и по меньшей мере одним зажимным элементом.
Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 схематично изображен продольный разрез биореактора; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.
Биореактор включает цилиндрическую емкость 1, снабженную крышкой 2 с патрубком 3 отвода газа, патрубками 4 и 5 подачи исходного сырья и отвода готового продукта и теплообменной рубашкой 6 с патрубками 7 и 8 подачи и отвода теплоносителя. Внутри емкости размещено устройство для перемешивания среды, состоящее из лопастных колес 9 и 10, горизонтально укрепленных на вертикальном валу 11 и расположенных в верхней и нижней частях емкости, и круглой перегородки 12, установленной в емкости с возможностью вращения, образующей со стенкой емкости зазор и снабженной штуцером 13 на шариковых подшипниках. Верхнее лопастное колесо снабжено механизмом регулирования его положения по высоте относительно поверхности перемешиваемой среды, содержащим вертикально установленную по оси емкости штангу 11 и размещенную на ней втулку 14 с зажимным элементом 15, штанга зафиксирована на круглой перегородке 12 для ее вращения. В соответствии с конструкцией биореактора, изображенной на фиг. 1, используемой при проведении процесса культивирования микроорганизмов, нижний конец штанги прикреплен к круглой перегородке вертикально расположенного по оси емкости патрубка 13 подачи воздуха.
В соответствии с конструкцией круглой перегородки 12 на фиг. 1 она снабжена штангой 11, содержащей дополнительное лопастное колесо 10, расположенное на штанге 11 над круглой перегородкой 12, с зажимным элементом 15, а также на поверхности кольцевой перегородки выполнены отверстия под углом 45-60° к горизонтали.
В соответствии с конструкцией круглой перегородки 12 на фиг. 2 она выполнена с боковыми диффузорными отверстиями под углом 35-45° к окружности.
Биореактор работает следующим образом.
Цилиндрическую емкость 1 с установленной круглой перегородкой 12 в стерильных условиях при культивировании микроорганизмов заполняют питательной средой через патрубок 4 так, чтобы над поверхностью среды в верхней части емкости оставалась полость для движения аэрирующего газа, а круглая перегородка 12 располагалась в питательной среде у ее поверхности. Далее устанавливают для культивирования клеток требуемый температурный режим, вводят посевную дозу клеток и включают привод вращения лопастных колес 9 и 10 подачей воздуха через штуцер 13 в круглую перегородку 12. За счет реактивной силы истечения воздуха через диффузоры 16 круглая перегородка вращается. Барботирование воздуха через верхние отверстия круглой перегородки 12 под углом 45-60° к горизонтали создает перемешивание среды и ее насыщение кислородом. В зависимости от требований технологии устанавливают необходимое число оборотов лопастного колеса, при вращении которого над поверхностью суспензии клеток создается разрежение в приосевой зоне емкости 1 и повышенное давление на периферии этой емкости. Под действием перепада давления между периферией и приосевой зоной газовой полости над поверхностью суспензии клеток создается закрученный поток газа, который образует в культуральной жидкости турбулентное вращательное движение с интенсивным перемешиванием вдоль оси емкости.
В процессе культивирования газ аэрирует клетки на поверхности жидкости. В результате такой аэрации в культуральной жидкости мало образуется пены, которую гасит лопастное колесо 9.
Увеличение интенсивности движения восходящего и нисходящего потоков суспензии клеток и активное перемешивание лопастными колесами 9 и 10 позволяет осуществлять их культивирование без образования застойных зон. Полученная биомасса отводится через патрубок 5.
При гидролизе крахмала для получения патоки перед началом процесса устанавливают лопастное колесо 9 на штанге 11 с фиксацией его зажимным элементом 15.
Регулируют положение лопастного колеса 9 путем осевого перемещения на штанге 11 посредством движения втулки 14. Заполняют емкость 1 крахмальным молоком через патрубок 4 так, чтобы над поверхностью жидкости в верхней части емкости оставалась полость для движения газа, а лопастное колесо 9 располагалось в жидкости на ее поверхности. Затем устанавливают для процесса гидролиза крахмала требуемый температурный режим при подаче теплоносителя через патрубок 7, вводят фермент альфа-амилазу через патрубок 4 и включают привод вращения круглой перегородки 12 (подачей воздуха через штуцер 13). В зависимости от требований технологии устанавливают необходимое число оборотов лопастного колеса 9. При вращении последнего над поверхностью крахмального молока создается разрежение в приосевой зоне емкости 1 и повышенное давление на периферии этой емкости. Под действием перепада давления между периферией и приосевой зоной газовой полости над поверхностью жидкости формируется закрученный поток газа, который создает в жидкости турбулентное вращательное движение с интенсивным перемешиванием вдоль оси емкости. При вращении круглой перегородки 12, которая раскручивается потоком воздуха, гидролизат отводится через патрубок 5.
Конструкция биореактора позволяет эффективно перемешивать жидкости и ускорять проводимые в нем биохимические процессы без использования электроэнергии.
Claims (1)
- Биореактор для проведения биохимических процессов, включающий цилиндрическую емкость с крышкой, патрубки отвода газа, подачи исходного сырья и отвода продукта, теплообменную рубашку с патрубками подачи и отвода теплоносителя, расположенное в емкости устройство для перемешивания среды, состоящее из лопастного колеса, горизонтально укрепленного на вертикальной штанге, в верхней части емкости, и круглой перегородки, установленной в емкости с возможностью вращения, образующей со стенкой емкости зазор и снабженной отверстиями, и механизма регулирования положения лопастного колеса по высоте относительно поверхности перемешиваемой среды, указанный механизм содержит вертикально установленную по оси емкости штангу, с размещенной на ней втулкой, и связанную при помощи фиксатора с круглой перегородкой для ее вращения, отличающийся тем, что круглая перегородка снабжена штуцером на шариковых подшипниках, при этом выполнена с боковыми диффузорными отверстиями под углом 30-45° к окружности и с верхними отверстиями под углом 45-60° к горизонтали, а над круглой перегородкой на штанге закреплено дополнительное лопастное колесо.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016107264A RU2610674C1 (ru) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Биореактор для проведения биохимических процессов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016107264A RU2610674C1 (ru) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Биореактор для проведения биохимических процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610674C1 true RU2610674C1 (ru) | 2017-02-14 |
Family
ID=58458536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016107264A RU2610674C1 (ru) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Биореактор для проведения биохимических процессов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610674C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107325967A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-07 | 北京仪诺益生科技有限公司 | 细胞反应器 |
RU2712503C2 (ru) * | 2018-03-22 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Ферментатор |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2099413C1 (ru) * | 1992-04-15 | 1997-12-20 | Научно-производственная фирма "БИОК" | Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов |
RU2299903C2 (ru) * | 2004-05-12 | 2007-05-27 | Закрытое акционерное общество "Саяны" (ЗАО "Саяны") | Биореактор |
RU2538170C1 (ru) * | 2011-08-15 | 2015-01-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Вихревых Технологий" | Вихревой биореактор |
RU152918U1 (ru) * | 2015-03-13 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.М. КОКОВА | Биореактор |
-
2016
- 2016-02-29 RU RU2016107264A patent/RU2610674C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2099413C1 (ru) * | 1992-04-15 | 1997-12-20 | Научно-производственная фирма "БИОК" | Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов |
RU2299903C2 (ru) * | 2004-05-12 | 2007-05-27 | Закрытое акционерное общество "Саяны" (ЗАО "Саяны") | Биореактор |
RU2538170C1 (ru) * | 2011-08-15 | 2015-01-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Вихревых Технологий" | Вихревой биореактор |
RU152918U1 (ru) * | 2015-03-13 | 2015-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.М. КОКОВА | Биореактор |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107325967A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-07 | 北京仪诺益生科技有限公司 | 细胞反应器 |
CN107325967B (zh) * | 2017-06-22 | 2020-08-25 | 北京仪诺益生科技有限公司 | 细胞反应器 |
RU2712503C2 (ru) * | 2018-03-22 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Ферментатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5075234A (en) | Fermentor/bioreactor systems having high aeration capacity | |
RU2538170C1 (ru) | Вихревой биореактор | |
US3962042A (en) | Fermentation apparatus | |
CN101541691A (zh) | 用于混合高粘性液体和气体的系统和方法 | |
US7300584B2 (en) | Treatment of a suspension in a bioreactor with integrated hydraulic bottom layer removal | |
CN103845926A (zh) | 一种用于料浆消除泡沫的消泡设备 | |
RU2610674C1 (ru) | Биореактор для проведения биохимических процессов | |
JP2022534726A (ja) | 微生物成長用バイオリアクタ | |
US2983652A (en) | Fermenter | |
JP7177278B2 (ja) | 微生物を増殖させるためのバイオリアクタ | |
US3813086A (en) | Device for aerating liquids | |
RU2135579C1 (ru) | Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей и микроорганизмов | |
RU2565557C1 (ru) | Аппарат для культивирования микроорганизмов | |
CN203777722U (zh) | 一种用于料浆消除泡沫的消泡设备 | |
JPS633590B2 (ru) | ||
RU2299903C2 (ru) | Биореактор | |
US3951758A (en) | Method of operating a purifying plant and tank for practicing said method | |
RU2099413C1 (ru) | Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов | |
RU2363729C1 (ru) | Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов | |
RU2664860C1 (ru) | Биореактор для интенсивного процесса выращивания аэробных микроорганизмов | |
RU2763318C1 (ru) | Лабораторный мультиплатформенный газовихревой биореактор | |
CN111218385B (zh) | 一种大型混合搅拌式兼氧水解反应器及物料混合方法 | |
CN208684952U (zh) | 发酵罐 | |
CN208414406U (zh) | 一种生物反应器 | |
CN206219581U (zh) | 一种发酵罐 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190301 |