RU2679356C1 - Аппарат для выращивания микроорганизмов - Google Patents
Аппарат для выращивания микроорганизмов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679356C1 RU2679356C1 RU2017146732A RU2017146732A RU2679356C1 RU 2679356 C1 RU2679356 C1 RU 2679356C1 RU 2017146732 A RU2017146732 A RU 2017146732A RU 2017146732 A RU2017146732 A RU 2017146732A RU 2679356 C1 RU2679356 C1 RU 2679356C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- truncated cone
- liquid phase
- jet aerator
- housing
- case
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 239000000411 inducer Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
-
- 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 микробиологической промышленности, в частности к аппаратам для выращивания микроорганизмов. Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит корпус с технологическими патрубками в его боковой части для подачи метана, растворов минеральных солей и титрующих агентов, струйный аэратор, расположенный вертикально в верхней части корпуса и подключенный к системе рециркуляции жидкой фазы. Система включает теплообменник, побудитель расхода жидкости и трубопроводы, выполненные с возможностью отвода жидкой фазы из нижней части корпуса и подачи ее через струйный аэратор в верхнюю часть корпуса, и трубопровод, соединяющий боковую сторону корпуса выше допустимого уровня жидкой фазы в корпусе с верхней частью корпуса для обеспечения рециркуляции газовой фазы. Внутри корпуса в нижней его части соосно установлен отбойник, образованный из двух - внешнего и внутреннего - усеченных конусов, где диаметр внешнего усеченного конуса больше, чем диаметр внутреннего усеченного конуса. Внешний усеченный конус направлен меньшим основанием вниз, а внутренний усеченный конус направлен меньшим своим основанием вверх, при этом отбойник соединен трубопроводом с камерой разрежения струйного аэратора. Изобретение обеспечивает повышение продуктивности аппарата за счет обеспечения возможности улучшения его массообменных характеристик. 1 ил.
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов и может найти применение при выращивании микроорганизмов на природном газе.
Известны струйные аппараты разработанные специалистами ГДР в 70-80 годы прошлого века, которые хорошо себя зарекомендовали как аппараты высокого массообмена /1/ и которые нашли применение у нас в стране при производстве кормового белка из природного газа /2/.
Струйные аппараты могут оснащаться аэраторами (эжекторами) сливного (А.С. СССР №1521498) или напорного (А.С. СССР №605830) типов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для выращивания микроорганизмов по А.С. СССР №873683, содержащий емкость с технологическими патрубками, эжектором, подключенному к системе рециркуляции культуральной жидкости, побудитель расхода жидкости, установленный в нижней части корпуса отбойный экран, и устройствами для пеногашения и циркуляции жидкости.
Недостатком известных аппаратов является недостаточно полное использование насосных характеристик центробежных побудителей расхода жидкости и как следствие снижение массообменных характеристик аппарата. Как известно, мощность, идущая непосредственно на передачу энергии перекачиваемой жидкости, рассчитывается по формуле:
NП = с·g·Q·H
где Nп – полезная мощность, Вт
с - плотность перекачиваемой среды, кг/м3
g – ускорение свободного падения,м/с2
Q -расход жидкости, м3/с
Н – напор жидкости, м
Плотность перекачиваемой среды в нижней части аппарата в следствии эжекционного эффекта в камере смешения аэратора и захвата газовой фазы с поверхности жидкости газожидкостной струей может достигать 900-850 кг/м3, что снижает полезную мощность перекачиваемой жидкости на 10-15% и как следствие уменьшение потенциальной энергии струи жидкости на входе в аэратор и массообменных характеристик аппарата в целом.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в увеличении массообменных характеристик аппарата и как следствие увеличении его продуктивности.
Данный технический результат достигается тем, что аппарат для выращивания микроорганизмов содержит корпус с технологическими патрубками в его боковой части для подачи метана, растворов минеральных солей и титрующих агентов, струйный аэратор, расположенный вертикально в верхней части корпуса и подключенный к системе рециркуляции жидкой фазы, причем система включает теплообменник, побудитель расхода жидкости и трубопроводы, выполненные с возможностью отвода жидкой фазы из нижней части корпуса и подачи ее через струйный аэратор в верхнюю часть корпуса, и трубопровод, соединяющий боковую сторону корпуса выше допустимого уровня жидкой фазы в корпусе с верхней частью корпуса для обеспечения рециркуляции газовой фазы, внутри корпуса в нижней его части соосно установлен отбойник, образованный из двух внешнего и внутреннего усеченных конусов, где диаметр внешнего усеченного конуса больше, чем диаметр внутреннего усеченного конуса, причем внешний усеченный конус направлен своим меньшим основанием вниз, а внутренний усеченный конус направлен своим меньшим основанием вверх, при этом отбойник соединен трубопроводом с камерой разрежения струйного аэратора.
Конкретно согласно прилагаемому чертежу (Фиг.1) аппарат включает корпус 1, струйный аэратор 2, подключенный к системе рециркуляции жидкой фазы. Система включает теплообменник 3, побудитель 4 расхода жидкости и трубопроводы 5 и 6. Внутри корпуса 1 в нижней его части соосно установлен отбойник 7, образованный из двух усеченных конусов, каждый из которых направлен меньшим основанием в противоположные стороны, причем внутренний усеченный конус направлен меньшим своим основанием вверх, который соединен трубопроводом 8 с камерой разрежения 9 аэратора 2. Так же струйный аэратор 2 подключен к системе рециркуляции газовой фазы трубопроводом 10. В нижней части аппарата установлен барботер 11 для подачи кислорода воздуха и газообразного субстрата, а на всасывающей линии побудителя расхода штуцер подачи питательных солей и титрующего раствора12, в верхней крышке корпуса аппарата предусмотрен штуцер отвода отработанной газовой смеси 13.
Аппарат работает следующим образом. Побудитель 4 расхода жидкости забирает культуральную жидкость из-под отбойника 7 и нагнетает её через теплообменник 3 в струйный аэратор 2. В теплообменнике 3 происходит термостатирование культуральной жидкости до требуемой температуры. В аэраторе 2 за счет падения жидкости вниз с большой скоростью по камере смешения 14 происходит подсос газовой фазы из верхней части аппарата по трубопроводу 10 и перемешивание газовой и жидкой фаз. При обтекании жидкостью конической части трубопровода рециркуляции газовой фазы 10 из трубопровода 6 через коническую воронку 15 образуется разреженная область 9 (в описании носит название камера разрежения). Газожидкостная смесь, выходя из камеры смешения 14 с большой скоростью, падает в слой жидкости в аппарате создавая нисходящий турбулентный поток, который отразившись от отбойника 7 направляется вверх вдоль стенки аппарата, создавая интенсивное перемешивание, а часть его побудителем расхода жидкости подсасывается под отбойник 7. Под отбойником 7 создается область для дегазации газожидкостной смеси. Дегазация достигается за счет естественного всплытия газовых пузырьков, с одной стороны, и создания разрежения под отбойником 7, которое создается в камере 9, что и усиливает скорость всплытия пузырьков, с другой стороны. Конусообразная форма отбойника 7, установленная большим основанием вниз, способствует уплотнению газовой фазы под отбойником и подсасыванию, образовавшейся за счет дегазации, газовой фазы камерой разрежения 9 эжектора 2. Эти технические решения позволяют снизить газосодержание на всасывающей линии насоса до 2-3%, что аналогично увеличению плотности перекачиваемой жидкости до 970-980 кг/м3, увеличить потенциальную энергию жидкости на входе в аэратор и как следствие увеличить массообменные характеристики аппарата на 8-10%.
Источники информации.
1. IZ-Strahlfermentor. Techn. Inform.VEBChemieanlagenbaukombinat. Leipzig-Grimma, 1983.
2. У.Э. Виестур, А.М. Кузнецов, В,И, Савенков. Системы ферментации. Рига, «Зинатне», 1986.
Claims (1)
- Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий корпус с технологическими патрубками в его боковой части для подачи метана, растворов минеральных солей и титрующих агентов, струйный аэратор, расположенный вертикально в верхней части корпуса и подключенный к системе рециркуляции жидкой фазы, причем система включает теплообменник, побудитель расхода жидкости и трубопроводы, выполненные с возможностью отвода жидкой фазы из нижней части корпуса и подачи ее через струйный аэратор в верхнюю часть корпуса, и трубопровод, соединяющий боковую сторону корпуса выше допустимого уровня жидкой фазы в корпусе с верхней частью корпуса для обеспечения рециркуляции газовой фазы, отличающийся тем, что внутри корпуса в нижней его части соосно установлен отбойник, образованный из двух - внешнего и внутреннего - усеченных конусов, где диаметр внешнего усеченного конуса больше, чем диаметр внутреннего усеченного конуса, причем внешний усеченный конус направлен меньшим основанием вниз, а внутренний усеченный конус направлен меньшим своим основанием вверх, при этом отбойник соединен трубопроводом с камерой разрежения струйного аэратора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146732A RU2679356C1 (ru) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146732A RU2679356C1 (ru) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2679356C1 true RU2679356C1 (ru) | 2019-02-07 |
Family
ID=65273591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146732A RU2679356C1 (ru) | 2017-12-28 | 2017-12-28 | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2679356C1 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109906875A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-06-21 | 锁现民 | 一种双罐体联合射流虹吸配制食用液体菌种方法及设备 |
| RU2738849C1 (ru) * | 2020-08-05 | 2020-12-17 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
| RU2763054C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Комита Биотехнологии" | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
| RU2768390C1 (ru) * | 2021-03-19 | 2022-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Комита Биотехнологии" | Реактор ступенчатый для аэробного биосинтеза и способ работы ступенчатого реактора для аэробного биосинтеза |
| RU2769504C1 (ru) * | 2021-04-27 | 2022-04-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Комита Биотехнологии" | Аппарат для выращивания микроорганизмов в крупнотоннажном производстве |
| RU2803177C1 (ru) * | 2022-11-24 | 2023-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU507627A1 (ru) * | 1974-06-27 | 1976-03-25 | Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности | Аппарат дл выращивани микроорганизмов |
| US4025394A (en) * | 1975-05-06 | 1977-05-24 | The University Of Waterloo | Fermentation processes using scraped tubular fermentor |
| SU578328A1 (ru) * | 1975-09-16 | 1977-10-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Аппарат дл выращивани микроорганизмов |
-
2017
- 2017-12-28 RU RU2017146732A patent/RU2679356C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU507627A1 (ru) * | 1974-06-27 | 1976-03-25 | Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности | Аппарат дл выращивани микроорганизмов |
| US4025394A (en) * | 1975-05-06 | 1977-05-24 | The University Of Waterloo | Fermentation processes using scraped tubular fermentor |
| GB1499410A (en) * | 1975-05-06 | 1978-02-01 | Univ Waterloo | Method of fermentation using tubular fermentors incorporating wall scrapers |
| SU578328A1 (ru) * | 1975-09-16 | 1977-10-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Аппарат дл выращивани микроорганизмов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| US 4.025.394 A, 24.05.1977. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109906875A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-06-21 | 锁现民 | 一种双罐体联合射流虹吸配制食用液体菌种方法及设备 |
| RU2738849C1 (ru) * | 2020-08-05 | 2020-12-17 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
| RU2768390C1 (ru) * | 2021-03-19 | 2022-03-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Комита Биотехнологии" | Реактор ступенчатый для аэробного биосинтеза и способ работы ступенчатого реактора для аэробного биосинтеза |
| RU2763054C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Комита Биотехнологии" | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
| RU2769504C1 (ru) * | 2021-04-27 | 2022-04-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Комита Биотехнологии" | Аппарат для выращивания микроорганизмов в крупнотоннажном производстве |
| RU2803177C1 (ru) * | 2022-11-24 | 2023-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2679356C1 (ru) | Аппарат для выращивания микроорганизмов | |
| US4187263A (en) | Liquid circulating device | |
| KR20130041904A (ko) | 마이크로 버블 발생 장치 | |
| CN107737537A (zh) | 微纳米气泡发生装置 | |
| CN1578830A (zh) | 实现高细胞密度发酵的装置和方法 | |
| CA2855143C (en) | Gas injection method and apparatus | |
| RU2738849C1 (ru) | Аппарат для выращивания микроорганизмов | |
| GB1382445A (en) | Method and apparatus for dissolving a gas in a liquid | |
| RU2322488C2 (ru) | Способ производства биомассы аэробных микроорганизмов | |
| CN203530035U (zh) | 一种射流曝气器 | |
| JPS61187925A (ja) | 液‐ガス間の物質移動を増進するための装置 | |
| US4292259A (en) | Arrangement for sucking-off gases | |
| CN116603481A (zh) | 一种三层自吸搅拌式反应器 | |
| CN115125103A (zh) | 一种旋风式气体分布器 | |
| CN205676168U (zh) | 一种喷射反应器及纳米碳酸钙的碳化反应系统 | |
| CN104548672A (zh) | 消泡装置 | |
| KR102125303B1 (ko) | 저전력 마이크로 버블 생성장치 | |
| CN206970295U (zh) | 一种跌水曝气装置 | |
| CN204237618U (zh) | 水压能梯度利用射流曝气器 | |
| HRP20220213A1 (hr) | Sustav za zasićenje tekućina plinom i postupak za zasićenje tekućina plinom pomoću ovog sustava | |
| RU2305464C1 (ru) | Кожухотрубный струйно-инжекционный ферментатор | |
| RU2763054C1 (ru) | Аппарат для выращивания микроорганизмов | |
| CN205803133U (zh) | 一种密集养殖用的增氧装置 | |
| CN104971676A (zh) | 一种微泡中和槽 | |
| CN205727685U (zh) | 密集养殖用的增氧机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191227 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |