SU1062256A1 - Аппарат дл выращивани микроорганизмов - Google Patents

Abstract

1. АППАРАТ ДНЯ ВЫРАИЩВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикальную емкость, аэратор, устройство дл  пеногашени , включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образованием замкнутого циркул ционного контура, устройство дл  импульсного изменени  давлени  жидкости, включающее установленный на приводном валу диск с отверсти ми дл  прохода газожидкостной смеси в устройство дл  пеногеиаени , отлич-ающийс  тем, что, с целью повышени  удельной производительности, аппарат снабжен жестко св занными с приводным валом программатором пульсаций, установленным над диском, и плоским золот .ником с отверсти ми, установленным под диском, при этом емкость разделена герметично соединенной с ее крьЕлкой вертикальной перегородкой на два полуцилиндра, сообщенные один с дру- гим в нижней части и св занные трубопроводами дл  отвода газожидкостнои смеси с устройством дн  пеногашени , а золотник заключен в камеру с патрубкоги дл  подсоединени  к системе подачи сжатого воздуха, и вертикальными трубкс1ми, нижн   часть которых 5 размещена в полуцилиндрах, а верхн   (Л подсоединена к камере с обеспечением контакта с золотником в зоне отверстий дл  периодической подачи воздуха в каждый полуцилиндр, причем трубопроводы дл  отвода культуральной жидВ кости из бака устройства дл  пеногашени  подсоединены к днищу бака по переферии. о: го ND СП Oi

Description

Изобретение относитс  к промышле ности микробиологии, в частности к аппаратам дл  выращивани  микроорга низмов. Известна установка дл  культивировани  микроорганизмов, содержаща  емкости, распылительные форсунки, трубопроводы, образующие замкнутый циркул ционный контур, обратные кла паны, воздухораспределители и мульт вибратор. Массообменный процесс осу ществл етс  в незначительном коли честве распыленной в газовой фазе культуральной жидкости с помощью распылительной 4 орсунки, а с целью подачи культуральной жидкости к рас рылительным форсункам воздухораспре делители переключаютс  мультивибратором , так что жидкость перекачивае с  из наполненной емкости в порожнюю С1 . Недостатком  вл етс  то, что исч пользование распылительных форсунок дл  обеспечени  потребности быстрорастущих микроорганизмов в растворен ном кислороде неэффективно, так как врем  контакта фаз мало, в то врем  как основной объем культуральной жидкости не имеет контакта с воздухом и лишен доступа кислорода, а воз духораспределители и другие приспособлени  дл  побуждени  расходу жид кости малопроизводительны. Известен аппарат дл  выращивани  микроорганизмов, содержащий вертикальную емкость, аэратор, устройство дл  пеногашени , включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образо ванием замкнутого циркул ционного контура, устройство дл  импульсного изменени  давлени  жидкости, включаю щее установленный на приводном валу диск с отверсти ми дл  прохода газо жидкостной смеси в устройство дл  пеногсшени . К стенке корпуса прикреплены кольцевые перегородки с отверсти ми . При работе аппарата проис ходит периодическое перекрытие отверстий в перегородках и диске их не перфорированными част ми, что создает пульсацию газожидкостного потока С2 :. Недостатком известного аппарата Явл етс  то, что при высоких скороет х вращени  вала с диском и вследст вие быстрого изменени  проходного сечени  потока возникает кавитаци , отрицательно вли юща  на микрооргани мы, в то врем -как в основной массе культуральной жидкости в емкости дл  вырс1щивани  процесс массообмена ниче не интенсифицируетс . Целью изобретени   вл етс  повышение удельной производительности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что аппарат дл  выращивани  микроорганизмов, содержащий вертикгшьную емкость, аэратор, устройство дл  пеногашени , включающее механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образованием замкнутого циркул ционного контура, устройство дл  импульсного изменени  давлени  жидкости, включающее установленный на приводном валу диск с отверсти ми дл  прохода газожидкостной смеси в устройство дл  пеногаыени , снабжен жестко св занным с приводным валом программатором пульсаций, устатовлённым над диском, и плоским золотником с отверсти ми, установленным под диском, при этом емкость разделена герметично соединенной с ее крышкой вертикальной перегородкой на два полуцилиндра, сообщенные один с другим в нижней части и св занные трубопроводами дл  отвода газожидкостной смеси с устройством дл .пеногашени , а золотник заключен в камеру с патрубком дл  подсоединени  к системе подачи сжатого воздуха, и вертикальными трубками, нижн   часть которых размещена в полуцилиндрах, а верхн   подсоединена к камере с обеспече-нием контакта с золотником в зоне отверстий дл  периодической подачи воздуха в кахсдый полуцилиндр, причем труб. дл  отвода культуральной жидкости из бака устройства дл  пеногашени  подсоединены к днищу бака по периферии. На фиг.1 схематично изображен аппарат дл  выращивани  микроорганизмов , ступенчатый разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фкг.З - вид Б на фиг., 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.1,; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фи.г.6 - программатор пульсации; Hci фиг. 7 - диск устройства дл  импульсного изменени  давлени ; на . фиг.8 - золотник; на фиг.9 - схема дозировани  пульсаций. AnnapciT дл  выращивани  микроорганизмов содер/хит вертикальную емкость 1, разделенную вертикальной перегородкой 2 на два полуцилиндра, сообщённые оди11 с другим в нижней части,при этом перегородка 2 герметически соединена с крышкой 3 емкости и обечайкой, а до днища 4 не доходит , и в перегородку 2 встроен теплообменник 5. Аппарат содержит плоский золотник .6 и устройство дл  импульсного изменени  давлени  жидкости , включающее установленный на дриводном валу 7 диск 8 с отверсти ми дл  прохода газожидкостной смеси. Золотник 6 заключен в камеру 9, снабженную патрубком 10 дл  подсоединени  к системе подачи сжатого воздуха и вертикальными трубами 11 с щелевыми воздухораспределител ми 12 дл  впуска воздуха в полуцилиндры. Диск 8 расположен в кгьмере 13. Емкость 1 трубопроводами 14 через камеру 13 с патрубком 15 сообщена с баком 16, расположенным нгщ емкостью 1, в кото ром расположен механический пеногаси тель 17. Программатор 18 пульсаций установлен над диском 8 и золотником 6. В днище 4 емкости 1 расположены группы отверстий с закрепленными в них втулками 19 дл  ввода воздуха на аэрацию культуральной жидкости, а под йими к днищу поД соединены воронки-волноводы 20 дл  отвода возникающего при вводе воздуха ультразвука в атмосферу, соединенные трубами с коллектором 21, подсоединенным к системе подачи воздуха дл  аэрации. Над втулкагли 19 смонтированы четыре , по два на каждый полуцилиндр, трубных пучка 22, содержащих газлифт ные трубы 23, решетки 24,опоры 25 и .стойки 26 дл  закреплени  труб. Нижн   часть лопастей механического пеногасител  17 выполнена с наклоном дл  возбуждени  локальных пульсаций в баке 16, кднищу которого подсоединены трубопроводы 27 дл  отвода культуральной жидкости в нижнюю част емкости 1, при этом трубопроводы 27 подсоединены к днищу бака 16 устройства дл  пеногашени  по периферии с использованием насосного эффекта дл  улучшени  циркул ции, и на баке смон тирована надстройка-брызгоуловитель 28 с патрубком 29 дл  выхода отход щего газа, а патрубок 30 дл  отбора культуральной жидкости расположен в нижней части бака 16. Программатор 18 пульсаций представл ет собой зубчатый механизм с остановками, при этом ведома  шестерн  31 получает врШцение от колеса с неполным числом зубьев 32, поворачива  жестко укрепленные на одном валу 7 с ней золотник 6 и диск 8 до положений периодических совмещений в зонах подсоединений с вертикальными трубами 11 и трубопроводами 14, соответственно, на-углы 90, 180 и 90, при этом врем  остановок в совмещенных положени х составл ет 5/12 Т, 3/24 Т и 3/24 Т где Т - период вращени , а скорость вращени  - 30-60 об/мин. Дл  предотвращени  самопроизвольного движени  шестерни механизм снабжен запира ощими дугами 33. Диск 8 содержит ступицу 34, к которой прикреплены элементы 35 жесткости, соединенные с круглой пластиной 36 с Т-образно рас положенными отверсти ми и ободом 37, образу  геометрически неизмен емую систему. Золотник 6 содержит ступицу 38 с прикрепленным к ней диском 39 с эксцентрично расположенным отверстием . Аппарат работает следующим образом . В вертикальную емкость 1, разделенную вертикальной перегородкой 2 на соо енныё один с другим в нижней части полуцилиндры, подаетс  питательна  среда и аасевные кшкроорганизмы , и при подаче воздуха в культуральную жидкость через аэраторы, смонтированные в днище 4, происходит вспенивание культуральной жидкости и рост микроорганизмов, сопровождающийс  выделением тепла, которое отводитс  с помощью теплообменника 5, встроенного в перегородку 2. Процесс непрерывного выращивани  микроорганизмов ускор етс  с помощью работы золотника 6 и диска 8, дл  чего в камеру 9 через патрубок 10 подаетс  сжатый воздух, поступающий при контакте отверсти  золотника 6 с зоной подсоединени  одной из вертикальных труб 11 в полуцилиндр, причем в этом полуцилиндре выход щий по одному из трубопроводов 14 газожидкостной поток прикрываетс  диском 8 с повышением давлени , при этом в другом полуцилиндре весь объем вспененной культуральной среды получает пульсационное движение вверх. После соответствующего поворота золотника 6 и диска 8 возбуждаютс  пульсации в другом полуцилиндре . Пульсационное воздействие усиливаетс  с помощью остановок в совмещенных положени х, а дл  улучшени  циркул ции золотник 6 и диск 8 останавливаютс  в положении, соответствующем выходу обоих газожидкостных потоков одновременно из полуцилиндров в бак 16 дл  пеногашени . Такой режим работы обеспечиваетс  программатором 18 пульсаций, жестко св занныгд приводным валом 7 с з.олотником 6 и диском 8. Воздух дл  аэрации вводитс  через втулки 19, расположенные в днище 4 емкости 1, ас помощью воронок-волноводов 20, подсоединенных к днищу 4 снизу, отводитс  в атмосферу ультразвук возникающий при вводе мощнь1х потоков воздуха , после чего воздух дополнительно диспергируетс  в трубных пучках 22 и в составе газожидкостных потоков циркулирует по внутреннему и внешнему замкнутому циркул ционным контурам. Пеногашение и деаэрирование осуществл етс  с помощью механического пеногасител  17. В аппарат подаютс  необходимые материальные потоки и из него выводитс  с соответствующей концентрацией суспензи  микроорганизмов на дальнейшую обработку до готового продукта.

А-А

W 2f

iT ifrf 1

ft/tf

/

Z

N r 4fjf if r j jirjr j w jfj t. a

ЮЛ

k

/5

r fffffff ff

/

f7

A/z.2

W

бидб

.

x

игМ

Г-Г

Фиг. 5

JZ

JJ

OT.tf

ФигЛ

Claims (1)

1. АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикальную емкость, аэратор, устройство для пеногашения, включающее Механический пеногаситель, размещенный в баке, расположенном над емкостью и сообщенном с ней трубопроводами отвода культуральной жидкости с образованием замкнутого циркуляционного контура, устройство для импульсного изменения давления жидкости, включающее установленный на приводном валу диск с отверстиями для прохода газожидкостной смеси в устройство для пеногашения, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной производительности, аппарат снабжен жестко связанными с приводным валом программатором пульсаций, установленньи* над диском, и плоским эолот.ником с отверстиями, установленным под диском, при этом емкость разделена герметично соединенной с ее крышкой вертикальной перегородкой на два полуцилиндра, сообщенные один с другим в нижней части и связанные трубопроводами для отвода газожидкостной смеси с устройством для пеногашения, а золотник заключен в камеру с патрубком для подсоединения к системе подачи сжатого воздуха, и вертикальными трубками, нижняя часть которых размещена в полуцилиндрах, а верхняя подсоединена к камере с обеспечением контакта с золотником в зоне отверстий для периодической подачи воздуха в каждый полуцилиндр, причем трубопроводы для отвода культуральной жид кости из бака устройства для пеногашения подсоединены к днищу бака по переферии.

.„SU 1062256