SU1105500A1 - Fermenter - Google Patents
Fermenter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1105500A1 SU1105500A1 SU823505587A SU3505587A SU1105500A1 SU 1105500 A1 SU1105500 A1 SU 1105500A1 SU 823505587 A SU823505587 A SU 823505587A SU 3505587 A SU3505587 A SU 3505587A SU 1105500 A1 SU1105500 A1 SU 1105500A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- section
- annular chamber
- film
- sections
- casing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
ФЕРМЕНТАТОР, содержащий трубчатый корпус, состо щий из р да секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной среды, воздуха и вывода готового продукта, отличающийс тем, что, с целью повышени выхода биомассы, в каждой секции трубчатого ко{)пус& имеетс участок, выполненный из полунепроницаемой пленки дл отвода продуктов метаболизма и перемешивани культуральной жидкости и заключенный в кожух с образованием кольцевой камеры дл подвода охлажденной диализной жидкости, при этом кольцева камера подключена к импульсйоМу насосу дл создани радиальных перемещений пленки.A fermentor containing a tubular body consisting of a series of sections and equipped with a degasser and nozzles for feeding the nutrient medium, air and the output of the finished product, characterized in that, in order to increase the biomass output, in each section of the tubular compartment & there is a section made of a semi-impermeable film for transporting metabolic products and mixing the culture fluid and encased in a casing to form an annular chamber for supplying cooled dialysis fluid, while the annular chamber is connected to the impulse pump to create radial movements of the film.
Description
Изобретение относитс к аппаратам дл проведени процессов ферментации и может быть использовано в микробиологической , фармацевтической и пищевой промьгашенности.The invention relates to apparatus for carrying out fermentation processes and can be used in the microbiological, pharmaceutical and food industry.
Известен трубчатый ферментатор горизонтального типа с поступательным йеремещением культуральной среды содержащий корпус, состо щий из р да секций, систему охлаждени , узлы ввода питательной срэды, воздуха и вывода готового продукта m.A horizontal type tubular fermenter is known with a translational displacement of the culture medium comprising a body consisting of a number of sections, a cooling system, input units for nutrient medium, air and output for the finished product m.
Основным недостатком этого устройства вл етс отсутствие радиального перемешивани , что приводит к неравномерному распределению питательных компонентов и температуры по объему культуральной среды.The main disadvantage of this device is the lack of radial mixing, which leads to an uneven distribution of nutrients and temperature throughout the volume of the culture medium.
Наиболее близким к предложенному вл етс ферментатор, содержащий трубчатый корпус, состо щий из р да секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной . воздуха и вывода готового продукта 2 . - - .The closest to the one proposed is a fermenter, comprising a tubular body consisting of a number of sections and provided with a degasser and nutrient inlets. air and the output of the finished product 2. - -.
Однако известный ферментатор не обеспечивает радиальное перемешивание субстрата, что приводит к неравномерному распределению его по объему корпуса. Другим существенным недостатком вл етс невозможность проведени диализа. Указанные недостатки не позвол ют получить достаточно высокий выход биомассы.However, the known fermenter does not provide radial mixing of the substrate, which leads to its uneven distribution over the volume of the body. Another significant disadvantage is the impossibility of dialysis. These drawbacks do not allow for a sufficiently high biomass yield.
Цель изобретени заключаетс в повыщении вых.ода биомассы.The purpose of the invention is to increase the yield of biomass.
Поставленна цель достигаетс тем что в ферментаторе, содержащем трубчатый корпус, состо щий из р да секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной среды, воздуха и вывода готового продукта в . каждой секции трубчатого корпуса имеетс участо1к, выполненный из полупроницаемой пленки дл отвода продутстов метаболизма и перемещивани культуральной жидкости и заключенный в кожух с образованием кольцевой камеры дл подвода охлажденной диализ-% ной жидкости, при этом кольцева камера подключена к импульсному насосу дл создани радиальных перемещений пленки.The goal is achieved by the fact that in the fermenter containing a tubular body consisting of a number of sections and equipped with a degasser and nozzles for feeding the nutrient medium, air and outputting the finished product c. Each section of the tubular body has a section made of a semi-permeable film for diverting products of metabolism and moving the culture fluid and encased in a casing to form an annular chamber to supply cooled dialysis fluid, while the annular chamber is connected to a pulse pump to create radial displacements of the film.
На фиг. 1 схематично изображен ферментатор, общий вид; на фиг. 2 секци , родольный разрез.FIG. 1 shows schematically a fermenter, a general view; in fig. 2 section, the maternity cut.
Ферментатор состоит из трубчатого корпуса 1, состо щего из р да секций The fermenter consists of a tubular body 1 consisting of a series of sections
2, последовательно соединенных между собой. Кажда секци 2 имеет входной 3 и выходной 4 коллекторы. На входном коллекторе 3 расположены патрубки ввода питательной среды и посевного материала 5, воздуха 6, а на выходном 4 - патрубок 7 выхода биомассы. Корпус в каждой секции 2 имеет участок 8, выполненный из полунепроницаемого материала, например типа диализной пленки дл отвода продуктов метаболизма и заключенный в цилиндрический кожух 9. Кольцева камера 10, образованна участком 8 и цилиндрическим кожухом 9, служит дл подвода охлажденной диализной жидкости и подключена к импульсному насосу 11, например мембранному, дл создани радиальных перемещений пленки. Входной 3 и выходной 4 коллекторы подсоединены к фигурному фланцу 12 трубчатого корпуса 1 посредством фланцевых соединений 13. На фигурном фланце 12 имеютс штуцеры 14 подачи и слива диализной жидкости.2, connected in series. Each section 2 has an inlet 3 and an outlet 4 collectors. On the inlet manifold 3 there are nozzles for entering the nutrient medium and inoculum 5, air 6, and on the outlet 4 - a nozzle 7 for biomass output. The housing in each section 2 has a section 8 made of a semi-impermeable material, such as a dialysis film for removal of metabolic products and enclosed in a cylindrical casing 9. The annular chamber 10 formed by the section 8 and the cylindrical casing 9 serves to supply cooled dialysis fluid and is connected to a pulse pump 11, for example, a membrane pump, for creating radial movements of the film. The inlet 3 and outlet 4 collectors are connected to the shaped flange 12 of the tubular body 1 by means of flange connections 13. On the shaped flange 12 there are fittings 14 for supplying and discharging dialysis fluid.
В каждой секции 2 имеютс приборы 15 и 16 контрол входных и выходных параметров культуральной среды, установленные соответственно на входном 3 и выходном 4 коллекторах, барбатер 17, расположенный во внутренней полости 18 участка 8 трубчатого корпуса 1, дегазатор 19, представл ющий собой полость, подключенную к вакуумной системе 20.In each section 2, there are instruments 15 and 16 for monitoring the input and output parameters of the culture medium, installed respectively on the inlet 3 and outlet 4 collectors, the barbater 17, located in the inner cavity 18 of the section 8 of the tubular body 1, the degasser 19, which is a cavity connected to the vacuum system 20.
Ферментатор работает следующим образом.The fermenter works as follows.
После стерилизации в полость трубчатого корпуса 1 подаетс питательна среда и посевной материал. Дл обеспечени перемешивани импульсный насос 11 создает кратковременное периодическое повышение давлени в кольцевой камере 10, заставл ющее пульсировать пленку участка 8 каждой секции 2 и наход щуюс в ней культуральную жидкость. При движении перемешиваемой и обогащенной кислородом культуральной среды происходит рост и развитие микроорганизмов, контроль за которыми производитс приборами 15 и 16 контрол , установленными на входе и выходе каждой секции.After sterilization, nutrient medium and seed are fed into the cavity of the tubular housing 1. To ensure mixing, the impulse pump 11 creates a short-term periodic pressure increase in the annular chamber 10, which causes the film of section 8 of each section 2 to pulsate and the culture fluid in it. During the movement of the mixed and oxygen-enriched culture medium, the growth and development of microorganisms occurs, the control of which is carried out by instruments 15 and 16 of the control, installed at the entrance and exit of each section.
На выходе каждой секции 2 среда дегазируетс дл удаленг летучих продуктов метаболизма и отход щие газы через дегазатор 19 вывод тс из ферментатора. Дегазированна кул туральна среда на входе в последню секцию насыщаетс кислородом воздуха через барбатер 17, и производитс дробна подача необходимых питатель ных компонентов. Проход последовательно р д секций, обеспечивающих различные услови дл роста микробных попул ций, из последней секции культуральна жидкость удал етс патрубком 21. При необходимости уда лени диапизуе1« 1Х продуктов метаболизма вместо охлаждаемой жидкости может подаватьс раствор, обеспечивакиций наиболее полньй диализ проду тов метаболизма из культуральной среды. В качестве примера можно привест процесс получени лечебного препара та колибактерина, основой которого вл ютс жизнеспособные клетки Е.Со 11 М 17. Процесс периодического культивировани клеток продолжаетс шесть часов, в течение которых удельна скорость роста от максимальной в первый час (1,0-1,2 ) снижаетс во второй и третий до 0,6 ч, а затем к шестому часу - до 0,15- . 0,20 ч, рН в течение всего периода поддерживаетс на уровне 7,6-7,7 с подъемом до 8,0 единиц рН в последний шестой час; дробна добавка глюкозы в первые три часа 25-30%, в последую1чие два часа - 70-75% общего объема добавленной глюкозы, аэраци воздухом в режиме объема во духа на объем культуральной среды все шесть часов без изменений. Концентраци клеток экспоненциально возрастает с (0,5-0,7) х 109 в начале до (60-70) X 10 кл/мл в конце культивировани . В соответствии с этим, после заполнени первой секции 2 питательной средой с микроорганизмами она выдерживаетс при .температуре 37 С и периодическом радиальном перемешивании 1 4i Затем устанавливаетс проток , равный 1 ч , и культуральна среда из первой секции посту-, пает во вторую. После задержки культуральной среды в этой се1еции еще на 1 ч (врем полного заполнени внутренней полости) проток из этой секции устанавливаетс на уровне 0,5 ч . На этом этапе о6в(ее врем культивировани составит 3 ч и так далее до последних секций с протоком 0,25 ч , число которых определ етс достижением в них заданной концентрации клеток. Использование трубчатого фермента тора позвол ет проводить сложные многостадийные процессы ферментации, .в которых максимумы по накоплению биомасс и целевого продукта метаболизма не совпадают по времени. Максимальный выход биомассы обеспечиваетс за счет возможности создани на каждой стадии культивировани необходимых условий дл роста микробных попул ций, обеспечени диализа и радиальных перемещений среды. Изобретение позвол ет отказатьс от энергоемких перемешивающих устройств, упростить технологию обработки внутренней поверхности корпуса, унифицировать ферментаторы дл выращивани любых углеводородсодержащих.At the exit of each section 2, the medium is degassed to remove volatile metabolic products and the exhaust gases through the degasser 19 are removed from the fermenter. The degassed culture medium at the inlet to the last section is saturated with air oxygen through the barbuter 17, and the necessary nutrient components are supplied fractionally. The passage of a series of sections that provide different conditions for the growth of microbial populations from the last section of the culture fluid is removed by pipe 21. If necessary to remove a range of metabolic products, instead of the cooled liquid, a solution can be supplied to ensure the most complete dialysis of metabolic products from the culture environment. An example is the process of obtaining a therapeutic preparation of colibacterin, which is based on viable E.Co 11 M cells. 17. The process of periodic cell cultivation lasts six hours, during which the specific growth rate from the maximum in the first hour (1.0-1 , 2) decreases in the second and third to 0.6 hours, and then to the sixth hour - to 0.15. 0.20 h, the pH is maintained at a level of 7.6-7.7 over the entire period, with a rise to 8.0 pH units in the last sixth hour; fractional glucose addition in the first three hours is 25-30%, in the next two hours - 70-75% of the total volume of added glucose, aeration with air in volume mode per unit of volume of the culture medium all six hours without changes. The cell concentration increases exponentially from (0.5-0.7) x 109 at the beginning to (60-70) X 10 cells / ml at the end of the culture. Accordingly, after the first section 2 is filled with the nutrient medium with microorganisms, it is maintained at a temperature of 37 ° C and periodic radial stirring. 1 4i Then a channel is set equal to 1 hour, and the culture medium from the first section flows into the second. After the culture medium in this section has been delayed for another 1 hour (the time for complete filling of the internal cavity), the flow from this section is set at 0.5 hours. At this stage o6b (its cultivation time will be 3 hours and so on up to the last sections with a flow of 0.25 hours, the number of which is determined by the achievement of a given cell concentration in them. The use of a tubular torus enzyme allows for complex multi-stage fermentation processes in which maximum biomass accumulation and metabolic target product do not coincide in time. The maximum biomass yield is ensured by the possibility of creating at each stage of cultivation the necessary conditions for the growth of microbial populations This means that it is possible to reject energy-intensive mixing devices, simplify the processing technology of the inner surface of the body, and unify the fermenters for growing any hydrocarbon-containing ones.
i : i:
8282
«о"about
ЧH
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823505587A SU1105500A1 (en) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | Fermenter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823505587A SU1105500A1 (en) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | Fermenter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1105500A1 true SU1105500A1 (en) | 1984-07-30 |
Family
ID=21033761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823505587A SU1105500A1 (en) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | Fermenter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1105500A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992015667A1 (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-17 | Memtec Limited | Biological reaction processes |
-
1982
- 1982-06-29 SU SU823505587A patent/SU1105500A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент JP № 53-20588, кл. С 12 М 1/00, опублик. 1978. 2. патент FR № 2486096, кл. С 12 М 1/00, 1982 (прототип). * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992015667A1 (en) * | 1991-03-08 | 1992-09-17 | Memtec Limited | Biological reaction processes |
US5620891A (en) * | 1991-03-08 | 1997-04-15 | Memtec Limited | Biological reaction processes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5202254A (en) | Process for improving mass transfer in a membrane bioreactor and providing a more homogeneous culture environment | |
KR102621101B1 (en) | Disposable bioprocessing systems supporting biological activity | |
Vogel et al. | Fermentation and biochemical engineering handbook: principles, process design and equipment | |
Terrier et al. | Two new disposable bioreactors for plant cell culture: the wave and undertow bioreactor and the slug bubble bioreactor | |
CN204490886U (en) | A kind of biology cellulose fermentation system | |
WO1986002379A1 (en) | Hollow fiber culture device for improved nutrient perfusion and product concentration and method of operation | |
US3769176A (en) | Apparatus and method for microbial fermentation in a zero gravity environment | |
CN101460606A (en) | High throughput bioprocess apparatus | |
US3969190A (en) | Apparatus and method for microbial fermentation in a zero gravity environment | |
CN109055216A (en) | High-throughput 3D cell, class loading and organoid dynamic cultivation system | |
CN108641960A (en) | A kind of multipurpose bioreactor | |
US5286646A (en) | Method for mammalian cell culture | |
JPH04131087A (en) | Fermentation of amino acid and apparatus therefor | |
CN106434284A (en) | Modular microalgae culture system with rapid algal species expanding culture device | |
JPS5937945B2 (en) | Fermentation equipment for aerated cultivation of microorganisms with simultaneous separation and removal of the metabolic products produced | |
CN102071137B (en) | Device and method for preparing stem cells through continuous perfusion bioreactor/tank (bag) system | |
RU2340662C2 (en) | Bioreactor with exposure in liquid and gas phases for cultivation of cells | |
SU1105500A1 (en) | Fermenter | |
CN100497582C (en) | Bioreactor system for nerve stem cell to amplify in large scale and long time | |
CN212982940U (en) | Tryptophan fermentation apparatus for producing | |
RU2743581C1 (en) | Fermentation plant for cultivation of methane-oxidizing bacteria methylococcus capsulatus | |
WO1990002170A1 (en) | Membrane bioreactor | |
EP0242984B1 (en) | Culture device | |
CN201148433Y (en) | Immersion type film bioreactor | |
CN206318974U (en) | A kind of modularization microalgae culture system for the device that quickly spread cultivation with algae kind |