SU1116054A1

SU1116054A1 - Установка дл дезинтеграции клеток микроорганизмов

Info

Publication number: SU1116054A1
Application number: SU813339317A
Authority: SU
Inventors: Альфред Никитович Григорян; Андрей Петрович Ковалев; Виталий Викторович Лалов; Николай Дмитриевич Макаров; Радий Владимирович Катруш
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority date: 1981-11-13
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1984-09-30
Also published as: CS245736B1; DE3226016C2; JPS5889177A; FR2516538B1; DE3226016A1; JPS627831B2; FR2516538A1; US4476225A; CH655514B

Abstract

УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ КЛЕТОК МИКРООРГАНИЗМОВ, содержаща смеситель суспензии микроорганизмов с газом и дезинтегратор, включающий -L корпус, установленную в нем с возможностью ее вертикального перемещени иглу, размещенную в нижней части корпуса .дроссельную шайбу, образующую с иглой рабочую цель, трубопровод дл подвода в дезинтегратор исходной насьпценной газом суспензии и сборник дезинтегратора, отличающа с тем, что, с целью повыиени степени дезинтеграции и упрощени конструкции, корпус снабжен расположенной под дроссельной шайбой соосно игле втулкой, служащей дл подвода исходной суспензии в рабочую щель и соединенной с указанным выше трубопроводом, при этом корпус выполнен в виде стакана , имеющего на боковой поверхности сл окна дл выброса дезинтеграта в сборник, о сл 4 «««/

Description

Изобретение относитс к микробиологической промышленности и предназначен дл разрушени клеток микроорганизмов , таких как дрожжи, бактерии , водоросли, грибы, дл выделени внутриклеточных белков, нуклеиновых кислот, ферментов,и других физиологически активных веществ.

Известны установки дл дезинтеграции клеток микроорганизмов с использованием эффекта декомпресии, в которых разрушение, клеток происходит за счет расширени газа, растворенного под давлением в клетках, при резком сбросе давлени , которые включают два основных узла, из которых первый содержит один или два сосуда высокого давлени , оборудованных трубопроводами дл подвода к ним клеточной суспензии и сжатого рабочего газа дл насыщени суспензии , а второй - узел дезинтеграции, представл ющий собой клапан специальной конструкции, обеспечивающий резкий сброс давлени в потоке клеточной , суспензии 1 и 2.

Известные установки декомпрессионной дезинтеграции клеток микроорганизмов различаютс между собой конструкцией узла дезинтеграции.

В одном варианте узел дезинтеграции представл ет собой конструкцию , состо щую из верхнего и нижнего фланцеобразных корпусов, смонтированных с возможностью их перемещени по вертикали и снабженных рас положенными в них тарельчатыми седлами, причем тарельчатое седло нижнего корпуса имеет кольцеобразный выступ, образующий с наружной поверхностью верхнего седла рабочую щель, а верхний корпус имеет канал дл ввода суспензии в рабочую щель t11

В другом варианте применена ана ,логична конструкци узла дезинтеграции , отличающа с тем что седло нижнего корпуса Имеет дополнительный кольцеёой выступ и -канал дл отвода суспензии разрушенных клеток, а тарельчатое седло верхнего корпуса имеет р д проточек сообщенных с подвод щим суспензию каналом и служеицим дл распределени ее в рабочую тель. Кроме того, на . верхнем корпусе установлен встр хиватель дл очистки рабочей щели при ее засорении 2.

Установки декомпрессионной дезинтеграции характеризуютс достаточно высокой.эффективностью разрушени клеточных оболочек при значительно меньших по сравнению с установками других типов металлоемкостью и энергозатратами. Установки работают при относительно невысоких значени х рабочего давлени (80200 ати), Метод декомпресии, использованный в этих установках, обеспечивает возможность масштабировать их до производительности, требуемой в промышленном производстве. 5 к недостаткам указанных установок декомпрессионной дезинтеграции относитс сложность конструкций узла дезинтеграции и .необходимость ручной регулировки давлени на узле де0 зинтеграции в процессе работы установки .

Наболее к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс установка дл

5 дезинтеграции клеток микроорганизмов , содержаща смеситель суспензии микроорганизмов с газоМ и дезинтегратор , включающий корпус, установленную в нем с возможностью ее

Q вертикального перемещени иглу, размещенную в части корпуса дроссельную шайбу, образующую с иглой рабочую щель, трубопровод дл подвода а дезинтегратор исходной

5 насыщенной газом суспензии и сборник дезинтеграта 3.

Дезинтегратор содержит разделенные мембраной задающую и рабочую камеры. Рабоча камера образована последовательно соединенными между собой обечайкой, регулирующим фланцем и корпусом дроссельной шайбы, внутри рабочей камеры установлена игла, укрепленна на мембране и опирающа с на седло иглы в дрос сельной шайбе. Задающа камера имеет входной канал дл подачи сжатого газа и выходной канал дл сброса давлени , а рабоча камера имеет боковой входной канал дл подачи на0 сыщенной газом суспензии клеток.

Установка работает следующим образом .

С помощью сжатого газа создают 5 рабочее давление в задающей камере дезинтегратора. Затем с помощью насоса-дозатора в смеситель подают суспензию клеток микроорганизмов. При достижении рабочего давлени (около 100 ати) в смеситель начинают подавать сжатый газ, и насыщенна газом суспензи поступает через входной канал в рабочую камеру дезинтегратора . В исходном положении, когда сжатый газ подан в задающую камеру дезинтегратора, выходное отверстие из его рабочей камеры закрыто иглой, опирающейс на седло в дроссельной шайбе. При превышении давлени в рабочей камере по отношению к давлению в задающей камере в результате работы насоса-дозатора мембрана, раздел юща камеры, поднимаетс вместе с укрепленной на ней иглой. При этом образуетс щель 5 между запирающим концом иглы и ее

седлом, и через эту щель суспензи выбрасываетс в сборник дезинтеграта . При этом за счет декомпресии происходит дезинтеграци клеток. Равномерность разр дки суспензии клеток обеспечивают с помощью регулирующего фланца. Установка работает в непрерывном режиме и обеспечивает дезинтеграцию клеток микроорганизмов на 70-75%,

Однако расположение иглы внутри рабочей камеры и боковой ввод суспензии в рабочую камеру в известном устройстве привод т к закручиванию потока суспензии в канале, образованном стенками рабочей камеры и иглой, а также к закручиванию струи суспензии при выбросе ее через рабочую щель, образуемую иглой и ее седлом в дроссельной шайбе. В результате увеличиваетс врем сброса давлени в суспензии, что снижает степень дезинтеграции. Кроме того, движение струи суспензии на выходе из дезинтегратора, обусловленное формой щели между иглой и ее седлом, направлено к оси иглы, что ухудшает распыление выход щей суспензии и, как следствие, степень дезинтеграции . Конструкци дезинтегратора, состо ща из черырех последовательно соединеннь х между собой элементов - задающей и рабоче1й камер, регулирующего фланца и корпуса дроссельной шайбы, сложна дл регулировани при изменении режимов работы и замене элементов.

Цель изобретени - повышение степени дезинтеграции при одновременном упрощении конструкции.

Поставленна цель достигаетс тем, что в установке дл дезинтеграции клеток микроорганизмов корпус снабжен расположенной под дроссельной шайбой соосно игле втулкой, служащей дл подвода исходной суспензии в рабочую гцель и соединенной с указанным выше трубопровродом, при этом корпус выполнен в влде стакана, имеющего на боковой поверхности окна дл выброса дезинтегратора в сборник.

На фиг.1 схематически изображена предлагаема установка, общий вид; на фиг.2 - дезинтегратор, продольный разрез. .1

Установка дл дезинтеграции клеток микроорганизмов содержит смеситель 1 суспензии клеток микроорганизмов со сжатым газом, снабженный датчиком, регул тором урочн заполнени (не показаны и манометром дл контрол давлени и соединенный трубопроводом 2 с дезинтегратором 3, который помещен в сборник 4 дезинтегратора, К см 5сителю 1 подключены трубопровод 5 с-жатого газа

и трубопровод 6 суспензии, поступающей от насоса-дозатора 7. Дл улучшени контакта газа с суспензией смеситель 1 может быть дополнительно оборудован перегородками и/или перемешивающим устройством. Дл обеспечени термостатировани смеситель 1 может быть снабжен теплообменником , В верхней части 8 корпуса дезинтегратора установлена с

возможностью ее вертикального перемещени игла 9, а в нижней части 10 размещена дроссельна шайба 11, образующа с иглой рабочую щель. Корпус снабжен расположенной, под дроссельной шайбой 11 соосно игле 9 втулкой 12,соединенной с помощью фланца 13 и упорных шпилек 14 с трубопроводом 2 дл подвода исход-, ной насыщенной газом суспензии. При

этом корпус выполнен в виде стакана, имещего на боковой поверхности окна дл выброса дезинтеграта в сборник 4, Верхн 8 и нижн 10 части корпуса соединены с возможностью

некоторого перемещени относительно друг друга, например, с помощью

резьбы. Игла 9 может быть выполнена

в виде остроконечного стержн , или

в виде стержн с шариком, установленным на его запирающем конце.

Установка работает следующим образом .

При полностью перекрытом иглой 9 отверстии дроссел ной шайбы 11 дезинтегратора 3 в смеситель 1 по

трубопроводу 6 с помощью насоса-дозатора 7 начинают непрерывно подавать суспензию клеток микроорганизмов , туда же по трубопроводу 5 подают сжатый газ (азот, воздух, углекислоту и ДР4 , который, барботиру через слой суспензии, насыщает жидкую фазу суспензии и клетки микроорганизмов , Уровень суспензии в смесителе 1 предварительно задают и в дальнейшем поддерживают посто нным с помощью датчика и регул тора уровн таким образом, чтобы соотношение , между объемом, занимаемым газом , и объемом суспензии составлйло от 1:3 до 3:4, Рабочее давление поддерживают в пределах 80-200 ати.

По достижении заданного уровн жидкости в смесителе 1 вертиксшьным перемещением игЛы 9 дезинтегратора 3 приоткрывают отверстие дроссельной шайбн 11. Возвратно-поступательное перемещение иглы осуществл етс вручную или автоматически. В образовавшуюс между иглой 9 и ее седпом в дроссельной шайбе 11 щель из смесител 1 по трубопроводу 2 начинает поступать насыщенна газом суспензи микроорганизмов. Через образованную щель суспензи с большой скоростью выбрасываетс в сборник деэинтеграта 4, при этом давление снижаетс до атмосферного и за счет декомпрессии происходит разрушение клеток микроорганизмов. Далее установка работает при непрерывной подаче суспензии микроорганизмов и сжатого газа и отвода готового дезинтеграта, надежно обеспечива дезинтеграцию клеток на 75-80%, ; Таким образом, использование предлагаемой установки обеспечивает повышение степени дезинтеграции на 5-3% в результате улучшени условий выброса струи суспензии клеток чере рабочую щель -дезинтегратора. Упрощена конструкци установки по сравне нию с известной из-за уменьшени количества конструктивных элементов, отсутстви задающей камеры, регулирующего фланца, изменени взаимного расположени подвод щего суспензию канала и иглы. Это позвол ет легко производить регулировку дезинтегратора , замену иглы и дроссельной шайбы по мере их износа, а также автоматизировать процесс дезинтеграции . Годовой экономический эффект от использовани установки в услови х промышленного производства белковых изол тов из биомассы . микроорганизмов мощностью 20 тыс.т в год составит 900 THd.py6.

Claims

УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ КЛЕТОК МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая смеситель суспензии микроорганизмов с газом и дезинтегратор, включающий корпус, установленную в нем с возможностью ее вертикального перемещения иглу, размещенную в нижней части корпуса дроссельную шайбу, образующую с иглой рабочую щель, трубопровод для подвода в дезинтегратор исходной насыщенной газом суспензии и сборник дезинтегратора, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени дезинтеграции и упрощения конструкции, корпус снабжен расположенной под дроссельной шайбой соосно игле втулкой, служащей для подвода исходной суспензии в рабочую щель и соединенной с указанным выше трубопроводом, при этом корпус выполнен в виде стака- eg на, имеющего на боковой поверхности окна для выброса дезинтеграта в сборник.

SU_.11160