SU1161544A1

SU1161544A1 - Installation for growing microorganisms

Info

Publication number: SU1161544A1
Application number: SU833585406A
Authority: SU
Inventors: Алексей Юрьевич Попов; Николай Борисович Ферапонтов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1985-06-15

Abstract

УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ШКРООРГАНИЗМОВ, содержаща ферментатор, снабженный аэратором и патрубками дли подвода и отвода воздуха, и систему рециркул ции воздуха, включающую насос и устройство дл очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребл емых компонентов, св занные трубопроводами с ферментатором,о тличающа с тем, что, с целью упрощени установки и повышени надежности ее работы, устройство дл очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребл емых компонентов содержит герметичную камеру и размещенную внутри нее полую вставку, стенки которой выполнены из пористой пленки, при этом пола вставка подключена к трубопроводам системы рециркул ции а герметична камера подсоединена к побудителю расхода воздуха и сооб (Л щена с атмосферой.INSTALLATION FOR CULTIVATION OF SCROORGANISMS, containing a fermenter equipped with an aerator and nozzles for the supply and removal of air, and an air recirculation system, including a pump and a device for cleaning the air from metabolic products and feeding the consumed components, associated with the fermenter, according to that, in order to simplify the installation and increase the reliability of its operation, the device for cleaning the air from metabolic products and feeding the consumed components contains a sealed chamber and displacements inside the hollow insert, the walls of which are made of a porous film, wherein the insert is connected to the floor conduits and recirculation system is airtight chamber connected to the stimulus and airflow MESSAGE (A schena atmosphere.

Description

Изобретение относитс к микробиологической промьшшенности, в частности к культивированию аэробных микроорганизмов в ферментаторах , например, -при производстве средств защиты растений. Известна установка дл культив ровани аэробных микроорганизмов, в которой необходимый дл их дыхани воздух забираетс из окружающей атмосферы, причем воздух барбо тирует через культур альную жидкость в виде мелких пузырьков. Дл получени чистой культуры воздух в ферментатор подаетс стерильным . Стерилизаци воздуха осуществл етс с помощью фильтров гру бой и тонкой очистки flj. Однако в известной установке пр фильтращга через фильтры тонкой очистки больших объемов аэрируемог воздуха возможно проникновение в ферментатор отдельных микроорганизмов , способных вызвать загр зне ние основной культуры либо привест к ее гибели. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае мому результату вл етс установка дл культивировани микроорганизмо содержаща ферментатор, снабженный аэратором и патрубками дл подвода и отвода воздуха, и систему рециркул ции воздуха, включающую насос и устройство дл очистки воздуха о продуктов метаболизма и подпитки потребл емых компонентов, св занные трубопроводами с ферментатором Устройство дл очистки воздуха от продуктов метаболизйа выполнено в виде специального контура, содержащего колонну, заполненную адсорбентом , поглощакицим црюдукты мета болиэма. Дл подгаитк потребленног кислорода KMeeiTCH контур, снабженный датчиками кокцентрацви кнслород св занными с исполнительньм механизмом , регулирующим додачу кислоро да из баллонов 2. J Недостатком уетаиоеки вл етс ее высока сложность, тлзванна наличием епесрнального контура поглощени углекислого газа и других газообразных продуктов метаболизма а также коитура автоорм ой пбдпитки кислорода с соответствующими измерительными и испо 1Я11телышм1и устро ствами, причем автовомжай источник кислорода и поглотитель газообразНьк продуктов метаболизма требуют периодической замены, что порождает удобства при эксплуатации устройства . Цель изобретени - упрощение установки и повьпиение надежности ее работы. Поставленна цель достигаетс тем, что в установке дл культивировани микроорганизмов, содержащей ферментатор, снабженный аэратором и патрубками дл подвода и отвода воздуха, и систему рециркул ции воздуха, включающую насос и устройство дл очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребл емых компонентов, св занные трубопроводами с ферментатором, устройство дл .очистки воздуха от продуктов метаболизма и подпитки потребл емых компонентов содержит герметичную камеру и размещенную внутри нее полую вставку, стенки которой выполнены из пористой пленки, при этом пола вставка подключена к трубопроводам системы рециркул ции, а герметична камера подсоединена к побудителю расхода воздуха и rt)общена с атмосферой. На чертеже показана установка, разрез. Установка дп культивировани микроорганизмов содержит ферментатор 1, снабженшз1й аэратором 2, патрубкам 3 дп подвода воздуха и патрубком 4 дл отвода воздуха. Система рециркул ции воздуха включает насос 5 и устройство дл очистки воздуха и продуктов метаболизма и подпитки потребл емых компонентов, которое содержит rfepметичиую камеру 6 и размещенную внутри нее полую вставку 7, стенки которой вьгаолнены из пористой пленки. Пола вставка 7 подключена к трубопроводам 8 и 9 системы рециркул ции , а герметична камера 6 Подсоединена к побудителю 10 расхода воздуха и посредством трубопровода 11 сообщена с атмосферой. Кроме того, ферментатор 1 содержит патрубок 12 дл загрузки питательной среды, патрубок 13 дл выгрузки гштат льной среды, датчик 14 уровн пены,патрубок 15 дл подачи пеногасител и перемешивающее устройство 16.The invention relates to the microbiological industry, in particular to the cultivation of aerobic microorganisms in fermenters, for example, in the manufacture of plant protection products. A plant for the cultivation of aerobic microorganisms is known, in which the air necessary for their breathing is taken from the surrounding atmosphere, with air bubbling through the culture liquid in the form of small bubbles. To obtain a pure culture, air is supplied to the fermenter sterile. Air is sterilized using coarse and fine filters flj. However, in a well-known installation of filtering through fine filters of large volumes of aerated air, it is possible for individual microorganisms to penetrate into the fermenter, which can cause pollution of the main culture or lead to its death. Closest to the proposed technical essence and achievable result is a plant for cultivating a microorganism containing a fermenter equipped with an aerator and nozzles for supplying and discharging air, and an air recirculation system that includes a pump and a device for purifying air about metabolic products and feeding consumed components connected by pipelines with a fermenter. The device for air purification from metabolic products is made in the form of a special contour containing a column filled with adsorbent, absorbing the crudukta meta bolema. For podgaitk potreblennog oxygen KMeeiTCH circuit provided with sensors koktsentratsvi knslorod bonded to ispolnitelnm mechanism regulating dodachu kisloro and from the cylinders 2. J uetaioeki disadvantage is its high complexity tlzvanna presence epesrnalnogo contour absorption of carbon dioxide and other gaseous products of metabolism and koitura avtoorm oh pbdpitki of oxygen with the appropriate measuring and using devices of the body, and the auto-oxygen source and the gaseous absorber metabolism require periodic replacement that generates convenience when using the machine. The purpose of the invention is to simplify the installation and improve the reliability of its work. The goal is achieved by the fact that in a plant for cultivating microorganisms containing a fermenter equipped with an aerator and nozzles for supplying and discharging air, and an air recirculation system that includes a pump and a device for cleaning air from metabolic products and feeding consumed components connected with pipelines with a fermenter, a device for cleaning air from metabolic products and feeding consumed components contains a sealed chamber and a hollow insert placed inside it, the walls of which Ora made of a porous film, wherein the insert is connected to the floor conduits recirculation system, and a sealed chamber connected to the stimulus and airflow rt) obschena atmosphere. The drawing shows the installation section. The installation dp cultivation of microorganisms contains a fermenter 1, a supplying aerator 2, a branch pipe 3 dp air supply and a branch pipe 4 for exhausting air. The air recirculation system includes a pump 5 and a device for cleaning air and metabolic products and feeding the consumed components, which contains an rfeptic chamber 6 and a hollow insert 7 placed inside it, the walls of which are filled with a porous film. The floor insert 7 is connected to the pipelines 8 and 9 of the recirculation system, and the hermetic chamber 6 is connected to the air flow booster 10 and is connected to the atmosphere by means of the pipe 11. In addition, the fermenter 1 contains a pipe 12 for loading the nutrient medium, a pipe 13 for unloading the medium, a foam level sensor 14, a pipe 15 for supplying the anti-foaming agent and a mixing device 16.

33

Трубопровод 11, св зьшающий камеру 6 с атмосферой, снабжен отсечным клапаном 17. Система рециркул ции имеет датчик 18 концентрации кислорода, установленный на трубопроводе 9. В камере бив полой вставке 7 установлены датчики 19 статического давлени , соединенные с регул тором 20 перепада давлени . Регул тор 20 перепада давлени соединен с исполнительным механизмом 21, установленным на трубопроводе 22, сообщающим камеру 6 с побудителем 10 расхода воздуха. На трубопроводе 22 установлен также подогреватель 23 воздуха и клапан 24.A pipe 11 connecting the chamber 6 to the atmosphere is provided with a shut-off valve 17. The recirculation system has an oxygen concentration sensor 18 installed in the pipe 9. The static pressure sensors 19 connected to the pressure differential controller 20 are installed in the batch chamber of the hollow insert 7. The differential pressure controller 20 is connected to an actuator 21 mounted on conduit 22, which communicates the chamber 6 with the air flow inducer 10. On the pipeline 22 is also installed heater 23 air and valve 24.

Стенки полой вставки 7 изготовлены из тонкой лавсановой пленки толпиной 10 мкм. Дл обеспечени асептических условий в ферментаторе размер пор пленки не должен превьшать 0,1-0,4 мкм.The walls of the hollow insert 7 are made of a thin lavsan film of a crowd of 10 microns. To ensure aseptic conditions in the fermenter, the pore size of the film should not exceed 0.1-0.4 µm.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В предварительно простерилизованый ферментатор 1 через патрубок 12 дл загрузки среды вводитс стерильна питательна среда. Одновременно через патрубок 15 дл подачи пеногасител вводитс посевной материал. Затем питательную среду с наход щимс в ней посевньи материалом начинают перемешивать с помощью перемешивающего устройства 16. Дл обеспечени оптимальных условий роста микроорганизмов среду аэрируют, подава воздух через патрубок 3 и аэратор 2. Необходимый дл нормального на всех стади х роста микроорганизмов расход воздуха обеспечиваетс насосом 5, который свйзан с датчиком 18 концентрации кислорода. Отход 1ЦИЙ из ферментатора 1 воздух по трбопроводу 8 поступает в тюлую вставку 7, в которой происходит дифузионный обмен через стенку из пористой пленки газообразными продуктами метаболизма и кислородом и воздуха, подаваемым в герметичную камеру 6. При этом тфодукты метаболизма вывод тс из системы рециркул ции , а необходимое количество кислорода вводитс в нее. Воздух с восстановленным газовым составомA sterile nutrient is introduced into the pre-sterilized fermenter 1 through the nozzle 12 to charge the medium. At the same time, seed is injected through the pipe 15 to supply the defoaming agent. Then the nutrient medium with the sowing material in it begins to mix using a mixing device 16. To ensure optimal growth conditions of microorganisms, the medium is aerated by supplying air through nozzle 3 and aerator 2. The air flow required for normal microbial growth at all stages is provided by a pump 5 which is connected with the sensor 18 oxygen concentration. The waste of 1TSI from the fermenter 1 air through the conduit 8 enters the seal insert 7, in which diffusion exchange occurs through the wall of the porous film with gaseous metabolism products and oxygen and air fed into the sealed chamber 6. At the same time, metabolic products are removed from the recirculation system, and the required amount of oxygen is introduced into it. Air with reduced gas composition

1544-41544-4

мину датчик 18 концентрации кислорода , вновь подаетс по трубоп14оводу 9 насосом 5 и потом через аэратор 2 в ферментатор 1. Ферментатор 1 снабжен также датчиком 14 уровн пены, который при повышении уровн пены выше допустимого дает сигнал на ввод пеногасител через патрубок 15 подачи пеногасител .After this, the oxygen concentration sensor 18 is fed back through pipe 14 to pump 5 and then through the aerator 2 to the fermenter 1. Fermenter 1 is also equipped with a foam level sensor 14, which, when the foam level rises above the permissible value, sends a signal to the defoamer through the defoaming agent supply pipe 15.

0 Так как дл обеспечени нормальных условий диффузионного обмена необходимо равенство статических давлений воздуха по обе стороны пленки, . пола вставка 7 и камера 6 снабжены0 Since in order to ensure normal conditions of diffusion exchange, it is necessary that the static air pressures on both sides of the film are equal,. floor box 7 and chamber 6 are equipped

5 датчиками 19 статического давлени , которые посредством регул тора 20 перепада давлени и исполнительного механизма 21 увеличивают или уменьшают расход подаваемого воздуха,5 static pressure sensors 19 which, by means of the differential pressure controller 20 and the actuator 21, increase or decrease the flow rate of the air supplied

0 выравнива тем самым статическое давление в полой вставке 7 и в камере 6. Необходимый расход воздуха в трубопроводе 22 обеспечиваетс побудителем 10 расхода воздуха. Дл 0 thus equalizing the static pressure in the hollow insert 7 and in the chamber 6. The required air flow rate in the pipe 22 is provided by the air flow inducer 10. For

5 исключени конденсации на поверхности пленки влаги, содержащейс в аэрирующем воздухе, на трубопро- воде 22 установлен подогреватель 23 воздуха. Воздух, пройд камеру 6,5 to prevent condensation on the surface of the film of moisture contained in the aeration air, air heater 23 is installed on the pipe 22. Air passed through chamber 6,

Q выводитс по трубопроводу 11 наружу, в атмосферу. Дл обеспечени одновременной стерилизации острьм паром ферментатора 1, патрубков 3 и трубопровода 8,полой вставки 7 на трубопроводах 22 и 11 установлены клапаны 17 и 24, которые позвол ют создавать необходимое дл стерилизации давление пара в полой вставке 7 и камере 6,Q is led through conduit 11 to the outside. In order to ensure simultaneous sterilization of the steam ferment of the fermenter 1, the pipes 3 and the pipe 8, the hollow insert 7, valves 17 and 24 are installed on the pipes 22 and 11, which allow the pressure of steam in the hollow insert 7 and chamber 6 to be created for sterilization,

Таким образом, вьщолнение в из , вестной установке дл культивировани микроорганизмов устройства дл очистки воздуха от продуктов метаболизма и подш{тки потребл емых компонентов в виде герметичной ) камеры и размещенной внутри нее полой вставки, стенки которой выполневы КЗ пористой пленкиj и подключение ее к трубопроводам системы рещфкул ции, а герметичной камеры - к побудителю расхода воздуха позвол ет зиачительно упростить конструкцию установки и одновременно повысить надежность защиты культуральной жидкости от посторонней Thus, the implementation of the device for purifying air from metabolic products and the top of the consumed components in the form of a sealed chamber and a hollow insert inside it, the walls of which carry out a short film of the porous film and connects it to the pipelines of the system, is known for the installation of microorganisms for cultivation. , and the sealed chamber to the air flow booster allows for a drastic simplification of the installation design and at the same time increasing the reliability of the protection of the culture fluid from extraneous

гшкроф оры. ,) ../. ,(пс(реру из отпосд вры gshkrof ory. ,) ../. , (ps (reru

Claims

INSTALLATION FOR CULTIVATION OF MICRO-ORGANISMS, comprising a fermenter equipped with an aerator and nozzles for supplying and discharging air, and an air recirculation system, including a pump and a device for purifying air from metabolic products and replenishing consumed components, connected by pipelines to the fermenter, characterized in that , in order to simplify the installation and increase the reliability of its operation, the device for purifying air from metabolic products and feeding the consumed components contains a sealed chamber and accommodates hydrochloric inside the hollow insert, the walls of which are made of a porous film, wherein the hollow insert is connected to the recirculation conduits and sealed chamber connected to stimulus and airflow communication with the atmosphere.

SU .... 1161544