SU1312094A1 - Unit for growing microorganisms or cells - Google Patents

Unit for growing microorganisms or cells Download PDF

Info

Publication number
SU1312094A1
SU1312094A1 SU843783454A SU3783454A SU1312094A1 SU 1312094 A1 SU1312094 A1 SU 1312094A1 SU 843783454 A SU843783454 A SU 843783454A SU 3783454 A SU3783454 A SU 3783454A SU 1312094 A1 SU1312094 A1 SU 1312094A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat
fermenter
jacket
heat transfer
shirt
Prior art date
Application number
SU843783454A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Георгиевич Шитов
Сергей Владимирович Черепков
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии
Priority to SU843783454A priority Critical patent/SU1312094A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1312094A1 publication Critical patent/SU1312094A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к микробиологической промьшшенности и может быть использовано дл  производства биомассы дрожжей и других микроорганизмов . Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции установки. Установка дл  культивировани  микроорганизмов или клеток содержит ферментатор , в корпусе 1 которого размещены перемешивающее устройство, аэратор , трубы загрузки и выгрузки, Теп- лообменное устройство, подсоединенное- к устройству дл  подготовки теплоносител , выполнено в виде гладкостен (Л 00 ю о со Jiai. 25 Фиг.2This invention relates to the microbiological industry and can be used to produce biomass of yeast and other microorganisms. The aim of the invention is to simplify the installation design. The plant for the cultivation of microorganisms or cells contains a fermenter, in the housing 1 of which a mixing device, aerator, loading and unloading pipes are placed. The heat exchanger connected to the device for preparing the heat carrier is made in the form of a smooth wall (L 00 o with Jiai. 25 2

Description

Ной рубашки 7, прикрепленной своими торцовыми поверхност ми к корпусу 1 ферментатора. Корпус 1.и рубашка 7 образуют теплообменную полость 8, в нижней части которой расположены одна над другой две кольцевые перегородки 9 и 10, образующие полости дл  теплоносител  11 и 12. Верхн   перегородка 9 выполнена из пористого металла или металлокерамики дл  диспер- гации газом жидкости, наход щейс  на ее поверхности. Полость 8 и нижн   полость 12 соединены между собой посредством патрубков, выступающих над пористой кольцевой перегородкой 9. На рубашке 7 вьшолнены р ды горизонтально расположенных щелевых отверстий 14, Непосредственно над кольцеtNoah of the shirt 7, attached by its end surfaces to the body 1 of the fermenter. The housing 1. and the jacket 7 form a heat exchange cavity 8, in the lower part of which two annular partitions 9 and 10 are located one above the other, forming cavities for the heat carrier 11 and 12. The upper partition 9 is made of porous metal or cermet to disperse the liquid by gas located on its surface. The cavity 8 and the lower cavity 12 are interconnected by means of nozzles protruding above the porous annular partition 9. On the shirt 7, there are rows of horizontally arranged slit holes 14, directly above the ring

Изобретение относитс  к микробиологической промьшшенности и может быть использовано дл  производства биомассы дрожжей и других микроорганизмов .This invention relates to the microbiological industry and can be used to produce biomass of yeast and other microorganisms.

Цель изобретени  - упрощение конструкции установки.The purpose of the invention is to simplify the installation design.

На фиг. 1 представлена установка, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (теплообменное устройство)} на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2| на фиг. 4 - разрез В-Б на фиг. 2.FIG. 1 shows the installation, general view; in fig. 2 — node I in FIG. 1 (heat exchanger)} in FIG. 3 shows section A-A in FIG. 2 | in fig. 4 shows section B-B in FIG. 2

Установка дл  культивировани  микроорганизмов или клеток содержит фер ментйтор, в корпусе 1 которого размещены перемешивающее устройство 2, аэратор 3, трубы 4 загрузки и выгрузки . Теплообменное устройство 5, подсоединенное к устройству 6 дл  подготовки теплоносител , выполнено в виде гладкостенной рубашки 7, закрепленной своими торцовыми поверхност ми к корпусу 1 ферментатора. Корпус 1 и рубашка 7 образуют тепло- обменную полость 8, в нижней части которой расположены одна над другой две кольцевые перегородки 9 и 10, oбpaзyюш e полости 11 и 12 дл  теплоносител . Верхн   перегородка 9 выполнена из пористого металла или металлокерамики дл  диспергации газом жидкости, наход щейс  на ее повой перегородкой 9 р д отверстий 14 объединен коллектором 15, служащим дл  подвода и распределени  жидкости, по поверхности пористой кольцевой перегородки 9. Устройство дл  подготовки теплоносител  выполнено из вихревой трубы, соединенной и напорной магистралью и атмосферой через вентили. В верхней части рубашки 7 с внешней стороны закреплен кожух 20, нижн   часть которого имеет форму усеченного конуса. На рубашке 7 непосредственно под местом соединени  нижней части кожуха 20 имеетс  р д щелевых отверстий 14, а внутри кожуха 20 с зазором относительно рубашки 7 закреплен кольцевой диск 21, дел щий кожух на две полости. 4 ил.The plant for cultivating microorganisms or cells contains a fermenter, in the housing 1 of which a mixing device 2, an aerator 3, and loading and unloading pipes 4 are placed. The heat exchange device 5 connected to the device 6 for preparing the heat transfer medium is made in the form of a smooth-walled jacket 7 fixed with its end surfaces to the body 1 of the fermenter. The housing 1 and the jacket 7 form a heat exchange cavity 8, in the lower part of which there are two annular partitions 9 and 10 one above the other, a gap e and cavities 11 and 12 for the heat carrier. The upper partition 9 is made of porous metal or metal ceramics for gas dispersion of a liquid located on its new partition 9 of a series of holes 14 is connected by a collector 15 serving to supply and distribute the liquid over the surface of the porous ring partition 9. A device for preparing heat transfer media is made of a vortex pipe connected and pressure line and the atmosphere through the valves. In the upper part of the jacket 7, on the outside of the jacket, there is fixed a casing 20, the lower part of which has the shape of a truncated cone. On the jacket 7, directly below the junction of the lower part of the casing 20, there is a series of slotted holes 14, and inside the casing 20 with a gap relative to the jacket 7 there is an annular disk 21 dividing the casing into two cavities. 4 il.

верхности. Полость 8 и нижн   полость 12 соединены между собой посредством патрубков 13, выступающих над пористой кольцевой перегородкой 9. На рубашке 7 выполнены р ды горизонтально расположенных щелевых отверстий 14. Непосредственно над кольцевой перегородкой 9 р д отверстий 14 объединен коллектором 15, служащимsurface. The cavity 8 and the lower cavity 12 are interconnected by means of nozzles 13 protruding above the porous annular partition 9. The shirt 7 has a series of horizontal slit holes 14. Directly above the annular partition 9, a series of holes 14 are connected by a collector 15, serving

дл  подвода и распределени  жидкости по поверхности пористой, кольцевой перегородки 9,for the supply and distribution of fluid over the surface of a porous, annular partition 9,

Устройство 6 дл  подготовки теплоносител  выполнено из вихревойThe device 6 for the preparation of the coolant is made of a vortex

трубы 16, соединенной с напорной магистралью через вентиль 17, а через вентили 18 и 19 - с атмосферой. Б Верхней части рубашки 7 с внешней стороны закреплен кожух 20, нижн  pipes 16 connected to the pressure line through valve 17, and through valves 18 and 19 to the atmosphere. B of the upper part of the shirt 7 on the outside of the casing is fixed 20, the bottom

часть которого имеет форму усеченного конуса. На рубашке 7 непосредственно под местом соединени  нижней части кожуха 20 имеетс  р д щеле- вьк отверстий 14, а внутри кожуха 20part of which has the shape of a truncated cone. On the shirt 7, directly below the junction of the lower part of the casing 20, there are a number of slits in the holes 14, and inside the casing 20

с зазором относительно рубашки 7 закреплен кольцевой диск 21, дел щий кожух на две полости.with a gap relative to the jacket 7, an annular disk 21 is fixed, dividing the casing into two cavities.

В кожухе 20 имеетс  штуцер 22, который совместно с кольцевым диском 21 и р дом щелевых отверстий 14 служит дл  отвода газа из теплообмен- ного устройства 5 в отводную магистраль . Р ды щелевых отверстий 14, расположенные между кожухом 20 и коллектором 15, объединены коллектором 23 и служат дл  подвода теплоносител  в полость 8. К штуцерам 24-26 посредством вентилей 27 - 31 подсоединено устройство 6 дл  подготовки теплоносител ,The casing 20 has a fitting 22, which, together with the annular disk 21 and a series of slotted openings 14, serves to drain gas from the heat exchanger 5 to the discharge line. The rows of slotted holes 14 located between the casing 20 and the collector 15 are united by a collector 23 and serve to supply coolant to the cavity 8. To fittings 24-26, a device 6 for heating coolant preparation is connected by means of gates 27 to 31,

К штуцеру 32 коллектора 15 посредством трубопровода с вентилем 33 под-JO пергируетс , охлаждаетс  и возврата- ,To the fitting 32 of the collector 15, by means of a pipeline with a valve 33, the under-JO is aspirated, cooled and returned,

соединена емкость 34 с жидкостью, штуцер 22 соединен.отводной магистралью 35, проход щей через емкость 34, с атмосферой.a container 34 is connected to the liquid; a nozzle 22 is connected by a branch pipe 35 passing through the container 34 to the atmosphere.

Установка работает следующим об- J5 разом.The installation works as follows: J5.

В зависимости от необходимости охлаждать или нагревать наход щуюс , в ферментаторе жидкость открываютс  соответственно вентили 30, 17, 18,20 27-29 дл  холодного теплоноситеетс  в зону теплообмена. Неизбежные незначительные потери жидкости компенсируютс  жидкостьк) из емкости 34, через которую проходит выход щий газ и предварительно охлаждает (нагревает ) жидкость.Depending on the need to cool or heat the liquid in the fermenter, the valves 30, 17, 18, 20, 29, 29, 29, respectively, are opened to cool the heat exchange medium to the heat exchange zone. Inevitable minor fluid losses are compensated for by liquid) from tank 34, through which the outgoing gas passes and pre-cools (heats) the fluid.

Рабочий цикл ферментатора осуществл етс  следующим образом.The working cycle of the fermenter is as follows.

Ферментатор через трубу 4 заполн етс  питательной средой. Через эту же труб.у в него вноситс  посевной материал. Через аэратор 3 в аппарат подаетс  воздух. Перемешивание куль- 25 туральной жидкости и диспергаци  воздуха осуществл етс  перемешивающим устройством 2. Температура культивировани  Т в зависимости от вида выращиваемой культуры может находитьс  в диапазоне 20-40°С. Поэтому перед культивированием возможна операци  доведени  культуральной жидкости до температуры культивировани , при этом в теплоо менное устройство подаетс  холодный или гор чий воздух. Процесс ферментации идет с вьщелением тепла. При культивировании продуцента стрептомицина до 12-го часа идет быстрый рост теплового потока, которьй в конл , а дл  гор чего - вентили 17, 31, 19. 27 - 29.The fermenter through pipe 4 is filled with a nutrient medium. Through the same pipe, seed is introduced into it. Air is supplied through the aerator 3 to the apparatus. The mixing of the culture liquid and the dispersion of air are carried out by the mixing device 2. The cultivation temperature T, depending on the type of the cultivated culture, can be in the range of 20-40 ° C. Therefore, before cultivation, it is possible to bring the culture liquid to the cultivation temperature, while cold or hot air is supplied to the heat exchanger. The fermentation process comes with the release of heat. When the producer of streptomycin is cultivated up to the 12th hour, there is a rapid increase in the heat flux, which goes to the console, and for hot water - to the valves 17, 31, 19. 27 - 29.

Необходимость получени  различных промежуточных температур газа достигаетс  смешиванием гор чего и холодного газов.The need to obtain different intermediate gas temperatures is achieved by mixing hot and cold gases.

К штуцеру 25 через вентиль 27 подводитс  основной поток газа, к штуцерам 24 и 26 через вентили 28 и 29 вспомогательные потоки газа, причём первый предназначен дл  диспергации и предварительного охлаждени  жидкости , поступающей на пористую кольцевую перегородку 9 через штуцер 12, коллектор 15, щелевое отверстие 14 из емкости 34 и регул тор расхода - вентиль 33. Диспергаци  получаетс  за счет продувани  смоченной жидкостью пористой поверхности кольцевой перегородки 9 газом. Жидкость, диспергированна  до состо ни  тумана с диаметром капель пор дка 0,1 мм и предварительно охлажденна , подхватываетс  основным потоком, проход щим через патрубки 13, дополнительно охлаждаетс  и вноситс  в полость 8, где -на поток начинают действовать вспомогательные потоки, поступающие в полость из щелевых отверстий 14. Это приводит к турбулизации основного потока и равномерному теплосъему на всем пути прохождени  потока, а также к воздействию на пленку жидкости на корпусе 1. Все это увеличивает теплосъем. Проход  через кожух -20 газожидкостной теплоноситель тер ет основную часть своей жидкости, котора  через щелевые отверсти  14 возвращаетс  в полость 8. Жидкость, попадающа  на внутреннюю поверхность рубашки 7 и стекающа  по ней, попада  в щелевые отверсти , вновь диспергируетс , охлаждаетс  и возвращаетс  в зону теплообмена. Та часть жидкости, котора  достигает кольцевой перегородки 9, также вновь дисетс  в зону теплообмена. Неизбежные незначительные потери жидкости компенсируютс  жидкостьк) из емкости 34, через которую проходит выход щий газ и предварительно охлаждает (нагревает ) жидкость.The main gas stream is supplied to the nipple 25 via the valve 27, the auxiliary gas flows to the nipples 24 and 26 through the valves 28 and 29, the first being designed to disperse and precool the liquid entering the porous annular partition 9 through the nipple 12, the manifold 15, the slot opening 14 from the tank 34 and the flow controller - valve 33. Dispersion is obtained by flushing the porous surface of the annular partition 9 with gas, moistened with a liquid. The liquid dispersed to a mist with a droplet diameter of about 0.1 mm and pre-cooled is picked up by the main stream passing through the nozzles 13, further cooled and introduced into the cavity 8, where auxiliary streams enter the stream from the slotted holes 14. This leads to the turbulence of the main flow and uniform heat removal throughout the flow path, as well as to the effect on the liquid film on the housing 1. All this increases the heat removal. The passage through the jacket -20 of the gas-liquid coolant loses the main part of its liquid, which through the slotted holes 14 returns to the cavity 8. The fluid falling on the inner surface of the jacket 7 and flowing down it, falling into the slotted holes, is dispersed, cooled and returned to the zone heat exchange. The part of the liquid that reaches the annular partition 9 also disperses into the heat exchange zone. Inevitable minor fluid losses are compensated for by liquid) from tank 34, through which the outgoing gas passes and pre-cools (heats) the fluid.

Рабочий цикл ферментатора осуществл етс  следующим образом.The working cycle of the fermenter is as follows.

Ферментатор через трубу 4 заполн етс  питательной средой. Через эту же труб.у в него вноситс  посевной материал. Через аэратор 3 в аппарат подаетс  воздух. Перемешивание куль- туральной жидкости и диспергаци  воздуха осуществл етс  перемешивающим устройством 2. Температура культивировани  Т в зависимости от вида выращиваемой культуры может находитьс  в диапазоне 20-40°С. Поэтому перед культивированием возможна операци  доведени  культуральной жидкости до температуры культивировани , при этом в теплоо менное устройство подаетс  холодный или гор чий воздух. Процесс ферментации идет с вьщелением тепла. При культивировании продуцента стрептомицина до 12-го часа идет быстрый рост теплового потока, которьй в конкЛжThe fermenter through pipe 4 is filled with a nutrient medium. Through the same pipe, seed is introduced into it. Air is supplied through the aerator 3 to the apparatus. The mixing of the culture liquid and the dispersion of air is carried out by the mixing device 2. The cultivation temperature T, depending on the type of the cultivated culture, can be in the range of 20-40 ° C. Therefore, before cultivation, it is possible to bring the culture liquid to the cultivation temperature, while cold or hot air is supplied to the heat exchanger. The fermentation process comes with the release of heat. When cultivating the producer of streptomycin until the 12th hour, there is a rapid increase in heat flux, which in the complex

це этого отрезка достигает 25000 -г-. /м чThe price of this segment is 25,000 g. / m h

При этом в теплообменное устройство ферментатора начинает подаватьс  холодный воздух с возрастающим рас- ходом, дл  чего вентили закрываютс , а открываютс  вентили 23 и 30. К 12-му часу процесса расход воздуха достигает максимального дл  данного процесса значени  и обеспечивает тем50At the same time, cold air begins to be supplied to the heat exchanging device of the fermenter, with increasing flow, for which the valves are closed and the valves 23 and 30 are opened. By the 12th hour of the process, the air flow reaches the maximum value for this process and ensures that

пературу диспергированной жидкости t 17-20 0, что обеспечивает необ- ходимьй теплосъем. Регулирование/ температуры жидкости Т, производитс  вентил ми 25 и 27. После 12-го часа 5 и до 80-го часа наблюдаетс  сначала быстрое до 40-го часа, а затем медленное уменьшение теплового потокаPeruture dispersed liquid t 17-20 0, which provides the necessary heat removal. The regulation / temperature of the fluid T is made by the valves 25 and 27. After the 12th hour of the 5th hour and up to the 80th hour, the first is fast until the 40th hour, and then the slow decrease in heat flow

до . м чbefore . m h

Теплосъем обеспечива513Heat collection ensured513

етс  при температуре tj 30-32 C. После завершени  процесса культивировани  готовый продукт при необходимости охлаждаетс  и выгружаетс  через трубу 4,at a temperature of tj 30-32 C. After completion of the cultivation process, the finished product is cooled if necessary and discharged through pipe 4,

Ферментатор с теплообменным устройством позвол ет сократить расходы на создание оборудовани  дл  термо- статировани  на 30-50% и суммарной ..стоимости всех устройств, необходимых дл  культивировани  на 6-11%. Это становитс  возможным за счет простого и дешевого теплообменного устройства, позвол ющего значительно эффективнее использовать газ, как теплоноситель.A fermenter with a heat exchanging device reduces the costs of creating equipment for thermostating by 30-50% and the total cost of all devices necessary for cultivation by 6-11%. This is made possible by a simple and cheap heat exchanging device, which makes it possible to use gas as a heat carrier much more efficiently.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Установка дл  культивировани  микроорганизмов или клеток, включающа An apparatus for culturing microorganisms or cells, comprising 4646 ферментатор, теплообменное устройство в виде рубашки, укрепленной на корпусе ферментатора, и устройство дл  подготовки теплоносител , пода- ваемого в рубашку, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  ее конструкции, устр ойство дл  подготовки теплоносител  выполнено в виде вихревой трубы и в рубашке теплообмен.ного устройства укреплены в нижней части одна над другой две кольцевые перегородки с образованием полостей дл  теплоносител , при этом верхн   перегородка выполнена из пористого материала, а нижн   полость соединена посредством патрубков с полостью рубашки, причем последн   имеет по высоте р ды горизонтально расположенных щелевых от- верстий дл  подвода теплоносител .a fermenter, a heat exchanger in the form of a jacket mounted on the body of the fermenter, and a device for preparing a heat transfer fluid supplied to the jacket, characterized in that, in order to simplify its design, the device for preparing a heat transfer fluid is made in the form of a vortex tube and in a shirt the heat exchange device is fixed in the lower part one above the other by two annular partitions with the formation of cavities for the heat transfer medium, the upper partition is made of porous material, and the lower cavity is connected by nozzles with a shirt cavity, the latter having a height of rows of horizontally located slit holes for the supply of heat carrier. Фиг.11 Составитель Ю.Уткин Редактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор С.ЧерниCompiled by Y. Utkin Editor N. Rogulich Tehred A. Kravchuk Proofreader S. Cherni Заказ 1935/24 . Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРOrder 1935/24. Circulation 500 Subscription VNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4 игЛneedles
SU843783454A 1984-08-23 1984-08-23 Unit for growing microorganisms or cells SU1312094A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843783454A SU1312094A1 (en) 1984-08-23 1984-08-23 Unit for growing microorganisms or cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843783454A SU1312094A1 (en) 1984-08-23 1984-08-23 Unit for growing microorganisms or cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1312094A1 true SU1312094A1 (en) 1987-05-23

Family

ID=21135783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843783454A SU1312094A1 (en) 1984-08-23 1984-08-23 Unit for growing microorganisms or cells

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1312094A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мальгина Е.В. Холодильные маши ны и установки. - М.: Пищева про- мьгашенность, 1980, с. 380-392. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Хими , 1981, с. 730-740. Патент Великйбритании № 1519526, кл. С 6 F, 1978. . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102481571A (en) A Biological Microfluidics Chip And Related Methods
CN208066329U (en) A kind of microvesicle formula gas-liquid reactor and system
CA1160818A (en) Apparatus for flow of a liquid medium
CN105903424B (en) A kind of multilayer falls tube type falling-film devolatilization reactor
SU1312094A1 (en) Unit for growing microorganisms or cells
CN211463089U (en) Gas, liquid, solid three-phase hydrogenation reaction system
CN201105992Y (en) Inlet nozzle of polycrystalline silicon hydrogen reducing furnace
CN201105989Y (en) Polycrystalline silicon hydrogen reducing furnace
SU1726505A1 (en) Apparatus for growing microorganisms
CN104931648A (en) Temperature control, aeration and stirring integrated environmental pollutant photochemical transformation studying device
JPH01503059A (en) crystal growth equipment
CN207012599U (en) Circulating crystallizer and circulating crystal system
CN207672152U (en) A kind of big kilogram of sapphire crystal growth water-cooling apparatus
CN107502961A (en) A kind of spinning manifold of split type Polymer Solution shaping
SU1693033A1 (en) Device for growing microorganisms
CN218573627U (en) Oxidation cauldron temperature regulating device is used in dyestuff intermediate system
SU1440911A1 (en) Yeast growing apparatus
CN211158660U (en) Vacuum sublimation inner tube and vacuum sublimation furnace
SU1208453A2 (en) Vertical film-type heat exchanger
SU1557158A1 (en) Apparatus for growing yeast
CN203908365U (en) Novel composite waste heat recoverer
JPH0735596Y2 (en) Bioreactor
CN114618271B (en) Intelligent graphite falling film absorber
SU1535890A2 (en) Apparatus for growing microorganisms
CN212174944U (en) Large-scale high-ventilation mixed culture device suitable for bacillus coagulans culture