SU1388418A1 - Аппарат дл выращивани микроорганизмов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к микробиологической промьшшенности и может быть использовано дл  выращивани  микроорганизмов на неразбавленных гидролизатах и предгидролизатах, а а 30 (Л 00 00 СХ) N 00 //// /

Description

13

также на других пен щихс  средах. Цель изобретени  заключаетс  в повышении производительности аппарата. Аппарат дл  выращивани  микроорганизмов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, снабженньй крышкой 2 и днищем 3 с отверсти ми 4 дл  стока культуральной жидкости, установленные в корпусе вертикальные перегородки 5, теплообменник 6 с пластинами 7 дл  охлаждени  культуральной жидкости, систему трубойроводов 8, установленную концентрично корпусу внутри него емкость 9, сообщенную с корпусом 1 трубопроводами 8. В емкости 9 выполнены окна 10 дл  подвода пены из корпуса 1 Вьше окон 10 рас18

положена горизонтальна  кольцева  полка 11. В днище емкости 9 выполнены отверсти  12 дл  стока культуральной жидкости по трубопроводам 8 в полость 13 корпуса 1. Из полости 14 производитс  отбор отработанной культуральной жидкости В корпусе на валу 22 укреплена лопастна  мешалка 23, а в нижней его части - щелева  закрыта  турбина 24 и под днищем емкости 9 установлена дополнительна  щелева  закрыта  турбина 25, Верхн   часть емкости 9 расположена вне корпуса 1, а нижн   - в его верхней части так, что лопастна  мешалка 23 размещена внутри нее, 2 з,п, ф-лы, 4 ил.

1

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности и может быть использовано дл  выращивани  микроорганизмов на неразбавленных гидролизатах и предгидролизатах, а также на других пен щихс  средах, Цель изобретени  - повьшение производительности аппарата.

На фиг,1 схематично изображен предлагаемый аппарат-, на - вариант конструкции аппарата, на фиг,3 - основна  щелева  турбина с разрезом A-Aj на фиг,4 - дополнительна  турбина .

Аппарат содержит вертикальньш ци- линдрический корпус 1, снабженный крышкой 2-й днищем 3 с отверсти ми А дл  стока культуральной жидкости, установленные в корпусе вертикальные перегородки 5, теплообменник 6с пластинами 7 дл  охлаждени  культуральной жидкости, систему трубопроводов 8, установленную концентрично корпусу внутри емкость 9, сообщенную с корпусом этими трубопроводами 8, В емкости 9 выполнены окна 10 дл  подвода пены из корпуса 1, Ъъше окон 10 расположена горизонтальна  кольцева  полка 11 (фиг,1), В днище емкости 9 выполнены отверсти  12 дл  стока культуральной жидкости по трубопроводам 8 в полость 13 корпуса 1, Из полости 14 производитс  отбор отработанного сусла. Также в нижней

О

5 0 0

5

части аппарата расположен направл ющий стакан 15, Дл  подвода и отвода охлаждающей воды в теплообменник 6 служат патрубки 16 и 17, -Отбор биомассы осуществл етс  через патрубок 18, а отбор отработанного сусла - через патрубок 19, Воздух дл  аэрации культуральной жидкости подаетс  через патрубок 20, Питательна  среда поступает через патрубок 21,

В корпусе 1 на валу 22 укреплена лопастна  мешалка 23, а в нижней его части - щелева  закрыта  турбина 24 и под днищем емкости 9 установлена дополнительна  щелева  закрыта  турбина 25 Щелева  турбина 24 снабжена узлом 26 подвода воздуха. Щелева  закрыта  турбина 25 снабжена газовым патрубком 27, верхн   часть которого расположена в емкости под мешалкой. Верхн   час.ть емкости 9 расположена вне корпуса 1, а нижн   - в его верхней части так, что лопастна  мещал- ка 23 размещена внутри нее.

Аппарат имеет две области движени  культуральной жидкости: область 28 интенсивного масообмена между газовой и жидкой фазами (интенсивной азрации),, где происходит турбулентное движение жидкости, и область 29 воронкообразного движени  жидкости. Патрубок 30 служит дл  отвода отработанного воздуха из аппарата. Дополнительна  щелева  закрыта  турбина 25 состоит из

3 . t газовой камеры 31, жидкостной камеры 32 и лопаток 33. Газова  камера 31 соединена с патрубком 27 дл  сообщени  с пенным слоем дополнительной емкости 9.

Щелева  закрыта  турбина 24 выполнена аналогично турбине 25, но снабжена разделительной перегородкой 34, Узел 26 подвода воздуха состоит из трубы 35 дл  подвода воздуха и патрубка 20. подвода воздуха. Патрубок 20 и труба 35 сообщены в камере 36. Воздух и питательна  среда поступают в аппарат через патрубок 20 сквозь отверсти  37. Турбина 24 имеет жидкостную камеру 38, сообщенную со стаканом 15.

Аппарат работает следующим образом .

При непрерывном поточном культивировании микроорганизмов в аппарат, непрерывно, с определенным расходом, через патрубок 21 подаетс  питательна  среда. При вращении закрытой ще- левой турбины 24 происходит засасывание воздуха через патрубок 20 в камеру разрежени  турбины. Вследствие вращени  закрытой щелевой турбины 24 и наличи  перегородок 5 возни- кают вертикальные потоки жидкости. При этом осуществл етс  интенсивное перемешивание культуральной жидкости и ее аэраци  в основной емкости 1. Вспененна  культуральна  жидкость поднимаетс  в верхнюю часть емкости 1, вплоть до крьшки 2, и через отверсти  10 поступает в емкость 9. В ней вращаетс  лопастна  мешалка 23. При ее вращении образуетс  воронкообразное движение культуральной жидкости. В зоне вращени  культуральной жидкости происходит активна  деаэраци  пены , отработанный воздух выходит через патрубок 30о Наличие горизонтальной кольцевой полки 11 в емкости 9 позвол ет несколько увеличить скорост деаэрации культуральной жидкости и скорость стока пены в область вращени  лопастной мешалки 23 за счет разрушени  пены полкой 11„

Деаэрированна  культуральна  жидкость стекает через отверсти  12 дополнительной емкости 9 в трубопровод 8. Далее через трубопровод 8, полость 13 и стакан 15 культуральна  жидкость всасываетс  в щелевую закрытую турбину 24 и из нее попадает обратно в корпус 1 аппарата. Отбор биомассы из

g 5

0

5 о

0

5

t8 ..

аппарата производитс  через патрубок 18 из полости 13. Отработанна  культуральна  жидкость поступает в полость 14 через отверсти  4 и отбираетс  через птуцер 19. Поддерживание заданной температуры культуральной жидкости осуществл етс  с помощью подачи воды в патрубок 16 теплообменника 6 и вывода ее через патрубок 17. Суммарный отток биомассы и сусла из аппарата равен по объему количеству подаваемой в аппарат питательной среды .

Создание вращательного движени  культуральной жидкости на выходе пены из аппарата позвол ет осуществл ть деаэра1щю пенной среды с возможностью активного освобождени  культуральной среды от отработанного воздуха, содержащего продукты метаболизма, например углекислый газ. Така  схема потоков культуральной жидкости в аппарате позвол ет производить непрерывную , активную аэрацию и активную деаэрацию культуральной среды путем интенсивного снабжени  ее кислородом и интенсивным выводом углекислоты. Кроме того, прокачка деаэрированной культуральной жидкости через теплообменник 6 позвол ет повысить тивность теплоотбора за счет деаэри- 1ровани  жидкости.

Кольцева  полка 11 необходима дл  того, чтобы культуральньй пенньй слой попадал непосредственно во вращаю- .щийс  монолитньй слой культуральной жидкости в емкости 9. Это позвол ет значительно (с 80%.до 10-15%) снизить газосодержание культуральной жидкости , поступающей из корпуса 1 в емкость 9. Это одна из составл ющих эффекта пеногашени  культуральной жидкости в емкости 9. Другой составл ющей гашени  пены  вл етс  наличие центробежных сил при вращении культуральной жидкости в емкости 9.

Кроме того, при наличии высокоустойчивой пены, котора  скапливаетс  в воронке, пеногашение осуществл етс  путем ее засасывани  в емкость 1 из емкости 9 самовсасывающей мешалкой .

Суммарньй эффект пеногашени , осуществл емый в предлагаемом аппарате, состоит из трех компонентов. Первьй компонент возникает за счет резкого снижени  газосодержани  культураль- ного пенного сло , вход щего через

513

окна в дополнительную емкость 9. При этом пенный слой, смешива сь с монолитом вращающейс  жидкости в дополнительной емкости, размываетс  и попадает в поле действи  центробежных сило Происходит сепараци  отработанного воздзоса - второй компонент суммарного эффекта пеногашени . При наличии пенообразующих веществ в куль- туральной жидкости предусмотрен отсо устойчивой пены из емкости 9 в основную емкость 1 с помощью дополнительной щелевой турбины 25, что  вл етс  третьим компонентом пеногашени .

Непрерывна  циркул ци  культураль ной жидкости через емкость 9 с возвратом ее в зону 28 активной аэрации позвол ет создать область с повьшен- ной концентрацией биомассы (практически величина концентрации биомассы 6 зоне 29 ее вращени  может превьшат количество дрожжей в зоне 28 в два, три раза)о Вывод.биомассы из этой зоны позвол ет снизить расход воды, идущей на разбавление предгидролиза- та (гидролизата), и тем самым снизит расходы на очистку после дрожжевой бражкив

Кроме того, непрерывна  циркул - 1ЩЯ культуральной жидкости из облас- ти интенсивного Ьмешени  жидкости с воздухом в зону деаэрации и обратно позвол ет значительно увеличить интенсивность массообменных процессов в корпусе 1 и емкости 9 и значитель- но повысить степень заполнени  аппарата в целом культуральной жидко

5

84

«

35

20

186

стью. Это позвол ет увеличить производительность аппарата.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1,Аппарат дл  выращивани  микроорганизмов , включающий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный технологическими патрубками, установленную в его нижней части на валу щелевую закрытую турбину и укрепленную на этом же валу над последней лопастную мешалку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности, аппарат снабжен установленной концентрично корпусу внутри емкостью дл  деаэрации культуральной жидкости, верхн   часть которой расположена вне корпуса, а нижн   - в его верхней части таким образом, что лопастна  мешалка размещена внутри нее, при этом стенка емкости над мешалкой имеет окна дл  подвода пены из корпуса в емкость,

   а в днище - отверсти  дл  стока культуральной жидкости в корпусе,

   2,Аппарат поп,1, отличающийс  тем, что под днищем емкости в корпусе установлена на валу дополнительна  щелева  закрыта  турбина , верхн   часть газового патрубка которой расположена в емкости под мешалкой.

   За Аппарат по п,1,отличающий с   тем, что внутри емкости укреплена над окнами горизонтальна  кольцева  полка.

   30

   1

   //

   /rfa/J7.

   20,

   cpua.Z

   zz

   A A

   24

   сриаЗ

   fpue.4