SU1689397A1 - Установка дл выращивани микроорганизмов - Google Patents

Description

1

(21)4763093/13 (22)23.11.89 (46)07.11.91. Бюл. N.-41

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ

(72)С.В.Кан, В.В.Бирюков, Е.Л.Листов, Б.А.Литманс, Ю.П.Бо рчук и В.В.Лэлов (53)663.14.032(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1454841, кл. С 12 М 1/04,1989.

Авторское свидетельство СССР Nfe 1306942,кл.С 12 М 1/04, 1987. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

(57)Изобретение относитс  к микробиологической промышленности, к установкам дл  выращивани  микроорганизмов на газообразных и жидких субстратах. Цель изобретени  - повышение производительности за счет более полного использовани  газообразного субстрата и отделени  от него углекислого газа. Установка содержит емкость 1, систему рециркул ции газа, включающую трубопровод 2 дл  отвода газа, побудитель 3 расхода и эжектор 4 дл  подвода газа, абсорбер 5 с эжектором б, соединенный с емкостью 1 трубопроводами 7 и 8, на которых размещены циклоны 12, 14 и туманоуловители 13, 15. Абсорбер 5 сообщен с десорбером С02, снабженным тепло - обменником 16 дл  охлаждени  дегазированной жидкости среды перед ее подачей в абсорбер 5. Установка позвол ет достигать более полного отделени  углекислого газа от субстрата при увеличении коэффициента использовани  последнего. 2 ил.

19

(Л

С

11

16

о

00 О GJ Ю vj

Я/г.1

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности, к установкам дл  выращивани  микроорганизмов на газообразных и жидких субстратах.

Целью изоЬретени   вл етс  повышение производительности за счет более полного использовани  газообразного субстрата и отделени  от него углекислого газа.

На фиг.1 изображена схема установки, вариант с выносным теплообменником; на фиг.2 - то же, вариант с теплообменником- градирней.

Установка дл  выращивани  микроорганизмов содержит вертикальную ферментационную емкость 1, размещенную вне емкости 1 систему рециркул ции газа, включающую трубопровод 2 дл  отвода газа из емкости 1, побудитель 3 расхода с эжектором 4 дл  подвода в нее газа, абсорбер 5 газа, подключенный в своей верхней части через эжектор 6 с трубопроводом к трубопроводу 2 дл  отвода газа и трубопроводом 8 дл  отвода декантированного газообразного субстрата к эжектору 4 побудител  3 расхода , десорбер 9, соединенный трубопроводом

10дл  подвода насыщенной газом жидкости с нижней частью абсорбера 5 и трубопроводом

11дл  отвода дегазированной жидкости с эжектором 6 абсорбера 5. На трубопроводе 7 перед эжектором 6 и на трубопроводе 8 дл  отвода декантированного газообразного субстрата перед побудителем 3 расхода установлены один за другим по ходу движени  газа гидроциклон 12 дл  отделени  капель жидкости и туманоуловитель 13 дл  отделени  аэрозольных частиц (на трубопроводе 7) и соответственно циклон 14 и туманоуловитель 15 на трубопроводе 8. Десорбер 9 снаб- жен трубчатым теплообменником 16, установленным на трубопроводе 11, или градирней 17с воздуходувкой 18 дл  охлаждени  дегазированной жидкости перед подачей в эжектор 6. Кроме того, побудитель 3 расхода включает внешний циркул ционный контур 19 жидкой фазы. Десорбер 9 включает емкость 20, расположенную горизонтально или вертикально, размещен - ные в ее верхней части эжекторы 21 (в горизонтальной емкости) или коллектор 22 дл  распределени  жидкости и образовани  ее ниспадающего струйно-капельного потока в градине 17. Трубопровод 10 дл  подвода насыщенной газом жидкости в десорбер 9 снабжен дросселирующим клапаном 23.

Установка работает следующим образом .

В процессе биосинтеза в емкости 1 часть циркулируемой по системе рециркул ции газовой фазы газовой смеси под действием разрежени , создаваемого в эжекторе 6 абсорбера 5, попадает в его камеру смешени . При этом газова  смесь освобождаетс  от наличи  в ней культуральной

жидкости в циклоне 12 и туманоуловителе 13, расположенных на трубопроводе 7. Попада  в эжектор 6, газова  смесь смешиваетс  с жидким поглотителем, который после его регенерации в десорбере 9 дл  выделе0 ни  углекислого газа по трубопроводу 11 подаетс  в эжектор 6. В абсорбере 5 в уело - ви х интенсивного перемешивани  происходит процесс абсорбции углекислого газа из смеси. Кроме интенсивного перемешива5 ни  процессу абсорбции способствует посто нный отвод тепла из реакционной зоны путем предварительного охлаждени  абсорбента втеплообменнике 16 или градирне 17. Очищенна  от углекислого газа смесь через

0 трубопровод 8 возвращаетс  в емкость 1 под действием разрежени , создаваемого побудителем 3 расхода, в который подаетс  культуральна  жидкость по контуру 19. При этом также осуществл етс  очистка газовой

5 смеси от поглотител  в гидроциклоне 14 и туманоуловителе 15, размещенных на трубопроводе 8. Жидкий поглотитель, насыщенный углекислым газом, из абсорбера 5 по трубопроводу 10 через клапан 23 посту0 пает в эжекторы 21 или коллектор 22, которые обеспечивают интенсивное перемешивание в десорбере 9 выделени  углекислого газа. Десорбци  углекислого газа интенсифицируетс  за счет посто нной

5 поверхности продувки газовой подушки, осуществл емой воздуходувкой 18. Из де- сорбера 9 жидкий поглотитель, прошедший регенерацию, по трубопроводу 11 направл етс  в эжектор 6, охлажда сь при этом в

0 теплообменнике 16 или градирне 17.

При наличии схемы установки градирни 17 жидкий поглотитель из абсорбера 5 подаетс  по трубопроводу 10 через клапан 23 в коллектор 22 дл  выделени  углекислого га5 за и, равномерно распредел  сь, образует падающий поток, навстречу которому поднимаетс  также распределительный по сечению поток воздуха, образуемый системой отгонки и охлаждени , котора  включает

0 воздуходувку 18. Прошедший регенерацию жидкий поглотитель по трубопроводу 11 направл етс  в эжектор 6 абсорбера 5 дл  поглощени  углекислого газа.

Использование предлагаемой установ5 ки позволит увеличить производительность процесса биосинтеза за счет устранени  ин- гибирующего вли ни  углекислого газа при повышении парциальных давлений газообразного субстрата и кислорода в смеси газов , участвующих в процессе роста

микроорганизмов. При этом повышаетс  коэффициент использовани  газообразного субстрата, что ведет к снижению его расхода и снижению количества отход щих в атмосферу газов.

Использование предварительного охлаждени  регенерированного жидкого поглотител  позвол ет в значительной

степени интенсифицировать процесс сорбции углекислого газа и свести к минимуму величину парциального давлени  углекислого газа в Смеси газов, возвращаемой в ферментер. Снижение концентрации углекислого газа в регенерированном поглотителе также ведет к увеличению движущей силы процесса абсорбции им углекислого газа.

Размещение на трубопроводе 7 и 8 подвод щих и отвод щих газовую смесь гидроциклонов 12 и 14 позвол ет исключить возможность инфицировани  процесса биосинтеза посторонней микрофлорой, что ведет к резкому снижению его производительности , а также исключить возможность попадани  микроорганизмов основной культуры в очистные системы производства.

Установка в высокой степени взрывобе- зопасна, так как очищенна  от СОг газова  смесь с содержанием кислорода, несколько большим 8%, попадает в ферментер, где смешиваетс  с жидкой фазой, а также усредн етс  по составу с рециркулирующей газовой фазой. В этом случае жидка  фаза служит

. дальнейшим стабилизатором взрывобезопас- ности. Все это исключает необходимость снижени  концентрации кислорода в реакционной зоне ферментера.

Таким образом, наличие совокупности. указанных элементов установки позвол ет

достичь увеличени  производигельногли процесса биосинтеза при уменьшении рлс- хода газообразного субстрата и количсстпа отход щих в атмосферу газов

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Установка дл  выращивани  микроорганизмов , содержаща  вертикальную ферментационную емкость, размещенную вне емкости систему рециркул ции газа, включающую трубопровод дл  отвода газа, побудитель расхода и трубопровод дл  его подвода, абсорбер газа, подключенный в

   верхней части через эжектор с трубопроводом к трубопроводу дл  отвода газа и трубопроводом дл  отвода декантированного газового субстрата к побудителю расхода, десорбер, соединенный трубопроводом

   дл  подвода газожидкостной смеси с нижней частью абсорбера и трубопроводом дл  отвода дегазированной жидкости с эжектором абсорбера, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности за счет более полного использовани  газообразного субстрата и уменьшени  количества отход щих газов, на трубопроводе перед эжектором абсорбера и на трубопроводе дл  отвода декантированного газообразного субстрата, перед эжектором побудител  расхода установле - ны один за другим по ходу движени  газа циклон дл  отделени  капель жидкости и туманоуловитель дл  отделени  аэрозольных частиц, при этом десорбер снабжен теп- лообменником, установленным на трубопроводе дл  отвода дегазированной жидкости, или представл ет собой градирню с воздуходувкой.