SU1751192A1

SU1751192A1 - Аппарат дл выращивани микроорганизмов

Info

Publication number: SU1751192A1
Application number: SU904859747A
Authority: SU
Inventors: Иннокентий Александрович Мельников; Ольга Николаевна Буданова; Лазарь Борисович Доросинский; Василий Львович Борисов
Original assignee: Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения
Priority date: 1990-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Использование: микробиологическа промышленность, производство кормовых дрожжей, витаминных концентратов и других продуктов микробиологического синтеза Сущность изобретени : аппарат содержит емкость с технологическими патрубками и внешние циркул ционные трубы, подключенные к нижней и верхней част м емкости, снабженные встроенными аэраторами и коллекторами дл подвода к ним воздуха Верхн часть емкости выполнена расширенной, а нижн - суженной, при этом высота нижней части равна 0,5-0,9 общей высоты емкости, а циркул ционные трубы выполнены также из двух частей, верхней, расширенной, в которой размещены вертикальные параллельные перегородки дл разобщени восход щего газожидкостного потока, и нижней, суженной , в которой размещены аэраторы, причем отношение общего объема труб к нижней части емкости составл ет 0,25-10 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам дл выращивани микроорганизмов , и предназначено дл использовани на предпри ти х по производству кормовых дрожжей, белково-витаминных концентратов и прочих продуктов микробиологического синтеза.

Известен большой класс аппаратов дл выращивани Чшикроорганизмов, выполненных в виде цилиндрической емкости,содержащей циркул ционные трубы, размещенные внутри емкости или вне емко сти, сообщенные с верхней и нижней частью емкости.

Известен аппарат дл выращивани микроорганизмов, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость, расположенную в придонной части, систему аэраторов с коллектором и воз духо под вод щей трубой

и над аэраторами, рассредоточенные по окружности циркул ционные трубы.

Основным недостатком такого аппарата вл етс то, что размещенные внутри емкости циркул ционные трубы, аэраторы, коллекторы , воздуховоды, вводы питани вместе с элементами их креплени : стойками , раст жками, кронштейнами очень сильно загромождают внутреннюю полость емкости - создают множество застойных, теневых мест, затрудн ющих аэрацию куль- туральной среды.

С другой стороны на всех элементах внутренних устройств скапливаютс и оседают при сливе среды микроорганизмы, что затрудн ет промывку аппарата и поддержание асептических условий, что приводит к заражению среды, срыву технологического процесса, увеличивает количество остановок и в конечном счете снижает производительность оборудовани ,

Более выгодной с точки зрени эксплуатационных качеств вл етс конструкци ферментатора с внешними циркул ционными трубами, с аэрирующими устройствами, расположенными в циркул ционных трубах . Данный аппарат представл ет собою цилиндрическую емкость, с внешними циркул ционными трубами, нижние концы которых сообщены с придонной частью емкости, а верхние выведены выше крыши и заведены в емкость сверху, Воздухопод- вод щие трубы расположены внутри циркул ционных труб. Аэраторы расположены в нижней части циркул ционных труб и выполнены в виде заглушенной с торца трубы с продольными щел ми по образующей дл выхода воздуха. Верхние концы воздухо- подвод щих труб подсоединены к коллектору , размещенному на крыше емкости. На воздухоподвод щих трубах закреплены перфорированные витки шнека.

Основным недостатком данного аппарата вл етс то, что аэрируемый объем жидкости, заключенный в циркул ционных трубах, очень мал по сравнению с неаэрируемым объемом заключенным в емкости.

Данный недостаток усугубл етс тем, что высота подъема аэрированной жидкости в циркул ционных трубах всего на 0,4 более высоты сло жидкости в емкости при максимально достижимом газосодержании пор дка 50% например, при выращивании дрожжей на гидролизатах древесины.

Откуда следует, что дл обеспечени большей высоты подъема необходимо держать в емкости большее заполнение, что невыгодно.

При большом объеме неарируемой зоны , расположенный в емкости, большое количество микроорганизмов будет испытывать дефицит в кислороде, в услови х которого жизненные процессы микроорганизмов замедл ютс , угнетаютс и микроорганизмы перестают размножатьс и наращивать биомассу.

Цель изобретени заключаетс в повышении производительности за счет более полного насыщени культуральной среды газом и стерильности при подготовке аппарата к технологическому циклу.

Поставленна цепь достигаетс за счет того, что, верхн часть емкости выполнена расширенной, а нижн суженной, при этом высота нижней части равна 0,5-0,9 общей высоты емкости, а циркул ционные трубы выполнены также из двух частей, верхней расширенной, в которой размещены вертикальные параллельные перегородки дл разобщени восход щего газожидкостного потока и нижней, суженной, в которой размещены аэраторы, причем соотношение общего аэрируемого объема труб к нижней части емкости составл ет 0,25-10.

Аэраторы выполнены в виде сигарообразных полых тел с перфорированной стенкой установленных по продольной оси циркул ционных труб и сообщенных с коллектором .

По другому варианту поставленна цель

также достигаетс за счет того, что аэраторы представл ют собою р ды отверстий, выполненных в стенке нижней части циркул ционных труб общей с коллектором.

На фиг. 1 изображен аппарат дл выращивани микроорганизмов, продольный разрез; на фиг, 2 - аэратор, выполненный в виде сигарообразного полого тела с перфорированной стенкой, установленного по оси циркул ционной трубы; на фиг 3 - аэратор,

выполненный в виде нескольких р дов отверстий в стенке нижней части циркул ционных труб, общей с коллектором; на фиг 4 - то же, поперечный разрез.

Аппарат дл выращивани микроорганизмов содержит емкость 1. нижн часть 2 которого выполнена суженной до высоты 0,5-0,9 общей высоты емкости 1. По окружности нижней части 2 емкости 1 размещены внешние циркул ционные трубы 3, нижние

концы 4 которых сообщены с нижней частью 2 емкости 1, а верхние концы 5 присоединены к низу верхней расширенной части б емкости 1. В нижних концах 4 циркул ционных труб 3, общий суммарный объем которых составл ет от 0,25 до 10 объемов нижней части 2 емкости 1, размещены аэраторы 7, представл ющие собою сигарообразные полые тела снабженные перфорацией 8 и каналами 9 и сообщенные

с коллектором 10 дл подаваемого на аэрацию воздуха.

Аэраторы 7 могут быть выполнены также в виде нескольких р дов отверстий,просверленных в стенке нижней части 4

циркул ционных труб 3, общей с коллектором 15, выполненным в виде короба, охватывающего емкость 1,

Участки циркул ционных труб 3, расположенные над аэраторами 7, расширены и

разобщены на параллельные ходы 11 с помощью трубообразных вертикальных параллельных перегородок 12 и поперечных перегородок 13. Кроме того, емкость 1 снабжена необходимыми штуцерами дл ввода компонентов питани , отбора культуральной жидкости с биомассой, сброса отработанных газов, установки приборов КИП и др.

Аппарат дл выращивани микроорганизмов работает следующим образом

Перед пуском аппарата в работу внутреннюю полость его промывают водой с помощью моечных головок, расположенных в верхней части, и дезинфицируют специальными дезинфицирующими растворами, пропуска их через те же моечные головки. Благодар тому, что полость аппарата максимально освобождена от металлоконструкций: стоек, раст жек, кронштейнов, коллекторов и пр., обеспечиваетс высокое качество промывки, вл ющеес основным условием стабильной безостановочной работы . Посторонн микрофлора, менее требовательна к услови м культивировани в услови х ферментационкых процессов, развиваетс очень бурно и, облада антибиотическими свойствами, подавл ет рост культурных микроорганизмов, из-за чего приходитс прерывать технологический процесс, сливать культуральную среду и проводить внеочередную промывку и дезинфекцию . Качество мойки и дезинфекций в процессах ферментации имеет исключительное значение. В данном случае благодар тому, что конструкци максимально соответствует услови м мойки, обеспечиваетс высокое качество промывки и дезинфекции .

После промывки и дезинфекции аппарат заполн ют питательной средой, засевают чистую культуру микроорганизмов и включают подачу воздуха на аэрацию. Пузырьки воздуха, выход из отверстий 8 аэра- торов 7, устремл ютс вверх по циркул ционным трубам 3, увлека жидкость , создают восход щий поток. Благодар обтекаемой перфорированной конструкции аэраторов 7, установленных по ос м циркул ционных труб 3, обеспечиваетс высока дисперсность дроблени воздуха при минимальном гидравлическом сопротивлении. Благодар тому, что участки 5 циркул ционных труб 3, наход щиес над аэраторами, разбиты на параллельные ходы 11с помощью трубообразных перегородок 12, газожидкостный поток, возникающий над аэраторами 7, идет по этим ходам 11. Така конструкци устран ет коалеСцен- цию (сли ние) пузырьков. Кроме того, при движении пузырьков около стенок перегородок 12 создаетс пристенный эффект трени и перекатывани пузырька по стенке, благодар чему происходит интенсивный

обмен поверхности пузырьков и интенсивность массообмена возрастает. Далее газожидкостный поток, выход из ходов 11, стекает по конусной поверхности верхней

5 расширенной части 6 емкости 1 в нижнюю часть 2 емкости 1, откуда всасываетс в нижние концы 4 циркул ционных труб 3, образу таким образом контуры циркул ции. Таким образом, благодар сужению

0 нижней части 2 емкости 1 и сокращени до минимума неактивной зоны, а также благодар созданию условий дл более полного насыщени культуральной среды газом в активной зоне-циркул ционных трубах 3 - пу5 тем создани раздельных ходов 11 и повышени стерильности подготовки аппарата к технологическому циклу достигаетс повышение производительности.

Claims

1. Аппарат дл выращивани микроорганизмов , содержащий емкость с технологи- ческими патрубками и внешние циркул ционные трубы, подключенные к

5 нижней и верхней част м емкости, снабженные встроенными аэраторами и коллекторами дл подвода к нй Шоздуха, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности зё счет более полного

0 насыщени культуральной среды газом и повышени стерильности подготовки аппарата к технологическому циклу, верхн часть емкости выполнена расширенной, а нижн суженной, при этом высота нижней

5 части равна 0,5-0,9 общей высоты емкости, а циркул ционные трубы выполнены также из двух частей, верхней, расширенной, в которой размещены вертикальные параллельные перегородки дл разобщени вос0 ход щего газожидкостного потока, и нижней, суженной, в которой размещены аэраторы, причем соотношение общего объема труб к нижней части емкости составл ет 0,25-10.

5

2. Аппарат поп, 1,отличающийс тем, что аэраторы представл ют собой сигарообразные полые тела с перфорированной стенкой, установленные вертикально по продольной оси циркул ционных труб.

0

3. Аппарат по п. 1,отличающийс тем, что аэраторы представл ют собой р ды отверстий, выполненных в стенке нижней части циркул ционных труб с коллектором.

Отработан Htie gffj6/

Фиг f

15

Фаг.з