Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1983 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к оборудованию для микробиологической про1«ыш ленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов с вибра ционной системой перемешивания куль туральной; среды, и может быть испол зовано в пигаевой,фармацевтической и химической промышленности. Известен аппарат дл) выращивания Микроорганизмов, содержащий емкост вертикальный цилиндрический стакан, pa3Meme:iHHft внутри емкости и имеющи В стенке по высоте кольцевые щели, вертикальный шток, установленный по оси стакана с возможностью возвратно-поступательного движения по вершкали, перфорированные диски, закрепленные на iuTOKe и размещенные по его высоте Ij. Недостатком аппарата является слабое поперечное перемешивание, онижающее эффективнбсть массообмена Наиболее близким к изобретению является аппарат для выращивания ми роорганизмов содержащий колонную емкость, разделенную по высоте гори зонтальными перфорированными перегородками, закрепленными Ма стенке. емкости, вертикальный шток, установ ленный по оси емкости с возможность возвратно-поступа-ельного движения по вертикали, диски с коническет/ш отверстиями, укрепленные на щтоке и размещенные по его высоте между перегородками, аэратрр расположенн в нижней части емкости, пенозаборник, установленный в верхней части емкости и соединенный трубопроводом с .нижней частью емкости 2. Недостатком аппарата является отсутствие направленного поперечног перемегоивания, что приводит к кизкой удельной производителькости аппарата. Цель изобретения повышение удельной производительности аппарата Цель достигается тем, что в аппарате, содержащем колонную емкость разделенную по высоте горизонталън№/1и перфорированными перегородками закрепленными на стенке емкости, вертикальный шток,- установленный по оси емкости с возможностью возвратно поступательного движения по вертикали, диски с коническими отверстиями, укрепленные на штоке и размещенные по его высоте между перегородками, аэратор, расположенный в нижней части емкости, пенозаборник, установленный в ее верхней части и соединенный трубопроводом с нижней частью емкости, отверстия дис ков имеют угол конусности 60-90°, при этом отверстия в центральной час ти диска обращены меньшим основанием конуса вниз, а в периферийной части диска - вверх, На фиг. 1 схематично показан аппарат, вертикальный разрезу на фиг. 2 - узел 1 на фиг„ 1; на фиг.З разрез А-Л на фиг 2 ча фиг. 4 - узел П на фиг, 2, .Аппарат для выраишвания микроорганизмов содержит колонную емкость 1, разделенную по высоте на секдии горизонтальными перфорированными.перегородками 2, закрепленными на стенке емкости. По оси емкости установлен вертикальный шток 3 с возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали. На штоке закреплены и размещены между перегородками диски 4, имеющие конические с углом конусности 60-90 отверстия 5„ При этом отверстия в центральной части диска направлены меньшим основанием конуса вниз, а в периферийной части - вверх, Ei нижней части емкости размещен аэратор б, а в верхней части над предполагаемым уровнем жидкости установлен пенозаборник 7, соединенный трубопроводом 8 с нижней частью емкости через эжектор Эр установленный в линии рециркуляции культуральной среды. Линия рециркуляции включает также насос 10, теплообменное устройство 11, связанные трубопроводом 12, и имеет трубопровод 13 для отводе готового продукта Аппарат имеет штуцера 1416 соответственно для ввода свежей питательной среды, подачи воздуха на аэрацию и отвода, отработанного воздуха о Аппарат работает следующим образом. Воздух из аэратора 6 проходит из нижней части емкости 1 в верхнюю через культуральную жидкость,- заполняющую аппарат, подвергаясь диспергирующему воздействию перфорированных перегородок 2, закрепленных на стенке емкости, и перфорированных дисков 4, закрепленных яа штоке 2 и совершающих вместе с ним возвратнопоступательное движение по вертикали. Свободное сечение дисков 4, снабженных коническими отверстиями 5, составляет 20-40U площади попереч ного сеченр1я аппарата, а площадь кольцевого зазора меж.цу дисками 4 и стенкой емкости 1 составляет 1,62 ,.5% площади сечения аппарата. Так как диски 4 снабжены коническими отверстиями 5 г обращенными в центральной части диска менычим основанием конуса вниз, а в периферийной части - вверх, то при движении дисков в жидкости гидравлическое сопротивление их периферийной и центральной частей различно. При конусности отверстия 5 в пределах 60-90 гидравлическое сопротивление его протоку жидкости в направлении от большего основания конуса к меньшему на 30-35 % меньше, чем при протоке жидкости в обратном направлении. Поэтому, в данном случае, при движении дисков вверх гидравлическое сопротивление их центральной части меньше гидравлического сопротивления периферийной части, и, вследствие этого, жидкость над дисками движется от периферии к центру, а под диском жидкость движется ;от центра к периферн.и ( показано |стрелками на фиг. 2). При двихсении дисков вниз направление радиального перемещения жидкости над дисками 4 и под ними изменяется на обратное.

Таким образом, в каждой секции аппарата создается поперечное перемешивание.

Перфорированные перегородки 2 вьтолняют роль секционирующих перегородок, исключающих обратное продольное перемешивание между секциями, что позволяет достичь высокой средней движущей силы процесса I массопере носа.

Для обеспечения условий эффектив ного пеногашения и увеличения степени использования реакционного объема емкости в сочетании с дополнительным аэрированием рециркулируемой культуральной жидкости пеноз5 .борник 7 соединен трубопроводом 8 с эжектором 9, установленным на линии рециркуляции. При протекании культуральной жидкости через эжектор в нем создается пониженное давление и пена с воздухом из пенозаборника 7 по трубопроводу 8 поступает в эжектор 9 и образующаяся газожидкостная смесь подается в нижнюю часть емкости 1.

0

Поддержание необходимого температурного режима процесса культивирования осуществляется в теплообменнике 11.

Предлагаемый аппарат позволяет

5 за счет сочетания гидродинамического режима идеального перемешивания в каждой секции с режимами идеального вытеснения вдоль емкости интенсифицировать процесс массообмена, а пу0тем эффективного пеногашения увеличить степень использования объема аппарата и дополнительно аэрировать рециркулирующую культуральную жидкость, что увеличивает производи5тельность аппарата.

Годовой экономический эффект от использования одного аппарата объемом 36 м составит примерно 8 тыб.ч руб.

АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ,,содержащий колонну емкость, разделённую по высоте горизонтальными перфорированными Г--ЕП: jii - i jEtE перегородками, закрепленными на стенке емкости, вертикальный шток, установленный по оси емкости с возможностью возвратно-поступательного движения по вертикали, диски с коническими отверстиями, укрепленные на щтоке и размещенные по его высоте между перегородками, аэратор, pagiположенный в нижней части емкости, пенозаборник, установленный в ее верхней части и соединенный трубопроводом с нижней частью емкости, отлич ающийся тем, что, с целью повышения удельной производительности, отверстия дисков имеют угол конусности 60-90, при этсм отверстия в центральной части диска обращены меньшим основанием конуса О) вниз., а в периферийной части диска вверх.

(J}ut.3

Фиг.4