Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1983 года по МПК C12M1/00 

Предлагаемый аппарат относится микробиологической промышленности, именно к. аппаратам для выращиваия микроорганизмов.

Известен аппарат для выращивания икроорганизмов, содержащий две .ертикальные емкости, сообщающиеся ежду собой в верхней и нижней астях, в одной из которых соосно й расположено проточное цилиндриеское устройство, под которым установлен патрубок для принудительной подачи газа на аэрацию Cl3Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, содеращий, вертикальную .емкость,разделенную горизонтальными перегородками на сообщающиеся между собой при помощи конических патрубков, установленных соосно и с зазором, секцикГ, и циркуляционную систему с насосом и трубопроводом 2.

Однако визвестных аппаратах не используется полностью рабочий объем ля процесса массообмена, требуются значительные удельные затраты энергии, связанные с низким коеффициентом полезного действия эжекционных устройств.- .

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикально установленную емкость, внутри которой расположены зоны восходящего и нисходящего потоков, разделенные перегородкой., барботеры размещенные в нижней части емкости в указанных зонах,- и патрубки для подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта и отработанного газа З.

Недостатком известного аппарата является низкий объемный коэффициент массообмена в зоне нисходящего по- . тока, обусловленный ограниченным расходом воздуха и малой скоростью жидкости.

Цель изобретения - увеличение объемного коэффициента массообмена и таким образом удельной производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для выращивания микроорганизмов, содержащем верти« кально установленную емкость, внутри которой расположены зоны восходящего и нисходящего потоков, разделенные перегородкой, барботеры, размещенные в нижней части емкости в указанных зонах, и патрубкидля подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта иотработанного газа, в зоне нисходящего потока поярусно установлены обечайки, выполненные в виде усеченных конусов , обращенных большими основаниями вверх и жестко соединенных со стенкой емкости и перегородкой и служащих для создания струйного течения газожидкостной смеси, при этом обечайки в верхней части имеют отвестия с клапанами для перетока газа.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый аппарат, вертикальный разрез; на. фиг. 2- - узел J на фиг. 1

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит вертикально установленную емкость 1, внутри которой расположены зоны 2 и 3 восходящего и нисходящего потоков; разделенных перегородкой 4. В нижней части емкости 1 в указанных зонах размещены барботеры 5 и б, в которы через патрубок 7 подается сжатый газ, Емкость 1 имеет в нижней части патрубок 8 для подвода культуральной жидкости и патрубок 9 для отвода готового продукта,, а в верхней части - патрубок 10 для отвода отработанного газа. При зтом патрубок 8 расположен над барботером 5, а патрубок 9 - под барботером 6. В зоне 3 поярусно установлены обечайки 11, выполненные в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями вверх и жестко соединенных со стенкой емкости 1 и перегородкой 4, и служащих для создания струйного течения газожидкостной смеси. Обечайки 11 в верхней части имеют отверстия с клапанами 12 для перетока газа. Для отвода тепла, выделяющегрсЯ в .процессе роста микрорганизмов, емкость 1 имеет рубашку 13с патрубками для подвода и отвода хладоагента (не показаны).

Аппарат работает следующим образом.

В емкость 1 через патрубок 8 залвается культуральная .жидкость до уровня, которьгй должен находиться в пределах 0,7-0,8 высоты перегородки 4, и засевается культура микроорганизмов. По мере заполнения аппарата жидкость, находящаяся в зоне 3 нисходящего потока, свободно проходит через центральные отверстия обечаек 11, а газ, находящийся между обечайками 11, стенкой емкост 1 и перегородкой 4, стравливается через отверстия с клапанами 12. После достижения культуральной жидкостью указанного уровня включается подача газа в барботеры 5 и 6. В зоне 2 восходящего потока происходит насыщение жидкости газом,, плотность газожидкостной смеси постепенно уменьшается, и, следовательно, растет ее уровень, достигая верхней кромки перегородки 4, газожидкостна смесь начинает переливаться через нее в зону 3 нисходящего потока, при этом клапана 12 закрываются. Одновременно с этим в зоне 3 под первой по ходу газа обечайкой 11, между обечайкой, стенкой емкости 1

и перегородкой 4 образуется газовая подушка, в которой за счет непрерывно поступающего из барботера б газа постепенно увеличивается давление, жидкость под газовой подушкой частично выдавливается в зону 2, освобождая нижнюю кромку обечайки 11, в результате чего образуется поверхность контакта газа с ранее затопленной струйкой жидкости. Одновременно с этим -избыток газа стравливается через отверстия с клапанами 12, открывая их. Аналогичный процесс происходит в каждом ярусе обечаек 11. Образовавшиеся струи создают пониженное давление вокруг себя и тем самым эжектируют окружающий их газ, обеспечивая многократную циркуляцию его в культуральной жидкости. На транспортировку и дробление газа затрачивается, приблизительно 20% потенциальной энергии жидкости, остальная же энергия .расходуется на интенсивное перемешивание газожидкостной смеси. Отработанные газы отводятся через

патрубок 10. После стабилизации процесса аэрации и достижения оптимальной концентрации микроорганизмов аппарат, переводится на непрерывную работу, при этом через патрубок 8 подаются питательные вещества, а готовый продукт отврдится через патрубок 9.

Таким образом, благодаря созданию

0 струйного течения газожидкостной смеси в зоне нисяодящего потока с помощью поярусно установленных обечаек, выполненных в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями вверх и снабженных отверстиями с клапанами, за счет использования потенциальной энергии поднятой жидкости происходит многократное эжектирование газа и интенсивное переQ мешивание газожидкостной смеси в.

каждом ярусе, что позволяет увеличить объемный коэффициент масообмена и таким образом повысить удельную производительность аппарата,Примерно

с на 13%. ,

. АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикально установленную емкость, внутри которой расположены зоны восходящего и нисходящего потоко разделенные перегородкой, барбот ШЯ5059 А зеи с 12 м 1/00 ,.,. r$f .::--.-размещенные в нижней части емкости в указанных зонах, и патрубки для подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта и отработанного газа, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения объемного коэффициента массробмена и таким образом у дельной про- . изводительности аппарата, в зоне нисходящего потока поярусно установлены обечайки, выполненные в виде усеченных конусов, о,бращенных большими основаниями вверх и жестко соединенных со стенкой емкости Иперегородкой и служащих для создания струйного течения газожидкостной смеси, при этом обечайки в верхней части имеют отверстия с клапанами для перетока газа.