Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК C12M1/06 

о:)

О

со

О5

Изобретение относится к ферментавдо1шому оборудованию и может быть иепользовано р микробиологической, химической и медшщиской промышле1шости, а также в научио-иссяедовательской практике.5

Известны аппаратуры с самовсасывающей турбиной, заключенной в коллектОр-дйффуЗор Я расположенной на валу герметичного привода 11.

В известном аппарате турбина жестко фик-10 сирована на валу герметичного npireona к . при вращении образует центробежные потоки жидкой среды с образованием по оси эра- щения глубокой ворошен, что С1шжает насыщение Жидкости газом, за счет сепарации 5 газа из жидкости. Коллектор, жестко закрепленный в емкости, также способствует не З еличенйго, а снижешпо насыщения жидкости газом вследствие органйзацшг строго определенного направления газожидкосгаого потока. 20 В результате плохого насыщегшя жидкости газом снижается массообмен в фермегггере и его производительность.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат дпя выращивания микроорганиз- 25 мов, содержащий щшшщрический корпус, перемешивающее и- аэрирзгющее устройство, состоящее из статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастного ротора, установленного на валу, патрубки для подвода воздуха, питательной среды и отвода отработанного воздуха и биомассы Я привод вала, раамеще1шый вне корпуса 12).

Над верхним шшравля101Щ м дгкком статоа размещен патрубок дня подвода воздуха. 5 Кроме того, этот диск и втулка лопастного ротора имеют отверстия для подсоса воздуха. Между атулкой и нижним налравляюишм даском статора 1шеются отверстия для ввода жидкости в перемешивающее и азрируюедее устройство. Последнее расположено на ндаснем конце приводного вала, а на верхнем установлен центробежный пеногаситель.

Принудителмшш .ввод аэрирующего газа в полость стаТорз приводат к сильному вшени ванию культуральной жидкости, для разрушения- которой требуется механическое гащение. Установка пеногасителя в верхней части ферментера значительно снияает козффидаент запол нения объема ферментера. .50

Целью изобрете шя является повышеше козффициента заполнеш1Я рабочего объема kopпуса ащгарата и повыщения, таким , удельной производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в 55 аппарате для выращивания микроорганизмов, содержащем цилиндрический корпус, перемешивающее.и аэрирующее устройство, состоящее из статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастного ротора, установленного на валу, патрубки дпя подвода воздуха, и отвода отработанного и биомассы, и привод вала, размещенный вне корпуса, на валу укреплены т юдольные направляющие пластины, Я лопастный ротор смонтирован при помощи втулки на указанньсх пластинах с возможность перемещения со&местно со статором вдоль вала, яри этом статор снабжен поворотными соплами Лаваля для создания реактивной силы.

На фиг. 1 схематично изображен предложен ный аппарат, продольный разрез; на Фиг. 2 - разрез -А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Аппарат содержит герметичный цилиндрический корпус 1, перемащивающее и азрирующее устройство, состоящее из статора 2, образованного направляющими дисками 3 и 4, связанными винтами 5, и размещенного внутри него лопастного ipoTopa 6, установленного на валу 7, патрубки 8-10 для подвода BO3jQQrxa, отвода отработанного воздуха и биомассы и привод 11 вала, размещенный вне корпуса.

На валу 7 укреплены с помощью винтов 12 и фиксаторов 13 продольные направляющие пластины 14.

Лопастной ротор 6 смонтирован при помощи втулки 15 на указанных пластинах с возможностью перемещения со статором вдоль вала.

Направляющие диски 3 и 4 статора 2 выполнеш в виде усеченных конусов, обращенных меншшми основаниями к крыщке и имеющих патрубки 16 для подсоса в лопастной ротор жидкости, газа и пены.

Статор 2 снабжен соплами Лаваля 17 дпя создания реактивной силы, прикрепленными снаружи к направляющим дискам 3 и 4 и фиксируемыми при помощи резиновых манжет 18.

В нижней части корпуса 1 над днищем, установлен; барботёр; 9 для подвода воздуха. Корпус снабжен теплоо&иенной рубащкой 20.

Ашарат работает следзтощим образом.

В рабочем состоянии корпус I заполнен культуральной жидкостью до уровня, обеспечивающего свободный выход из него азрирующего воздуха.

Сопла Лаваля 17 направлены к днищу корпуса. Црн помощи привода 11 вал 7 приводится во вращение, которое через жестко закршле шые на нем направляюпше пластины 14 передается втулке 15 и жестко связанному с ней лопастному ротору 6, который свободно расположен в статоре 2. ВраuteuMe лопастного ротора 6 создает центробежную силу, которая образует проток культуральной жидкости через патру&си 16, статор 2 и сопла Лаваяя 17.

Истекая из последних, культзфальная яеидкость образует струи, которые обладая реактивной силой, подиимают статор 2 с закрепленным на втулке 15 лопастным ротором по направдяюшим пластинам 14.

При достижении уровня культуральной жидкости верхним патрубком 16, статсфа 2 воздух шш пена, образуюощяся в процессе культивирования, прокашгаается лопастным ротором 6 через псшость статора .2 и сопла ДЬваля 17. В момент захвата или воздуха реактивная сапц сфуй, вытекающих из указанта сопел шщае и статор 2 вновь погружается в {сульгуральнук) жидасоста.

Таким образом, в приповерхностном слое жидкости, а точнее на уровне раздела фаз жиюсос -воздух или,жидкость-пена, осуoiecteiteefce перемещение статора 2 по вшравцявшшм imacnfflBM 14, irro позволяет при наЛИ1Ш0 оепы {фокачивап) ее лопастным ротором б еэ екаор -2 и сопла ХЬваля 17, одновреме1в1о разрушая и предотвращая увелачение ее урошш в корпусе 1.

Для обеспечения шсыщешя 1шслородом воэдуха 1сультзг{яльн(ж жидкости через барботер

19 подают воздух, который забирается через нижннй патрубок 16 статора 2, дисперп111уется в культурапьной жцдкости лсяостиым ротором

j 6 и через сопла Жваля выбрасывается ОбрпI но в культуральную жидкость.

Для создания различных гищюдинамических воэд ствий на ку}п турвльную жидкостьсопла ЛЬваля 17 имеют возможность поворота в спторе 2 с фиксацией их положения с помощью уплоткпельных манжет 18.

Для обпепеиия подьема статора 2 п {мботе лопастного ротсфа на малых оборотах достаточно умеиышпь угол наклона направляюцфос пластин 14 и фиксатора 13. . В предложенном аппарате перемещивающее н а жрующее устройство в аппарате выполняет функцию устройства для пеногашения, что позволяет высвободить полешый обьем аппарата,, увеличить его за1рузку н, тем самым повысить удельную производительность.

Плавающее перемецшвающее и аз{Жрующее устройство в аппарате позволяет расашрить диапазон его использования, капртмер, при трансформации органических соединений с 8спо;аз(жан11ем гигроскопичных cyCkn ieTOB, которые в нерастворенном состоянии о язуют пешую суспензию кристаллов. Bosffyx фиг.1

АШ1АРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МЙКРООИАНИЗМОВ, содержащий циливдрическ корпус, перемешивающее и аэрирующее устройство, состоящее из статора, образованного направляющими дисками, и размещенного внутри него лопастногр ротора, установленного на валу, патрубки для подвода воздуха и отвода отработанного воздуха и биомассы k привод вала, размещенный вне корпуса, отличающийся тем, что, с целью повьпиения коэффищ1ента заполнения рабочего объема корпуса аппарата и повьпиения таким образом удельной производительности, ла валу зпкреплены продольные направляющие пластины, а лопастной ротор смонтирован при помощи втулки на указанных пластинах с, возможностью перемещения совместно со статором вдоль вала, при этом статор снабжен поворотными соп-лами Лаваля для создания реактивной силы. (Л с: