Предметом изобретения является юсоб обработки гидролизатов, пи1те.;1ьных сред и микробных суспен1Й, в частности, при производстве 5кцин из культур патогенных бакрий, а также устройство для осуествления способа. Отличительная особенность споi6a, основанного на изготовлении и .гращивании бактерий глубинным 2ТОДОМ в ферменторах-реакторах, включается в том, что готовый гид1лизат вытесняют из реактора атым воздухом или посредством куума и непрерывным потоком в сепаратор. После этого остлсппый и обезжиренный гидролит самотоком или посредством паса отводят в реактор для приговления и варки питательной ср,е1 (бульона), которую после обогагния химикатами и экстрактами в рячем состоянии вытесняют из ретора сжатым воздухом или поедством вакуума и непрерывным током подают в сепаратор. Из сератора после осветления питательную среду под напором, создаваемым насосным устройством сепаратора, непрерывным потоком отводят в посевной реактор для стерилизации среды, выращивания и умертвления бактерий, а готовую микробную суспензию подают в сепаратор для извлечения микробных тел.
Известные сепараторы для осветления гидролизатов, состоящие из жидкостной сверхцентрифуги с расположенными в барабане конусными тарелками параллельной тонкослойной сепарации, гидравлического механизма для центробежной выгрузки уплотненного осадка, механизма автоматического управления цикличностью сепараторного процесса и двухгруппового пакета сепарирующих тарелок, не предупреждают выброс из барабана осветленного гидролизата и отсепарированного жира.
Этот недостаток устранен в описываемом устройотве, выполненном в виде сепаратора для осветления гидролизатов, посредством того, что
рагипложсииыо в б.чрабаис каналы л,-|я перетока жидкости с одной грзппы T.-ipivioK па другие снабжены об)сЧМ1ым к.ганаиом, нерскрыпаloiniiM сопбнкчше ccMiapauH-, odiibfMii камерами. В ссмыраторс для осветления нитательнон среды нод осионмиием барабана расноложена кам(ра. еоели 1снная отверстием с каждой парой сепарационных нолостеи. дно которой образует диск с центральным отверстием диаметром менее диаметра нараболоида вращения питательной среды в барабане при рабочем числе его оборотов. В сепараторе д.чя извлечения микробных тел из микробных суспензий п центре барабана расположена раснреде.пггельная труба с гладкими конусными у основания стенками, соединенная каналами с наиболее удаленными от оси вращения сепарационными лопастями.
Такая конструкция устройства для осуществления способа дает возможность предупреждать выброс из барабана осветленного гидролизата и отсепарированного жира, обеспечить самослив при остановке сверхцентрифуги оставщейся в барабане жидкости, а также наибольшее уплотнение осадка и предупредить возможность осадки микробных тел на малых радиусах вращения с низким статическим давлением жидкости.
На фиг 1 изобрал ено устройство сепаратора для осветления гидролизатов; на фит. 2-упрощенное устройство барабана сепаратора для освс тления обезжиренного гидролизата; на фиг. 3 - устройство сепаратора д.гя осветления питательной среды; на фиг. 4 - устройство сепаратора д.тя извлечения микробных тел из микробных суспензий.
Готовый гидролизат после окончания реакции гидролиза вытесняется сжатым воздухом из реактора и непрерывным потоком подается в барабан сепаратора (фиг. 1) для осветления гидролизатов .
Подлежащий сепарированию продукт, пройдя через предохранительный фильтр /, служащий для улавлирания чре: мерно крупных частиц или случайно попавщих предметов, по питающей трубке 2 равномерной струей непрерышго поступает во раг)1ающийся барабан и направ.тяется распределительной тарелкодержателя 3 по каналам 4 последнего в шламовое пространство 5. В шламовом пространстве основная масса н наиболее крупной взвеси под дейстпием центробежной силы осаждается на периферии барабана и скапливается у общего Основания двух опрокинутых конусов, образуемых поршнем б и крышкой 7 барабана.
Далее поток жидкости проходит через пакет тарелок 8 первой сепарационЛой камеры, устремляясь параллельными тонкими струями к оси вращения при точно установленном для данной смеси ламинарном режиме потока. Наиболее мелкие частицы тяжелой взвеси, захватываемые потоком жидкости, попадают в межтарелочные пространства rtaкета.
Осветление гидролизата под действием центробежных сил, возникающих в процессе вращения барабана, интенсифицируется благодаря сокращению пути осаждающих частей взвеси (уменьшение высоты отстойника), разделением потока сепарируемой смеси на тонкие слои определенной величины с определенным углом наклона к оси вращения, зависящие от дисперсности и физико-химических свойств перерабатываемого продукта.
Попавшие в межтарелочное пространство частицы взвеси подвергаются действию двух сил, из к-оторых одна направлена радиально к периферии барабана (осаждение по закону Стокса), а другая влечет частицы вместе с потоком к наружным каналам 9 тарелкодержателя -. Равнодействующая скоростей направлена вверх к внутренней поверхности верхней тарелки. Наклон этой равнодействующей меняется в процессе продвижения частицы в глубь межтарелочного пространства в зависимости от изменяющегося соотпо11(ния величин обеих составляюших.
Оседающие на внутренней поверхности каждой верхней тарелки первой сепарационной камеры мельчайшие частицы образуют крупные сконлеиия тонкого шлама, которые подвергаются действию си,1Ы, направлсмиой к периферии барабана, Таким образом, после установления сепарацнонного режима в межтаре.ючном пространстве образуются два потока, идущих в двух противоположных направлениях. Поток осветляющегося гидролизата стремится к оси вращения барабана, а поток осажденных мелкпх частиц вэвсси стремится против этого потока к шламовому пространству 5, где прясоедипяется к ранее осевшим на периферии паиболее крупным частицам.
На верхнюю тарелку пакета первой сепарациопной камеры помещен малый тарелкодержатель W с каналами //, соединяющимися с наружггыми каналами 9 тарелкодержателя ,L Благодаря наличию уплотните.пзиой прокладки 12 смесь осветлепия гидролизата с жиром может под влиянием центростремительного напора выходить из первой сепарационной камеры только по каналам // и входить в «сливочные отверстия 13 пакета тарелок 14 второй сепарационной камеры через отверстия /5 малого тарелкодержателя. «Сливочные отверстия 13 тарелок 14 расположены на радиусе, соответствующем нейтральному слою смеси (осветленный гидролизат + жир), полученной в результате сепарации в первой камере. Угол наклона и межтарелочный зазор второго пакета тарелок выбираются с учетом физических свойств уномянутой жидкой смеси.
, как более легкая фракция, оттесняется к оси вращения барабана, поднимается вверх По наружным каналам 16 малого тарелкодержателя и выбрасывается из барабана через отверстие регулировочного винта 17 в соответствующую приемную посуду, в свою очередь, поток гидролизата пронизывает пакет тарелок М, устремляясь параллельными топкими слоями к периферии второй сепарациоииой камеры.
Наиболее мелкие частицы жира, захватываемые ламинарным потоком гидролизата, всплывают к наружной поверхности каждой нижней тарелки второй сепарационной камеры и, образуя в порядке обратном вып1еописапному процессу сепарации п первой камере, встречный поток жира, присоединяются к основной массе жпра в каналах J6. Освет,1еппый и обезжиренный гидролизат по наружной поверхности разделительной тарелки 18 поднимается вверх п выво 1птся через отверстие гравитациоппой шайбы 19 в приемную посуду, раеположеииую под приемником жпра.
Регулировка работы сепаратора, осуществляемая в даппом случае посредством «с.тивочных винтов 17 по легкой фракции и с помощью смеппых гравитационных шайб 19- по средней фракции, практически возможпа по обеим разделяемым жидким-фракциям, путем различных комбинаций таких регулировочных средств как вппты, гравитацпоппые шайбы и колпачки, различной длины ребра на разделительной тарелке и тарелкодержателях.
Процесс осветления и обезжиривания гпдролизата протекает в барабапе бесперебойно до тех пор, пока шламовое пространство 5 первой сепарационной камеры соверщенно заполнится отсепарировавшимся уплотненным шламом.
Выгрузка отсепарироваппого шлама из шламового пространства 5 производится па полном ходу машины посредством гидравлического устройства, применяемого в известных конструкциях шламовых сепараторов. Поршень 6, образующий дно первой сепарационной камеры, вместе с прижатыми к нему, через крыщку 7, гайкой 20 пакетами тарелок 8 к 14 удерживается в крайнем нижнем положении, помимо всей весовой нагрузки, силой пружин 21. При этом, между основанием 22 барабана и крышкой 7, несущей резиновую прокладку 23, этой
жг силой создается необходимое герметичное уплотнение.
Для выгрузки шлама необходимо, прекратив питанне сепаратора гидролизатом, подать в подпоршневую no.iocTb 24 иоду. KOTOfiasi подподнтся снизу по трубе 25 и впрыскивается в основание 22 барабана посредством сопла 26.
Центробежным давлением воды преодолевается нес всех частей барабана, находящихся на поршне 6, и производится дополнительное сжатие пружин 21, которые связывают поршень с основанием барабана, опираясь с одной стороны в дно соOTBCTCTByioiJUix гнезд основания 22 и с другой стороны в гайку штырей 27, закрепленных в поршне. Поршень б с сепарационными камерами поднимается в цилиндре основания 22 барабана вверх, в результате чего между кромкой 28 основания барабана и крышкой 7 образуется кольцевая щель. Через эту щель весь отсепарировавшийся шлам центробежной силой выбрасывается из барабана в специальный приемник с крутым отводным рукавом.
Закрывается барабан автоматически, возвращаясь в исходное положение под действием пружин 21 после того, как впрыснутая порция рабочей воды вытечет из подпоршневой полости 24 через открывшиеся при подъеме поршня отверстия 29 в стенке основания барабана.
Для того, чтобы вместе со шламом из барабана не выбросило, при образовании разгрузочной щели, осветленный гидролизат и отсепарировавшийся во второй сепарациоиной камере жир, отверстия /5 малг.го тарелкодержателя снабжены клапаном 30. При прекращении напора со стороны первой сепарационной камеры в период выгрузки шлама этот клапан 30 перекрывает единственное сообщение между первой и второй сепарационными камерами барабана.
По окончании выгрузки шлама возобновляется питание барабана гидролизатом через трубку 2, и цикл повторяется в том же порядке.
При бо,11,шом объеме производства гидролнзата выполнение и чередование циклов непрерывной работы сепаратора может быть легко полностью автоматизировано посредством известных устройств, например, системы кранов на коммуникациях, переключаемых в определенной последовательности механизмом планитарного редуктора с кулачковыми дисками.
На фиг. 2 изображено упрощенное устройство барабана сепаратора, предназначенного только для осветления обезжиренного гидролизата. Осветленный гидролизат в этом случае выводится из барабана по каналам 3 тарелкодержателя 32 через отверстие 33 в затяжной гайке 34.
Осветленный и обезжиренный гидролизат из приемной посуды сепаратора самотеком или посредством вспомогательного насоса отводят по закрытому трубопроводу в реактор, где производится варка бульона.
Сваренный бульон в горячем состоянии вытесняется сжатым воздухом из реактора и непрерывным потоком подается в барабан второго сепаратора (фиг. 3) для осветления питательной среды. Подлежащий сепарированию бульон по питающей трубке 35 равномерной струей непрерывно подается во вращающийся барабан и, захватываемый ребрами 36, отбрасывается к стенке первой цилиндрической вставки 37. Затем бульон по каналам 38 поступает во вторую концентрическую полость, образуемую первой и второй цилиндрическими вставками 37 и 39.
Наиболее грубые частицы, взвешенные в жидкости, остаются на стенках первой шламовой полости 40. Во второй концентрической полости бульон движется кверху, теряя часть твердых примесей, которые осаждаются на стенках второй шламовой полости 41. Достигнув верха второй цилиндрической вставки, бульон по каналам 42 перетекает в третью концентрическую полость, образованную второй и третьKpofjiioH суспеигмш протекает с той же послодователыюстыо, что и при оспетлеиии бульона, но с увеличенным статическим давлением жидкости на частицы, оседающие на стенках каждой цилиндрической вставки.
После достаточного наконлсиня отделившихся микробных тол в шламовых полостях всех цилиндрических вставок барабана уплотненный концентрат микробных тел собирается со стенок каждой цилиндрической вставки вручную при демонтаже барабана.
Предмет изобретения
1.Способ обработки гидролизатов, питательных сред и микробных суспензий, в частности, нри производстве вакцин из культур патогенных бактерий, основанный на изготовлении и выращивании глубинным методом бактерий в ферменторах-реакторах, отличающийся тем, что, с целью повышения роста бактерий, интенсификации и осуществления стерильного поточного нроцесса тонкослойного сепарирования, готовый гидролизат вытесняют из реактора сжатым воздухом или посредством вакуума и непрерывным потоком подают в сепаратор, после чего осветленный и обезжиренный гидролизат самотеком или посредством насоса отводят,в реактор для приготовления и варки питательной среды (бульона), .которую после обогащения химикатами и экстрактами в горячем состоянии вытесняют из реактора сжатым воздухом нли посредством вакуума и непрерывным нотоком подают в сепаратор, откуда после осветления питательную среду под напором, создаваемым насосным устройством сепаратора, непрерывным нотоком отводят в посевной реактор для стерилизации среды, выращивания и умертвления бактерий, а готовую микробную суспензию подают в сепаратор для извлечения микробных тел.
2.Устройство для осуществления
niOCofiil ПО II, 1, НЫПО.ЧНСШКп и НИЛС
сепаратора для осветления гияро.шзатов, состоящего из жидкостной свер.хцснтрифугн с распо.лс)женнымн в барабане конусными тарелками параллельной тонкослойной сепарацин, гидрав.пнческого механнчма д.1Я цс11Т|)обежно| | ньпруики ун,1отненного осадка, механизма аыоматического упран.ченпя цикличности eenaparoprioro процесса и двухгруппового пакета сепарирующих тарелок, о т . и ч г ю щ е е с я тем, Ч1-0, с целью предупреждения выброса из барабана освет.тенного гндролизата и отсспарированного жира, неположенные в барабане каналы для неретока жидкости с одной группы тарелок на другую снабжены обратным клапаном, перекрывающим сообщения между сепарационными камерами.
3.Устройство по п. 2, выполненное в виде сепаратора для осветления питательной среды, состоящего ил жидкостной центрифуги с расположенными и барабане цч.миндрнческимм всташ амн нос.кловите.ibiioii тонкослойной сепарации, о т .т ичающееся тем, что, с целью самослнва нри остановке сверхцентрнфуги оставшейся в барабане жидкости, каждая пара сепарационных полостей сообщена прн помощи отверстий с расположенной под основанием барабана камерой, дно которой образует диск с центральным отверстием диаметром менее диаметра параболоида вращения питательной среды в барабане при рабо чем числе его оборотов.
4.Устройство по пп. 2 и 3, выполненное в виде сепаратора для извлечения микробных тел из микробных суспензий, состоящего из жидкостной сверхцентрнфуги с расположе1 ными в многокамерном барабане цилиндрическими вставками носледовательной многослойной сепарации, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью наибольщего уплотнения осадка и предупреждення осаждення микробных тел на малых радиусах вращения с низКИМ статическим дап.псннем жидкости, в центре барабана расположена распределительная труба с гладкими конусными у основания
стенками, соединенна каналами с наиболее удаленными 6l оси вращения сепарационными полостями.
ff.
Фиг. 3
