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

J

0д

;&

Од

Изобретение относится к микробиологической, химической, пищевой, медицинской промышленности, а также может быть использовано в других отраслях промьшшенности, связанных с культивированием микроорганизмов. Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость с теплообменной рубашкой, перемешивающее устройство, барботажную трубу, патрубки для подачи газа, питательной среды и отвода биомассы 1 .

Недостатком аппарата является то, что.массообмен между газом и жидкое тью происходит преимущественно в зоне контакта перемешивающего устройства с жидкой и газовой фазами, а не во всем объеме аппарата. В общем объеме жидкости газ распределен неравномерно, поверхность массообмена невелика, следовательно, сам процесс протекает с незначительной скоростью и производительность аппарата невысока.

Наибсшее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганизмов , преимущественно водородокисляюших бактерий, содержащий вертикальную емкость с теплообменной рубашкой патрубками для подачи газа, питательной среды и отвода биомассы, соосно размещенный в емкости циркуляционный стакан и смонтированные внут ри него на вертикальном валу две лопастные мешалки 2Д .

В известном аппарате перемешивающее устройство выполнено в виде винта, установленного в нижней части циркуляционной трубы, над и под вин том укреплены лопатки, при этом нижние из них установлены вертикально, а верхние - под углом к горизонту. Эффект скапливания газа в центральной части, как более легкой фазы, при осевом движении газожидкостной смеси сохраняет я. Удельная поверхность контакта фаз при этом недостаточно высока. Кроме того, нижнее рас положение штуцера для вьгеода Готового продукта не позволяет использоват весь объем аппарата в качестве реакционного. Указанные недостатки снижают производительность аппарата для выращивания микроорганизмов.

Цель изобретения - повьш ение производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для культивирования микроорганизмов, преимуществен но водородокисляющих бактерий, содержащем вертикальную емкость с теплообменной рубашкой, патрубками для подачи газа, питательной среды и отвода биомассы, соосно размещенный в емкости циркуляционный стакан и смонтированные внутри него на вертикальном валу две лопастные мешалки, межд лопастными мешалками и над верхней лопастной мешалкой радиально укреплены вертикальные пластины для диспергирования газожидкостной смеси и оргнизации прямолинейного перемещения е по циркуляционному стакану, нижняя часть которых отогнута навстречу движению лопастей мешалок, при этом аппарат снабжен камерой для отбора готового продукта, размещенной снаружи емкости над ее крышкой и подключенной к верхней части емкости.

На фиг. 1 изображен аппарат, вертикальный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Аппарат для культивирования мик-. роорганизмов содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с теплообменной рубашкой.2, снабженную крьшгкой 3 с полуэллиптической проточкой и днищем 4. На днище а:ппарата смонтирован подшипниковый узел 5 привода перемешивающего устройства. Внутри аппарата расположен циркуляционный стакан 6 с находящимися в нем двумя лопастными мешалками 7 и 8, смонтированными на вертикальном валу 9. Между нижней 7 и верхней 8 мешалками к циркуляционному стакану 6 радиально прикреплены вертикальные пластины 10, а над верхней мешалкой 8 пластины 11, отличающиеся от пластин 10 лишь высотой. Пластины 10 и 11 предназначены для диспергирования газожидкостной смеси и организации прямолинейного перемещения ее по циркуляционному стакану 6. Нижняя часть пластин 10 и 11 отогнута навстречу движению лопастей мешалок 7 и 8.

На крьш1ке аппарата размещена камера 12 для отбора готового продукта с пеногасителем 13. Отвод готового продукта из камеры 12 осуществляется через штуцер 14. Штуцера 15-18 служа для подачи в аппарат газовой питательной среды и культуральной жид3кости. Штуцера 19 и 20 предназначен для подачи и отвода теплоносителя. Отработанный газ отводится через шт цер 21. Привод мешалок 7 и 8 осуществляется от электродвигателя 22 через клиноременную передачу 23. Штуцера 2А-26 предйазначены для раз мещения датчиков КИП. К строительным конструкциям аппарат крепится с помощью опор 27. Аппарат работает следующим образом. Через штуцер 18 аппарат заполняется культуральной жидкостью, а через штуцера 15-17 подается питатель ная среда. Электродвигатель 22 приводит во вращение мешалки 7 и 8 через клиноременную передачу 23. При этом в аппарате создается организованная циркуляция газожидкостной смеси. При прохождении газожидкостной смеси через лопастную мешалку 7 поток закручивается. Для предотвр щения эффекта концентрирования газа в центре циркуляционного стакана вследствие наличия центробежного поля установлены пластины 10. Аналогичную функцию выполняют пластины 11, установленные над верхней мешалкой 8. Скорость циркуляции смеси 0,6 м/с и вьше. Помимо дробления газовых пузырьков лопастями мешалок 7 и 8, при таких высоких скоростях циркуляции происходит дополнительно диспергирование пузырьков отогнутыми навстречу потоку кромками пласти 10 и 11. Размер газовых пузырьков при этом снижается до 1 мм и менее. 964 Готовый продукт, полученный в процессе культивирования, вместе с отработанным газом попадает в камеру 12, установленную на крьш1ке 3 аппарата. Подобное расположение камеры 12 позволяет использовать весь объем аппарата в качестве реакционного и предотвращает образование газового мешка в его верхней части, так как газожидкостная смесь при работе аппарата в прочном режиме выдавливается в камеру 12, из которой готовый продукт отводится самотеком через штуцер 14, а отработанные газы выводятся через штуцер 21. В случае интенсивного пенообразо- вания приводится в действие пеногаситель 13. В результате равномерного распределения газа по сечению аппарата и создания развито поверхности контакта фаз газ-жидкость при высоких скоростях циркуляции значительно интенсифицируется процесс массопередачи, а следовательно, возрастает производительность аппарата. i Таким образом, использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс массообмена, а следовательно, повысить производительность на стадии культивирования микроорганизмов приблизительно на 10%. Экономический эффект для предприятий по производству биомассы водородокисляющих бактерий с условной производительностью 2200 т/г составит 722990 р./г.

АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ -МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородокисляющих бактерий, содержащий вертик ьную емкость с теплообменной рубашкой, патрубками для подачи газа, питательной среды и отвода био- массы, соосно размещенный в емкости . циркуляционный стакан и смонтированные внутри него на вертикальном валу две лопастные мешалки, о т л ичающийся ем, что, с целью повьшения производительности, меаду лопастными мешалками и над верхней лопастной мешалкой радиапьно укреплены вертикальные пластины для диспергирования газожидкостной смеси и организации прямолинейного перемещения ее по циркуляционному стакану, нижняя часть которых отогнута навстречу движению лопастей мешалок сл ;при этом аппарат снабжен камерой для отбора готового продукта, размещен1ной снаружи емкости над ее крышкой :И подключенной к верхней части емкости.