Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и может быть использовано для вьфащива|ния микроорганизмов, преимуществен но водородных бактерий, как в промьшшенных, так и в лабораторных :условиях. Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, :блок эжекторов, насос и систему трубойроврдов. Емкость в аппарате выполнена в виде цилиндра и разделе на вертикальной перегородкой на две сообщенные одна с другой полос,ти., а блок эжекторов размещен во входных зонах этих полостей и направ лен по касательной к образующей гщлиндра, при этом входные сопла эжек|торов соединены с напорным патруб:ком насоса, а центральная часть ::емкости - со всасывающим патрубком насоса СОИзвестен также аппарат для выращи вания микроорганизмов, содержащий емкость, насос, всасьшающий патрубок которого подключен к емкости, и пере мешивающие устройства, в качестве которых использованы эжекторы. Емкость в этом аппарате выполнена в ви де тора, а эжекторы установлены внут ри кольца тора и их камеры смешения подсоединены к емкости так, что углы между проекциями продольной оси эжектора на плоскость круглого сечения тора и продольной осью эжектора, а также вертикальной осью емкости составляют менее 90 t2 J. . Однако указанные аппараты характеризуются невысокой скоростью роста микроорганизмов из-за недостаточной удельной мощности перемешивания и малой интенсивностью растворения газов в жидкости. Наиболее близким техническим реше нием к предложенному является аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, вклю ающий замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которьк подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снаб женного патрубками для подвода пита11тельной среды и отвода готового продукта 37Недостатком известного аппарата для выращивания микроорганизмов является невозможность обеспечения в нем высокой скорости роста микроорганизмов, что не позволяет повысить содержание биологически активных веществ в получаемой биомассе. Цель изобретения - повьшение скорости роста микроорганизмов и увели-, чение содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ. Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, для вьфащивания микроорганизмов, преимущественно водородньтх бактерий, включающем замкнутый циркуляционньй контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, -и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного- патрубками для подвода питательной среды и отвода готового, продукта камеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помопдаг диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предьздущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем чатрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора; первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок для отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.На фиг. 1 изображена схема аппарата для выращивания микроорганизмовv на фиг. 2 - аппарат с гидроциклонами, имеюпщми тангенциальные питающие патрубки, на фиг. 3 - аппарат для выращивания микроорганизмов с гидро- . циклонами, имеющими осевые питающие патрубки. Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных, бактерий, включает замкнзггьй №ркуляционный контур, содержащий .общий коллектор 1 культуральной жид:кости, насос 2, рециркуляционный Трубопровод 3 и ряд параллельных вет вей 4, содержащих эжекторы 5 газожидкостной смеси и гидррцйклоны 6. Эжекторы 5 состоят из сопел 7, подключенных к коллектору 1, приемных камер 8 и камер смешения 9. Гидроциклоны 6 снабжены патрубками10 для отвода жидкости, питающими патрубками 11 н патрубками 12 для отвода :газа. Рециркуляционный трубопровод 3 снабжен патрубком 13 для подвода питательной среды и патрубком 14 для отвода готового;ИроДукта. Камеры смешения 9 эжёзктбров 5 подключены к питающим патрубкам 11 гидроциклонов 6 при помощи диффузоров 15. Патрубок 12 отвода газа из гидроциклона 6 каждой предыдущей ветви 4 подключен к приемной камере 8 эжектора 5 последующей по ходу движения газа ветви 4 при помощи патрзбка 16, Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона & предпоследней ветви дополнительно сообщен патрубком. 17 через вентиль 18 с приемной камерой 8 эжек тора 5 первой ветви 4, имеющей, кроме того, патрубок 19 для подвода свежего газа. Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с атмосферой. Коническая часть гидроциклонов может быть снабжена теплообменной рубащкой 20 для термостабилизации культуральной жидкости. Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, работает следующим образом. Гидроциклоны 6 через патрубок 13 и циркуляционный трубопровод 3 заполняются по нижний обрез патрубков 12 питательной средой с добавлением посевного материала. Затем включается насос 2, которым полученная культ ральная жидкость одновременно из всех гидроциклонов 6 через патрубки 10 по рециркуляционному трубопроводу 3 перекачивается в общий коллектор 1 культуральной жидкости. Из кол лектора 1 жидкость поступает в сопла 7 эжекторов 5 и выбрасьтается из сопел со скоростью 8-12 м/с. . Проходя через приемные камеры 8 эжекторов 5, струи культзфальной жидкости эжектируют. газ, поступающий в приемные камеры 8 через патруб ки 19, 16 и 17. В камерах смешения 9 за счет кинетической энергии струй культуральной жидкости образуется 1 3 мелкодисперсная газожидкостная смесь, которая поступает в диффузоры 15, где происходит частичное преобразование кинетической энергии в потенциальную, при этом увеличивается давление газожидкостной смеси и падает ее скорость. Потенциальная энергия сжатой газожидкостной смеси расходуется в гидроциклонах 6 на закручива-ние потока с высокой скоростью, при котором происходит разделение смеси на газ и жидкость. Жидкость через патрубки 10 и рециркуляционный трубопровод 3 снова поступает в насос 2. Таким образом, гидроциклрны 6 с непосредственно присоединенными к ним эжекторами 5 образуют параллельные ветви 4 циркуляции газожидкостной смеси,.причем во всем объеме этих ветвей происходит интенсивное перемешивание - в гидроциклонах разделяется газожидкостная смесь, а в эжекторах она образуется вновь. Кратность циркуляции суспензии через контур 12-20 мин. Свежий газ поступает через патрубок 19 в приемную камеру 8 эжектора 5 первой ветви 4, в составе газожидкостной смеси проходит камеру смешения |9, диффузор 15 и питающий патрубок 11 гидрсциклона 6,в котором нерастворившаяся часть газа.под действием центробежного поля отделяется от жидкости и удаляется из гидроциклона 6 через патрубок 12. Отделившийся газ по патрубку 16 направляется в приемную камеру 8 эжектора 5 последующей ветви 4 и далее проходит п6 всем последующим ветвям 4, Из гидроциклона 6 последней ветви 4 газ выбрасывается в атмосферу. Если в качестве газового сырья применяется смесь, содержащая более 40% неутилизируемых примесей, т.о вентиль 18 на патрубке 17 находится в закрытом положении и весь газ из гидроциклона 6 предпоследней ветви 4 через патрубки 12 и 16 поступает в приемную камеру 8 эжектора 5 последней ветви. При использовании богатых газовых смесей часть газа из гидроциклона в предпоследней ветви через патрубки 12 и 16 и патрубок 17 с приоткрытым вентилем 18 направляется на доутилизацию в приемную камеру 8 эжектора 5 первой ветви 4. Термостабилизация культуральной жидкости осуществляется подачей теплоносителя в теплооб менные рубашки 20 или помещением (всего аппарата в термостат. Аппарат, содержащий гидроциклоны с тангенциальными питающими патрубка :ми, предназначен для проведения )лабораторных исследований, а аппарат содержащий гидроциклоны с осевыми питакяцими патрубками, предназначен ДЛЯ .промышленности. В первом случае :решакяцим фактором является простота конструкции, а во втором ее компактность, что позволяет экономить произ 1 3 водственную площадь и сократить длину соединительных трубопроводов. Применение предложенного аппарата позволяет повысить удельную мощность перемешивания и интенсифицировать растворение газа в культуральной жид кости, что дает возможность выращивать водородные бактерии при максимальной удельной скорости роста, достигающей 0,5 ч . При этом количество биологически активных веществ возрастает в 1,5 раза по сравнению с базовым аппаратом.

AraiAPAT ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородньк бактерий, включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи регщркуляционного трубопровода, снабженного патрубкам для подвода питательной среды и отвода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости роста микроорганизмов и увеличения содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ, 1самеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем kn патрубок для отвода газа из гидроциклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок дтя отвода газа из гидроциклона последней ветви сообщен с to атмосферой. 4; о ю со

fJumamsflbMas

среда чг 1 Готовый продукт /7с/таг7 ельнаА среда.

Отвод газа Риг.2

OmMt газа

ю

V

Ojtna dafoufOA Soda fui.J