Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1986 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к микро- биологической промышленности, а именно к аппаратам для получения биомассы микроорганизмов на труднорастворимых углеродсодержащих суб- стратах, и является усовершенствованием изобретения по авт.ев, № 543673. . ,

Целью изобретения является повышение удельной производительности процесса вырапщвания микроорганизмов в аппарате.

На чертеже схематично изображен аппарат, продольный разрез.

Аппарат выполнен в виде верти- кальной емкости 1, разделенной горизонтальными перегородками 2 на секции 3. В верхней части емкости 1 концентрично с ней, установлен стакан 4, образующий со стенками емкое ти 1 кольцевую полость 5 для выделения концентрированной биомассы. , Внизу стакан снабжен перфорирован- ной перегородкой 6, патрубком 7 для подвода аэрирующего агента и пат- рубком 8 для отвода осветленной жидкости. Аппарат закрыт крьш1кой 9. Под крьшжой над емкостью 1 в зоне перелива газожидкостной среды из емкости в стакан 4 установлен распрделитель 10 потока, выполненный в виде диска, образованного двумя конусами, обращенными своими осно- ванияЬш один к другому. Диск устанолен с образованием зазора между его краями и стенками емкости t. На крьшке 9 установлен механический газоотделитель 11 с патрубками 12 для вывода концентрата и.отходящего газа. В нижней части под днищем емкости 1 установлен диспергатор жидкостной суспензии, состоящий из корпуса 13 и расположенных в нем один над другим дисковых роторов 14 и 15, имеющих приводы 16. Дисковые роторы имеют перфорацию 17 и на них концентрично укреплены конические пальцы 18 и 19, имеющие на- рифления треугольной формы. Под нижним ротором 15 расположено устройство 20 для аэрирования, а межроторное пространство посредством патрубка 21 соединено с циркуляционным насосом 22 системы рециркуляции, обеспечивающим подачу суспензии в одну из секций емкости (по- ток по стрелке ВВ ).

Аппарат работает следующим образом.

о 5 5

0

5

0

5

0

В вертикальную емкость 1 через циркуляционный насос 22 (поток С) в одну из секций 3 (по линии ВВ ) подают питательную среду, засевную биомассу и субстрат для дальнейшего непрерывного выращивания микроорганизмов. Непрерывную аэрацию среды осуществляют путем подачи воздуха в патрубок устройства 20 для аэрирования, размещенного под нижним, ротором 15. Далее аэрирующий. воздух, нагнетаемый под избыточным давлением, проходит через перфорацию 17, межроторное пространство и, барботируя через питательную среду, обеспечивает псевдоожижение инертной насадки в объеме каждой секции аппарата, благодаря чему достигается эффективный массоперенос кислорода к микробным клеткам. Дисковые роторы 14 и 15 приводятся в противонаправленное вращение приводами 16. Питательная среда с субстратом и микроорганизмами, интенсивно перемешиваемая аэрирующим воздухом и насадкой в каждой секции аппарата,. через перфорированные перегородки 2 попадает в нижнюю часть емкости 1 и через перфорацию 17 в дисковом роторе 14 поступает в межроторное пространство, где под действием центробежных сил вращающихся роторов и благодаря взаимодействию со средой конических пальцев 18 и 19 с нарифлениями обеспечивается интенсивное диспергирование труднорастворимого углеродсодержащего субстрата в питательной среде до размеров., соизмеримых с микробнь ш клетками. Гомогенизированная таким образом питательная среда через патрубок 21 и циркуляционный насос, 22 подается в одну из секций емкости 1, Таким образом, постоянно за счет циркуляционного контура (поток по стрелке ВВ ) обеспечивается гомогенизация в поле центробежных сил дисковых пальцевых роторов питательной среды, ее взаимодействие с поступающим аэрирующим газом и диспергирование в ней труднораствО- римого субстрата, что способствует интенсивной утилизации субстрата микроорганизмами, высокой скорости образования биомассы и производительности аппарата в целом.

Образующаяся в процессе выращивания биомассы пена, содержащая клетки, микроорганизмов, поднимается вместе

с аэрирунщим газом в верхнюю часть емкости 1 и по коническим поверхностям распределителя :10 потока распределяется в кольцевой полости 5, Аэрирующий агент для флотировани пены поступает через патрубок 7 и перфорированную перегородку 6, в результате чего обеспечивается тонкое диспергирование пузырьков воздуха и эффективное флотационное разделение, газожидкостной среды, содержащей клетки. В результате флотационного процесса пена с клетками микроорганизмов, закрепленных на пузырьках воздуха, поднимается вверх в зазоре между крышкой 9 ап

парата и распределителем 10 потока и поступает в газоотделитель 11, откуда в виде концентрированной суспензии микроорганизмов выводится через патрубок 12 из аппарата. Осветленная культуральная жидкость, собирающаяся в нижней части кольцевой полости 5, отводится из аппарата через патрубок 8.

V

Использование предлагаемого аппарата позволяет увеличить производительность процесса по биомассе при выращивании микроорганизмов на труднорастворимых углеродсодержа- щих субстратах на 20-25%.

1Z

--