Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1987 года по МПК C12M1/06 

каналом. Камера 9 образована внутренней цилиндрической отбортовкой циркуляционного стакана 2 и служит для отделения жидкости и вывода отработанного газа из емкости 1. Под отбортовкой установлен меньшим основанием вверх конус 13 для ограничения

1

Изобретение относится к устройствам для работы с микроорганизмами и может быть использовано в микробиологической, химической и пищевой про- мышленностях для перемешивания в сие- темах газ - жидкость.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования газа и таким образом производительности аппарата.

На фиг. 1 представлен аппарат для выращивания микроорганизмов, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит цилиндрическую емкость 1 , концентрично установленньш в ней циркуляционньй стакан 2 с теп- лообменной рубашкой 3 и центральным отверстием 4 в днище, а также приводной полый вал 5 с радиальными отверстиями 6, расположенными в нижней части, на котором закреплены радиально- лопастное перемешивающее устройство 7 расположенное в циркуляционном стакане 2, и турбинное перемешивающее устройство 8, расположенное между днищами циркуляционного стакана 2 и ци- линдрической емкости. В верхней части циркуляционный стакан 2 имеет кольцевую камеру 9 для отделения от жидкости и вывода отработанного газа из емкости 1, образованную внутренней цилиндрической отбортовкой циркуля- ционного стакана 2, со сливным кольцевым центральным отверстием 10 в ее нижней части и отверстиями 11 в ее боковой стенке, соединяющими кольцевую камеру 9 с кольцевым каналом, об- разованным цилиндрической емкостью 1 и циркуляционным стаканом 2, К верхней, части кольцевой камеры 9 подсоедоступа культуральной жидкости в камеру 9 с перемешивающего устройства 7, Внутри конуса 13 укреплены изо- гнутне по окружности направляющие пластины,14 для закручивания жидкостного потока в циркуляционном стакане 2 и его аэрирования. 2 ил.

динен патрубок 12 для отвода отработанных газов. На внутренней поверхности циркуляционного стакана 2, непосредственно под отбортовкой, т.е. под сливным кольцевым отверстием 10 кольцевой камеры 9, установлен меньшим основанием вверх выполненный в виде усеченного конуса отражательный конус 13, внутри которого закреплены изогнутые по окружности направляющие пластины 14 для закручивания жидкостного потока в циркуляционном стакане 2 и его аэрирования.

Перемешивающее устройство 8 выполнено в виде турбины и расположено по отверстием 4 циркуляционного стакана 2, всасывающая полость которой через приводной полый вал 5 и отверстия 6 соединена CQ всасывающей полостью перемешивающего устройства 7, расположенного в циркуляционном стакане 2. В нижней части емкости установлен патрубок 15 для отвода готового продукта. Цилиндрическая емкость закрыта крышкой 16, на которой установлены патрубки 17 - 20, предназначенные соответственно для подачи воды, газа и питательной среды, маточной культуры или культуральной жидкости из другого аппарата, отвода

воды. I

Аппарат работает следующим образом.

Емкость 1 через патрубок 19 заполняют культуральной жидкостью, статический уровень которой должен быть ниже отверстий 11, соединяющих кольцевую камеру 9 с кольцевым каналом. При включении перемешивающих устройств 7 и 8 культуральная я идкость в циркуляционном стакане получает вращательное движение и по его стенкам поступает на направляющие пластины 14, которые своей вогнутостью расположены по часовой стрелке. Отражательный конус 13, внутри которого закреплены направляющие пластины 14, предотвращает попадание культуральной с жидкости, отбрасываемой перемешивающим устройством 7, в кольцевую камеру 9. Из направляющих пластин 14 жидкость сливают в основной обьем перемешиваемой среды и подают в зону вса-fO сывания перемешивающего устройства 7, При этом направляющие пластины 14 и сливное кольцевое отверстие 10 должны быть затоплены жидкостью, находящейся в циркуляционном стакане 2. Вы-15 полнение этого условия зависит от статического уровня жидкости в аппарате, количества подаваемого газа, числа оборотов перемешивающего устройства 8 и обеспечивается известными средства-20 ми автоматизации.

Потоки жидкости, стекающие с направляющих пластин 14, образуют за каждой из них жидкостные воронки (газовые шлейфы), через которые происхо-25 раза по сравнению с прототипом

дит интенсивная аэрация перемешиваемого объема, находящегося в циркуляционном стакане. Часть культуральной жидкости из циркуляционного стакана 2 через отверстие 4, в результате рабо-30 ты перемешивающего устройства 8, попадает в кольцевой канал, образован- ньй стенками циркуляционного стакана 2 и емкости 1, и снова возвращается в направляющий цилиндр. Под действием 35 центробежных сил происходит сепарация суспензии, в результате которой культуральная жидкость прижимается к внутренней поверхности емкости, а отработанный газ и часть жидкости 40 через отверстия 11 поступает в кольцевую камеру 9. После разделения в кольцевой камере 9 жидкость поступает через кольцевое отверстие 10 в циркуляционный стакан 2, а отработанный 45 газ через патрубок 12 выходит из аппарата. При сильно развитой поверхности контакта фаз в циркуляционном стакане 2 в перемешивающем устройстве 8

может произойти захлебывание вслед-50 оД отбортовкой установлен меньшим

ствие образования газового пузыря во всасывающей полости. При этом может прекратиться циркуляция жидкости через кольцевой канал, образованный стенками циркуляционного стакана 2 55 и емкости 1, Захлебывание предотвращают радиальные отверстий 6 в нижней части приводного полого вала 5. При этом газ не накапливается во всасывающей полости перемешивающего устройства 8, а через отверстия 6 и приводной полый вал 5 поступает во всасывающую полость перемешивающего устройства 7. Перемешивающее устройство 8 в результате циркуляции культуральной суспензии обеспечивает вывод газообразных продуктов метаболизма со скоростью их образования.

По мере размножения микроорганизмов и их потребности в аппарат через патрубки 18 и 19 подают газ и водный раствор питательной среды. Готовый продукт непрерывно отбирают через патрубок 15. Температурный режим в аппарате поддерживают за счет подачи

охлаждающей воды в рубашку 3. I

Предложенная конструкция аппарата обеспечивает повышение коэффициента использования газового сырья в 1,3

таким образом, повьшение его производительности ,

Формула изобретен, ия

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую емкость, снабженную патрубками для подвода питательной среды, газа и отвода готового продукта и отработанньгх газов, установленный в емкости циркуляционный стакан с теплообменной рубашкой и центральным отверстием в дннще, и установленное на валу перемешивающее устройство, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования газа и образом производительности, циркуляционный стакан имеет в верхней части кольцевую камеру для отделения от жидкости и вывода отработанного газа из емкости, образованную внутренней цилиндрической отбортов- кой циркуляционного стакана, при этом

основанием вверх конус с укрепленными внутри него изогнутыми по окружности направляющими пластинами для закручивания жидкостного потока в циркуляционном стакане и его аэрирования.

фиг. г

Изобретение относится к технике перемешивания в системах газ - жидкость для выращивания микроорганизмов в микробиологической, химической и пищевой промышленности. Цель изобретения - повышение коэффициента ис-. пользования газа для увеличения производительности аппарата. Цилиндрическую емкость 1 заполняют культу- ральной жидкостью ниже уровня соединения кольцевой камеры 9 с кольцевым 1В 13 2Q П / / сл 00 о со i; Ф«в, 1