АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Советский патент 1995 года по МПК C12M1/06 

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для выращивания аэробных микроорганизмов (аммонифицирующих, фосфатрастворяющих и других подобных бактерий), используемых при ускоренной рекультивации породных отвалов шахт без применения плодородного почвенного слоя.

Изобретение может быть использовано также в микробиологической промышленности, при производстве вакцин и биологических исследованиях.

Цель изобретения более равномерное распределение подаваемого воздуха в емкости и повышение удельной производительности аппарата.

На фиг. 1 показан аппарат для культивирования микроорганизмов, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 6 схема распределения воздушных потоков по поперечному сечению аппарата в зоне вращения устройства для аэрации и перемешивания.

Аппарат включает в себя емкость 1, снабженную пароводяной рубашкой 2, патрубками 3, 4 и 5 для подачи сжатого воздуха и питательной среды, патрубками 6 и 7 для отвода отработанных газов и готовой биомассы, устройство 8 для гашения пены и установленное в емкости 1 устройство для аэрации и перемешивания, выполненное в виде сегнерова колеса, состоящее из радиально расположенных трубок 9 выпускными отверстиями 10.

Трубки 9 сегнерова колеса имеют по всей длине ряд дополнительных отверстий 11, равномерно расположенных в одной плоскости с основными отверстиями 10, и снабжены наклонно прикрепленными к ним лопастями 12, при этом ширина каждой лопасти в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось трубки 9, равна ее диаметру.

Емкость герметично закрывается крышкой 13 с помощью винтовых прижимов 14. Устройство 8 для гашения пены также выполнены в виде сегнерова колеса, состоящего из трубок 15 с выпускными отверстиями 16, при этом на них укреплены винтообразные секторы 17.

Трубки 9 устройства для аэрации и перемешивания укреплены в ступице 18, установленной на полой оси 19, имеющей радиальные отверстия 20 для прохода сжатого воздуха и подключенной к патрубку 3 для его подачи.

Аналогичным образом укреплены и трубки 15 устройства 8 для гашения пены. Лопасти 12 и винтообразные секторы 17 выполнены из листовой нержавеющей стали толщиной 0,5-0,8 мм.

Аппарат работает следующим образом.

В емкость 1, прошедшую стерилизацию и заполненную культуральной жидкостью до требуемого уровня, подается по патрубкам 3 и 4 сжатый воздух от компрессора (подача воздуха производится через биофильтр, расход воздуха регулируется и контролируется).

Поступая через полую ось 19 во внутреннюю полость ступицы, сжатый воздух направляется затем по трубкам 9 и 15 к отверстиям 11, 10 и 16. При истечении воздуха через отверстия, диаметр которых составляет 0,5-1 мм, на трубки 9 и 15 начинают воздействовать реактивные моменты, что и обеспечивает вращение устройств на осях 19 без использования специального привода.

Так как возможности для перемещения твердого тела в жидкостной среде за счет воздействия на него реактивных сил, образующихся при истечении сжатого воздуха, весьма ограничены (из-за большой разницы в плотностях воды и воздуха, а также в связи с нецелесообразностью увеличения расхода последнего с целью повышения скорости его истечения), масса устройства для аэрации и перемешивания и сопротивление его вращению максимально снижены за счет того, что ширина каждой лопасти в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось трубки 9, равна ее диаметру, а длина меньше ее длины на четверть.

Вследствие того, что точки истечения воздушных струй из устройства для аэрации и перемешивания благодаря его вращению с угловой скоростью порядка 1 об/с, постоянно меняют свое местоположение, у днища емкости при соответствующей длине трубок 9 и необходимом количестве отверстий создается обстановка, условно показанная на фиг. 6. В сочетании с последующим подъемом образующихся пузырьков воздуха к поверхности обеспечивается интенсивное перемешивание содержимого не только по всему поперечному сечению, но и по всему объему аппарата. С помощью лопастей 12 в общее движение вовлекается и та часть культуральной жидкости, которая находится ниже плоскости вращения устройства у самого днища емкости.

Трубки 15 устройства для пеногашения имеют выпускные отверстия 16, расположенные только по наружному диаметру этого устройства, которое, вращаясь выше уровня культуральной жидкости, имеет угловую скорость порядка 300-350 об/мин, что в сочетании с винтообразными секторами 17 (фиг. 3) обеспечивает эффективное подавление пены.

Процесс культивирования микроорганизмов контролируется соответствующими приборами, заданный температурный режим поддерживается автоматически.

Предлагаемое изобретение позволяет не только существенно упростить конструкцию и обслуживание аппаратов для культивирования аэробных микроорганизмов, но и повышает их удельную производительность за счет более рационального режима работы и лучшего использования рабочего объема. В сравнении с получившими широкое распространение ферментерами турбинного типа предлагаемый аппарат, обеспечивая требуемую равномерность распределения компонентов питательной среды по всему объему, практически полностью исключает механическое воздействие на выращиваемую культуру и заметно уменьшает пенообразование. Отпадает также потребность в двигателе, приводном вале, подшипниковых узлах и уплотнениях, значительно снижаются шум и вибрация, что в целом упрощает эксплуатацию аппарата.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и предназначено для выращивания аэробных микроорганизмов, используемых при ускоренной рекультивации породных отвалов шахт. Цель изобретения заключается в повышении удельной производительности аппарата путем более равномерного распределения подаваемого воздуха в емкости. Для достижения указанной цели в емкости 1 аппарата для культивирования микроорганизмов установлено устройство для аэрации и перемешивания, выполненное в виде сегнерова колеса, состоящего из трубок (Т) 9, которые кроме основных выпускных отверстий имеют по всей длине равномерно расположенные с ними в одной плоскости дополнительные отверстия. Т 9 снабжены наклонно прикрепленными к ним лопастями (Л), при этом ширина каждой Л в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось Т 9, равна ее диаметру. 6 ил.

АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, включающий емкость, снабженную патрубками для подачи питательной среды и сжатого воздуха и патрубками для отвода отработанных газов и готовой биомассы, и установленное в емкости устройство для аэрации и перемешивания, выполненное в виде сегнерова колеса, отличающийся тем, что, с целью более равномерного распределения подаваемого воздуха в емкости и повышения таким образом удельной производительности аппарата, трубки сегнерова колеса имеют по всей длине ряд дополнительных отверстий, равномерно расположенных в одной плоскости с основными отверстиями, и снабжены наклонно прикрепленными к ним лопастями, при этом ширина каждой лопасти в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось трубки, равна ее диаметру.