АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Советский патент 1995 года по МПК C12M1/02 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к устройствам для глубинного выращивания микроорганизмов в аэробных условиях, например кормовых дрожжей.

Цель изобретения улучшение условий выращивания микроорганизмов путем интенсификации испарительного охлаждения культуральной жидкости и питательной среды в аппарате.

На фиг.1 показан аппарат, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 узел I на фиг.1; на фиг.4 узел II на фиг. 1 (вариант выполнения устройства для распыливания питательной среды в виде центробежного роторного распылителя); на фиг.5 вариант выполнения устройства для распыливания питательной среды в виде форсунки.

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит вертикальную емкость 1 с крышкой 2. По периферии емкости равномерно расположены циркуляционные трубы 3, снабженные коническими отражателями 4. Под трубами размещены аэраторы 5, подключенные к коллектору 6 сжатого воздуха. Для подачи наружного воздуха внутрь емкости установлен воздуховод 7. Между выпускным отверстием каждой циркуляционной трубы и коническим отражателем установлены с зазором одна над другой расширяющиеся кверху конические тарелки 8, имеющие центральные отверстия 9, уменьшающиеся по высоте, и отбортовки 10 на больших основаниях (фиг. 3). Воздуховод 7 на выходном участке снабжен системой лопаток 11 для закручивания потока воздуха, расположенных на уровне выпускных участков циркуляционных труб 3. Под крышкой емкости по ее оси установлено устройство 12 для распыливания питательной среды, вокруг которого к стенке емкости прикреплена кольцевая направляющая перегородка 13.

Устройство для распыливания питательной среды может быть выполнено в виде центробежного роторного распылителя, состоящего из перфорированной цилиндрической обечайки 14 с прикрепленными к ней отражательными пластинами 15 (см. фиг.4).

Другим вариантом выполнения устройства для распыливания питательной среды является форсунка, например, щелевая, состоящая из ряда коаксиально расположенных рассекателей 16 и соединенная трубопроводом 17 с коллектором сжатого воздуха (см. фиг.5).

Аппарат содержит также патрубок 18 для подачи питательной среды и патрубок 19 для отвода культуральной жидкости, а в крышке емкости имеются отверстия 20 для отвода отработанного воздуха на каплеуловители.

Аппарат работает следующим образом. Культуральная среда, находящаяся в емкости 1, непрерывно перемешивается при подаче сжатого воздуха по коллектору 6 через аэраторы 5 на нижнюю часть циркуляционных труб 3. Устремляясь в циркуляционные трубы, сжатый воздух увлекает культуральную среду, при этом наряду с перемешиванием происходит насыщение культуральной среды кислородом воздуха. При выхода из циркуляционных труб скоростной поток газожидкостной смеси (культуральной среды с пузырьками воздуха), проходя через отверстия 9, равномерно распределяется по коническим тарелкам 8 и отражателям 4 каждой трубы. При этом, сталкиваясь с отбортовками 10, жидкость деформируется в тонкие пленки и, дробясь на капли, образует ряд плоскопараллельных веерообразных капельных фильтров с развитой поверхностью контакта с наружным воздухом. В эту зону подают наружный воздух по воздуховоду 7 через систему лопаток 11 для закручивания потока воздуха. Закрученный поток наружного воздуха, последовательно и многократно контактируя с поверхностью раздробленной на капли культуральной средой, насыщается влагой и за счет скрытой теплоты испарения интенсивно отбирает от культуральной среды тепло, выделяющееся при биосинтезе, обеспечивая оптимальные температурные условия выращивания микроорганизмов. Питательную среду подают в аппарат по патрубку 18 через устройство 12 для распыливания питательной среды. При выполнении устройства 12 в виде центробежного роторного распылителя питательная среда через отверстия вращающейся перфорированной обечайки 14 поступает на отражательные пластины 15, где за счет центробежных сил в виде тонких пленок скрывается с кромок пластин, образуя горизонтальный факел распыленной питательной среды. Воздух, выходящий из аппарата, проходя через факел распыленной питательной среды, охлаждает ее. При этом одновременно осуществляется отдувка ингибиторов роста микроорганизмов и насыщение питательной среды кислородом воздуха, что улучшает условия выращивания микроорганизмов.

При выполнении устройства 12 в виде форсунки, например, щелевой, питательная среда распыливается за счет образования и срыва тонких пленок на кромках рассекателей 16. При этом для качественного распыливания питательной среды в нее вдувают сжатый воздух, который по трубопроводу 17 поступает в форсунку из коллектора 6.

Кольцевая направляющая перегородка 13 направляет все количество отходящего из аппарата воздуха к основанию факела распыленной питательной среды, обеспечивая тем самым полноту контакта воздуха с поверхностью капель питательной среды. Отработанный воздух через отверстия 20 в крышке аппарата направляют на каплеуловители. Культуральную жидкость с выращенной биомассой непрерывно отводят из аппарата через патрубок 19.

Использование предложенного аппарата позволит за счет интенсификации испарительного охлаждения культуральной и питательной среды обеспечить оптимальные условия выращивания микроорганизмов и тем самым повысить выход биомассы и исключить расход охлаждающей воды.

Дополнительный положительный эффект при внедрении предлагаемого аппарата состоит в повышении экологической чистоты процесса как за счет исключения расхода воды, так и за счет снижения загрязнения окружающей среды микроорганизмами. Последнее обеспечивается тем, что отходящий из аппарата воздух очищается от микроорганизмов, проходя через факел (капельный фильтр) распыленной питательной среды.

Изобретение относится к аппаратам для глубинного культивирования микроорганизмов в аэробных условиях и может быть использовано в микробиологической промышленности. Цель изобретения улучшение условий культивирования микроорганизмов путем интенсификации испарительного охлаждения. Аппарат включает емкость 1 с крышкой 2, циркуляционные трубы 3, снабженные коническими отражателями 4, размещенные под трубами аэраторы 5, подключенные к коллектору 6 сжатого воздуха, и воздуховод 7 для подачи наружного воздуха внутрь емкости. Под коническим отражателем 4 установлены с зазором одна над другой расширяющиеся кверху конические тарелки 8, имеющие центральные отверстия, уменьшающиеся по высоте, и отбортовки на больших основаниях. Воздуховод 7 на выходном участке снабжен системой лопаток 11 для закручивания потока воздуха, а под крышкой емкости по ее оси установлено устройство 12 для распыливания питательной среды. Увеличение интенсивности испарительного охлаждения достигается тем, что наружный воздух, закрученный системой лопаток 11, подается под струи культуральной жидкости, формирующиеся на тарелках 8 и отражателях 4, в дальнейшем проходит через веер брызг питательной среды, образованный распылителем 12. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, включающий вертикальную емкость с крышкой, равномерно расположенные по ее периферии циркуляционные трубы, снабженные коническими отражателями, размещенные под трубами аэраторы, подключенные к коллектору сжатого воздуха, и воздуховод для подачи наружного воздуха внутрь емкости, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий выращивания путем интенсификации испарительного охлаждения, между выпускным отверстием каждой циркуляционной трубы и коническим отражателем установлены с зазором одна над другой расширяющиеся кверху конические тарелки, имеющие центральные отверстия, уменьшающиеся по высоте, и отбортовки на больших основаниях, при этом воздуховод для подачи наружного воздуха на выходном участке снабжен системой лопаток для закручивания потока воздуха, расположенных на уровне выпускных участков циркуляционных труб, а под крышкой емкости по ее оси установлено устройство для распыливания питательной среды, вокруг которого к стенке емкости прикреплена кольцевая направляющая перегородка. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что устройство для распыливания питательной среды выполнено в виде центробежного роторного распылителя, состоящего из перфорированной цилиндрической обечайки с прикрепленными к ней отражательными пластинками. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что устройство для распыливания питательной среды выполнено в виде щелевой форсунки, состоящей из ряда коаксиально расположенных рассекателей, соединенной трубопроводом с коллектором сжатого воздуха.