Установка для выращивания микроорганизмов Советский патент 1989 года по МПК C12M1/04 

t

Изобретение относится к микробиологической промьгашенности.

Цель изобретения - повьшение удельной производительности установки.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Установка для выращивания микроорганизмов включает центральную колонну 1 и подключенные к ней по крайней мере две периферийные колонны 2 и 3, одна из которых служит для циркуляции газообразного субстрата, а другая - для кислородсодержащего газа, наружный контур циркуляции, со- ,держащий побудитель 4 расхода и теплообменник 5, подключенные трубопроводами 6 и 7 к центральной и периферийным колоннам, и контур рециркуляции газообразного субстрата (метана) содержащий газодувку 8, всасывающий 9 и нагнетательный 10 газоводы.

Центральная колонна 1 разделена сплошными перегородками 11 на секции 12, в которых установлены смесители, выполненные, например, в виде сливных воронок 13. Периферийные колонны 2 и 3 разделены на секции 14 ситчатыми тарелками 15. Секции 12 центральной колонны 1 сообщены при помощи трубопроводов 16 и 17 с вьппе- и нижерасположенными секциями периферийных колонн 2 и 3. Газовые пространства секций 12 центральной колонны 1 сообщены между собой трубопроводами 18 для отвода газа через патрубок 19. Периферийная колонна 2 снабжена патрубком 20 для подачи га- зообразйого субстрата у а колонна 3патрубком 21 для подач и кислородсодержащего газа. Отработанный газообразный субстрат (метан) отводится через патрубок 22, а воздух - через патрубок 23.

Центральная колонна 1 снабжена патрубками 24 и 25 для подачи технологической воды и минерального питания. Отвод готового продукта осу- ществляется через патрубок 26.

Установка работает следующим об- разом.

В периферийные колонны 2 и 3 раздельно через патрубок 20 подают ме- тан, а через патрубок 21 - кислородсодержащий газ, одновременно включают в работу побудитель 4 расхода жидкости, посредством которого жид-кость из нижней части центральной колонны 1 проходит через теплообменник 5, где охлаждается и нагнетается на верхнюю ситчатую тарелку 15 колонн 2 и 3. В результате в установке организуется циркуляция культураль- ной среды из верхней секции периферийных колонн через трубопроводы 16 в зону под воронкой 13, в которой происходит, смешение раздельных насы- .щенных потоков по Мере их опускания через воронку 13 в зону под ней, из которой трубопроводами 17 жидкость поступает на нижерасположенные сит- чатые тарелки 15 периферийных колонн 2 и 3. В колонне с подачей ме- тана последний проходит вверх через тарелки 15, насьщ1ая культуральную жидкость, собирается в верхней части колонны и через патрубок 22.может . быть либо отобран для утилизации, либо газодувкой 8 вновь подаётся в нижнюю часть колонны для повторного использования, при этом в этот по

ток добавляется свежая порция метана.

В колонне 3 с подачей воздуха последний также проходит снизу вверх, насыщая культуральную жидкость кисло родом, собирается в верхней части колонны и через патрубок 25 отводится на очистку и в атмосферу, так как не содержит метан. Газообразные про- дукты биосинтеза, некоторое количество воздуха и метана в результате их отдувки в секциях центральной колонны собираются в верхней части колонны 1 и отводятся на очистку. По- дача технологической воды и минерального питания осуществляется в верхнюю часть колонны 1 через патрубки 2 24 и 25, отвод готового продукта - через патрубок 26 во внешнем контуре циркуляции культуральной жидкости. В процессе выращивания биомассы происходит раздельное насыщение жидкостных потоков в периферийных колоннах 2 и 3 метаном и кислородом, обеспечивающим максимальную движущую силу массопередачи с последующим смешением жидкостных потоков в секциях центральной колонны 1, в которых происходит активный рост биомассы, при этом циклическое насьщение метаном и кислородом потоков культуральной жидкости и последующая их утили- зация в секциях колонны 1, которая завершается в течении 5-7 с, обеспечивается скоростью циркуляции культуральной жидкости через внешний контур циркуляции посредством побудителя 4 расхода, подбором объемов жидкости на ситчатых переливных тарелках 15 периферийных колонн 2 и 3 и секциях центральной колонны 1.

Раздельная подача метана и кислорода (воздуха) исключает создание взрывоопасной концентрации газовой смеси, так как в периферийных колоннах присутствуют раздельно метан и кислород (воздух), а в .центральной колонне эти газы находятся только в растворенном виде.

Таким образом, образование изолированных по высоте секций в центральI . 4 ной кйлонне и их последовательное сообщение посредством трубопроводов с секциями периферийных колонн обеспечивает максимальное насыщение потоков жидкости раздельно метаном и кислородом с последующим смещением в секциях центральной колонны. Указанное конструктивное решение позволяет использовать метан и воздух одновременно как активатор перемешиг вания жидкости на тарелках, так и в качестве субстрата без выдерживания взрывобезопасного соотношения объемов метан: воздух как 3:1, при этом исключены условия взрыва.

Наличие выносного контура циркуляции и подача посредством него жидкости из нижней части центральной колонны в периферийные колонны в : - верхние секции на ситчатые тарелки позволяет термостатировать культуральную жидкость и создать вертикальную циркуляцию.

Совместный эффект указанных выше конструктивных отличий позволяет повысить удельную производительность установки до 2,7 кг АСВ/м -ч.

Формула изобретения

,« g 2о 25 JQ

5

g л

Установка для выращивания микроорганизмов , включающая центральную колонну и подключенные к ней периферийные колонны, разделенные по высоте на ряд секций и снабженные технологическими патрубками, и наружный контур циркуляции, содержащий побудитель расхода и теплообменник, подключенные трубопроводами к центральной и периферийным колоннам, отличающаяся тем, что, с целью повышения удельной производительности, центральная колонна разделена по высоте сплощными перегородками на отдельные секции, при этом каждая секция сообщена при помощи трубопроводов с вьш1е- и нижерасположенными секциями периферийных колонн, причем по крайней мере одна из последних служит для циркуляции кислородсодержащего газа, а другая - для газообразного субстрата.

.ы

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности. Цель изобретения заключается в повьшении удельной производительности установки для выращивания микроорганизмов. Установка включает центральную колонку 1 и подключенные к ней по крайней мере две периферийные колонны 2 и 3, одна из которых служит для циркуляции газообразного субстрата, а другая - для кислородсодержащего газа, наружный контур циркуляции, со

Фиг. 2

фиг.З

Редактор Н.Киштулинец

Составитель Г. Лошкарева

ТехредМ.Ходанич Корректор О.Кундрик

Заказ 7410/29

Тираж. 500

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11|||Яв™ Ив И™ И в ввв-1в вв 1ЯИПЛв«™в Т1ТТ|

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

16

Б б

17

Подписное