Аппарат для культивирования фототрофных микроорганизмов Советский патент 1989 года по МПК A01G33/02 C12M3/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к устройствам для культивирования фототрофных микроорганизмов, например микроводорослей.

повышение произЦель изобретения водительности.

На фиг. 1 изображен аппарат для культивирования фототрофных микроорганизмов, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на

За счет того, что кольцо 12 свободно установлено на кольцевом выступе 16, имеющем треугольное сечение, и выполнено в своей нижней части с кольцевой проточкой 15 также треугольного сечения, но с большим углом, оно испытывает при враше- нии небольшое сопротивление, которое зависит только от плотности среды и плошади лопастей 13.

При врашении перемешивающего уст15

20

фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; Ю ройства в одном направлении возможно

возникновение ламинарного движения жид-г кости с относительно слабым перемешиванием соседних слоев. Кроме того, возможно возникновение «мертвых зон, где скорость движения жидкости недостаточна и клетки легко облепляют поверхность аппарата. Для устранения этих явлений через определенный промежуток времени происходит реверсирование направления вращения магнитного поля при помощи внешнего электронного устройства. Во избежание срыва вращения перемешивающего устройства при реверсировании на высоких скоростях внешнее электронное устройство устанавливает не заданную частоту вращения, а плавно увеличивает частоту вращения от нуля до заданного значения.

Перемешивание среды в полости 8 лопастями 13 с одновременным освещением культуры источником 9 света во всем объеме культуральной жидкости приводит к интенсивному росту клеток микроорганизмов до их максимально воз.можной величины.

Благодаря то.му, что лопасти 13 создают в полости 8 турбулентный режим перемешивания, который усиливается за счет подаваемого под кольцо 12 газа и реверна фиг. 4 - перемешивающее устройство; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4 (размещение магнитов).

Аппарат для культивирования фототрофных микроорганизмов содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода газа, патрубком 3 для подвода питательной среды, патрубком 4 для отвода отработанного газа и патрубком 5 для отвода готового продукта.

Емкость 1 состоит из двух концентрич- но установленных светопрозрачных труб - центральной 6 и внешней 7, заглун1енных с торцов с образованием полости 8 между ними для культуральной суспензии. Аппарат содержит источник 9 света, размещенный внутри центральной трубы 6, и аэратор 10, размещенный в днище емкости 1. Аппарат снабжен также перемешиваюшим устройством, состоящим из кольцевого электромагнита 11, установленного под емкостью 1, и кольца 12 с лопастями 13 из немагнитного материала, размещенного внутри полости 8 соосно кольцевому электромагниту И над ним, при этом внутри кольца 12 размещен кольцевой постоянный магнит 14,

25

30

нричем кольцо 12 имеет в своей нижней е сирования хода перемешивающего устройстчасти кольцевую проточку 15 треугольного сечения и свободно установлено на кольце- во.м выступе 16 днища емкости I, также имеющего треугольное сечение.

Аппарат работает следующим образом.

Перед началом работы подсоединяют 40 шланги к патрубку 2 для подвода газа, патрубку 3 для подвода питательной среды и патрубку 5 для отвода готового продукта. Через патрубок 3 аппарат заполняют

ва, в среде достигается интенсивное перемешивание газожидкостной смеси, насыщенной газом, при этом повышается полнота усвоения клетками жидких питательных ко.мпо- нентов среды и газовой смеси.

Производительность предлагаемого аппарата возрастает с увеличением равновесной концентрации .микроорганизмов.и достигает максимального значения при равновесной концентрации клеток сухой вес/л.

питательной средой с посевным материалом ,г при дальнейшем увеличении равновесной

фототрофных микроорганизмов и затем че-

рез патрубок 2 начинают подавать газовую смесь, состав которой определяется культивируемыми микроорганизмами.

К обмотке кольцевого электромагнита II

концентрации производительность аппарата снижается, что обусловлено лимитированием скорости роста культуры светом.

Поддержание оптимального значения скорости роста культуры и накопления био.масподводят электрический ток. Перемешиваю- о сы обеспечивается периодически.м ее отводом

щее устройство начинает вращаться в полости 8 за счет взаимодействия магнитного ноля кольцевого постоянного магнита 14 с нолем электромагнита П.

Кольцо 12 с размещенным в нем по- 55 стоянным магнитом 14, вращаясь в полости 8, своими лопастями 13 перемешивает среду и одновременно диспергирует газ, поступающий под него из аэратора 10.

из аппарата через патрубок 5 и добавлением в емкость 1 свежей питательной среды.

В предложенном аппарате зарастания светопрозрачных стен не происходит за счет высокой скорости перемещивания, при этом благодаря Наличию лопастей 13 эта скорость практически одинакова по всей высоте аппарата, вследствие чего световые потоки от источника 9 света и внешние

За счет того, что кольцо 12 свободно установлено на кольцевом выступе 16, имеющем треугольное сечение, и выполнено в своей нижней части с кольцевой проточкой 15 также треугольного сечения, но с большим углом, оно испытывает при враше- нии небольшое сопротивление, которое зависит только от плотности среды и плошади лопастей 13.

При врашении перемешивающего устройства в одном направлении возможно

ва, в среде достигается интенсивное перемешивание газожидкостной смеси, насыщенной газом, при этом повышается полнота усвоения клетками жидких питательных ко.мпо- нентов среды и газовой смеси.

Производительность предлагаемого аппарата возрастает с увеличением равновесной концентрации .микроорганизмов.и достигает максимального значения при равновесной концентрации клеток сухой вес/л.

при дальнейшем увеличении равновесной

концентрации производительность аппарата снижается, что обусловлено лимитированием скорости роста культуры светом.

Поддержание оптимального значения скорости роста культуры и накопления био.мас сы обеспечивается периодически.м ее отводом

сы обеспечивается периодически.м ее отводом

из аппарата через патрубок 5 и добавлением в емкость 1 свежей питательной среды.

В предложенном аппарате зарастания светопрозрачных стен не происходит за счет высокой скорости перемещивания, при этом благодаря Наличию лопастей 13 эта скорость практически одинакова по всей высоте аппарата, вследствие чего световые потоки от источника 9 света и внешние

светопритоки через стенку внешней трубы 7 остаются постоянными в процессе всего цикла культивирования фототрофных микроорганизмов.

Таким образом, особенности предложен- ного устройства приводят к повышению производительности накопления биомассы микроорганизмов.

Формула изобретения

Аппарат для культивирования фототрофных микроорганиз.мов, содержаш,ий емкость с технологическими патрубками и дниш,ем, состоящую из двух концентрично установленных светопрозрачных труб, заглушенных с торцов с образование.м полости между ними для культуральной суспензли, источник света, размешенный внутри центральной трубы, и аэратор, размещенный в днище емкости, отличаюш ийся тем, что, с целью повышения производительности, аппарат снабжен перемешивающим устройством, состоящим из кольцевого электромагнита, установленного под емкостью, и качьца с лопастями из немагнитного материала , размещенного внутри полости соосно с э. юк- тромагнитом над ним, при этом внутри кольца размещен кольцевой постоянный магнит, причем указанное, кольцо имеет в своей нижней части кольцевую проточку треуго,тьного сечения, а днище емкости - кольцевой выступ для свободного размещения кольца, также имеющий треугольное сечение.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к аппаратам для культивирования фототрофных микроорганизмов. Цель изобретения - повышение производительности. Аппарат содержит емкость 1 с патрубком 2 для подвода газа, патрубком 3 для подвода питательной среды и патрубком 4 для отвода отработанного газа. Емкость 1 состоит из двух концентрично установленных светопрозрачных труб 6 и 7, заглушенных с торцов, с образованием между ними полости 8, в которой у днища емкости 1 размещено перемешивающее устройство, состоящее из кольцевого электромагнита 11, установленного под емкостью 1, и кольца 12 с лопастями 13 из немагнитного материала и кольцевым магнитом 14 внутри него. Кольцо 12 имеет кольцевую проточку трехугольного сечения в своей нижней части и установлено на выступе 16 днища емкости 1. Кроме того, аппарат снабжен источником света 9 и аэратором 10. Аппарат имеет улучшенные массообменные характеристики. 5 ил.

Фиг.З

L.

л/

ФигМ

(риг. 5

13 13 ГП