Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1990 года по МПК C12M1/04 

3

Изобретение относится к технической микробиологии, в частности к аппаратам по производству кормового белка на основе углеводородного сырь Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат,,

На фиг о 1 изображен аппарат, общий вид; на фиг 2 - устройство для аэрации и перемешивания; на фиг 3 разрез А-А на фиг. 1„

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит герметичную емкость 1, соосно установленный в ней цилиндр 2 с образованием кольцевой зоны 3 выращивания, в которой размещены теплообменники h, и центральной зоны 5 выращивания. В кольцевой зоне установлены устройства ,6 для аэрации и перемешивания, каждое из которых содержит жидкостную неподвижную камеру 7 и расположенную внутри жидкостной камеры воздушную камеру 8. Жидкостная камера 7 состоит из двух конусов 9, имеющих на противоположно расположенных меньших основаниях горловины 10, а на больших - отбортовки 11, образующие кольцевую щель 12 для выброса культуральной жидкости. Воздушная камера 8 выполнена аналогично жидкостной. Горловины 10 на противоположно расположенных меньших основаниях связаны обводной жидкостной тру кой 13 и соединены с нагнетательной линией 1Д циркуляционного насоса 15 трубопроводом. Всасывающие трубопроводы 16 циркуляционных насосов 15 присоединены к нижней части цилиндра 2. Воздушная камера 8 соединена с атмосферой посредством трубопровода 17 и патрубка 18. В верхней части цилиндра 2 расположены переливные окна 19о Аппарат снабжен устройством 20 для очистки и отвода отработанного воздуха, патрубками 21 для отбора культуральной жидкости, а также патрубками для подачи технологической воды 22 и питательных солей 23о На трубопроводах 17 могут быть установлены дополнительные низконапорные во духодувки, чтобы использовать менее мощные циркуляционные насосы

Аппарат работает следующим образом

В ходе непрерывного процесса выращивания культуральная жидкость, Находящаяся в объеме цилиндра 2, постоянно отбирается из его нижней

10

15

0

5

0

5

0

45

0

5

части по всасывающим трубопроводам 16 при помощи .циркуляционных насосов 15 и подается в каждое из устройств 6 для аэрации и перемешивания по нагнетательной линии в жидкостную камеру 7 через горловины 10„ При этом культуральная жидкость, равномерно распределяясь в горизонтальной плоскости, с определенной скоростью истекает из камеры 7 через щель 12. Воздушная камера 8, находящаяся внутри жидкостной камеры 7, соединена с атмосферой трубопроводом 17, что создает необходимые условия для экстрагирования атмосферного воздуха в полость камеры 7, где он смешивается с культуральной жидкостью и,подается в объем кольцевой зоны 3 выращивания под теплообменники . Восходящий газожидкостный поток, пройдя через теплообменники k, поступает в верхнюю часть емкости 1, откуда через переливные окна 19 вновь попадает в объем цилиндра 2, где происходит дегазация культуральной жидкости Выделившийся при этом воздух подвергается мокрой очистке и отводится из аппарата посредством устройства 20, а культуральная жидкость из цилиндра 2 отбирается циркуляционными насосами на следующий цикл Питательные соли и микроэлементы, необходимые для проведения процесса выращивания, вводятся в аппарат через патрубок 23, технологическая вода - через патрубок 22, а биосуспензия выводится из аппарата через патрубок 21 „

Создание направления движения газожидкостной смеси по замкнутому циклу: кольцевое пространство - центральная зона - циркуляционные насосы - кольцевое пространство, помимо локальной циркуляции жидкой фазы обеспечивает гидродинамические условия в аппарате, приближающиеся к условиям полного перемешивания,, Это позволяет свести к минимуму градиент концентрации углеводородов, микроэлементов и питательных солей во всем объеме аппарата, поддерживая их содержание оптимальным, и за счет этого повысить, эффективность процесса выращивания и упростить систему контроля технологических параметров, уменьшить необходимое количество приборов КИПиА.

Конструкция устройства для аэрации и перемешивания позволяет использовать энергию жидкостного циркуляционного потока для эжектирования атмосферного воздуха, не используя для этрй цели энергоемкие двигатели привода самовсасывающих турбин, что значительно снижает удельные энергозатраты процесса выращивания и делает конструкцию аппарата более простой Например, при замене 12 используемых двигателей мощностью 315 кВт-ч каждый на 12 осевых циркуляционных насоса по 200 кВт-ч установочная мощность аппарата снижается на 1380 кВт.ч, а удельные энергозатраты составляют 1,9 кВт ч/кг АСВ. При этом количество подсасываемого воздуха зависит от расчетных геометрических параметров устройства аэрации и перемешивания.

Устранение радиальных перегородок между-секциями представляет возможность оптимального размещения в объеме аппарата теплообменных устэжекции при увеличении высоты столба монолитной жидкости в аппарате. Формула изобретения Аппарат для выращивания микроорганизмов, включающий герметичную емкость, соосно установленный в ней цилиндр с образованием центральной и кольцевой зон выращивания, размещенные в кольцевой зоне устройства для аэрации и перемешивания жидкости и теплообменники, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных энергозатрат, каждое устройст5 во для аэрации и перемешивания содержит жидкостную неподвижную камеру, состоящую из двух конусов, имеющих на противоположно расположенных меньших основаниях горловины, а на больших 0 отбортовки, образующие кольцевую щель для выброса культуральной жидкости, и расположенную внутри жидкостной камеры воздушную камеру, выполненную аналогично жидкостной, при этом гор

Изобретение относится к технической микробиологии, в частности к аппаратам по производству кормового белка на основе углеводородного сырья. Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат. Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит герметичную емкость 1, соосно установленный в ней цилиндр 2 с образованием кольцевой зоны 3, в которой размещены теплообменники 4, и центральной зоны 5. В кольцевой зоне установлены устройства для аэрации и перемешивания 6, каждое из которых содержит жидкостную неподвижную камеру и расположенную внутри жидкостной камеры воздушную камеру. Жидкостная камера состоит из двух конусов, имеющих на противоположно расположенных меньших основаниях горловины, а на больших-отбортовки, образующие кольцевую щель для выброса культуральной жидкости. Воздушная камера выполнена аналогично жидкостной. Горловины соединены с нагнетательной линией 14 циркуляционного насоса 15 трубопроводом. Всасывающие трубопроводы 16 циркуляционных насосов присоединены к нижней части цилиндра 2, в верхней части которого расположены переливные окна 19 для культуральной жидкости. 3 ил.

ройств, улучшает теплообменные и гид- 25 ловины конусов жидкостной камеры при

(родинамические характеристики ферментатора „ Установка на атмосферных трубопроводах дополнительных низконапорных воздуходувок в некоторых случаях и увеличивает коэффициент

помощи трубопроводов и насоса сообщены с центральной зоной выращивания, причем цилиндр, образующий эту зону, имеет в верхней части переливные окна для культуральной жидкости

14 13

Риг. 2

17

19

19

W

ФигЗ