Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1990 года по МПК C12M1/02 

1606527

Изобретение относится к микробиологической промьшленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов.

Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения ги- бели микроорганизмов.

На фигс изображен аппарат для выжидкость - твердая фаза (микроорганизмы) .

При выходе пузырей газа из слоя культуральной жидкости на границе раздела фаз образуются капли и брызги, которые подхватываются потоком и движутся с ним к отводящему патрубку 3„ Но прежде, чем попасть в

По. UJrll с ino - - рса. .i-fcjf - - г-tна л. у f J - о «AV tt...

ращивания микроорганизмов, продольный Q патрубок 3, этот поток газа проходит

разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1, аксонометрия; на фиг.З - разрез А-А на фиг,1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг о 2

через перфорацизо 20 в радиальном направлении от оси к периферии каплеуло вителя 7, при этом капли культуральной жидкости сепарируются в слое мелАппарат для выращивания микроррга- 5 коячеистой сетки, и укрупняясь при

низмов содержит вертикальную емкость 1 с патрубком 2 для подвода газа и патрубком 3 для отвода отработанного газа, аэратор 4, размещенный в нижней

20

сливании друг с другом, стекают под , действием гравитационных сил. Выходя из корпуса 8, капельная.жидкость под действием, силы тяжести, сливаясь в струю, движется вниз по патрубку 10.

Одновременно с этим при вращении вала 6 от верхней мешалки 5 по криволинейным траекториям отбрасьшаются потоки жидкости с пузырьками газа. 25 Эти потоки, омьюая направляющие пластины 18 и 19, разворачивают их вместе с отрезком трубы 14 по направлению потоков. Часть потока, проходяща между пластинами 18 и 19j создает за

части емкости 1, и турбинные мешалки 5 установленные одна над другой на общем приводном валу 6„ В верхней части емкости 1 размещен каплеулови- тель 7, выполненный в виде цилиндрического корпуса 8 с патрубком 9 для отвода газа и патрубком 10 для отвода жидкости, внутри корпуса 8 установлен стакан 11, обращенный днищем

вверх и служащий для отделения жидкое- „ -,

ти от газа, его стенка имеет перфора- зо счет эжекции разрежение,, и, обтекая цию 20с Выходной участок патрубка 10 ,сопло 15, обеспечивает интенсивный

для отвода жидкости размещен напротив лопастей верхней мешалки 5, заглушен снизу и имеет щелевое вертикальное отверстие 12 в своей стенке для прохода жидкости. Вокруг указанного участка патрубка 10 коаксиально укреплен с зазором 13 отрезок трубы 14, снабженный горизонтальным соплом 15 для выхода жидкости Отрезок трубы 14 заглущен с торцов дисками 16 и 17 и установлен с возможностью вращения, а к дискам 16 и 17 прикреплены две направляющие вертикальные пластины 18 и 19, расположенные под острым углом «( одна к другой таким образом, что горизонтальное сопло 15 расположено между ними.

отвод жидкости из патрубка 10, Геометрические размеры сужающейся части между пластийами 18, 19 и сопла 1

,- выбирают такими, чтобы при заданной скорости набегающего на них потока зкидкости создать условия, при которы перепад давлений в емкости 1 и внутри сопла 15 бьш больше перепада

40 давлений в емкости 1 и внутри патрубка 10 при статических условиях, т.ео без эжекции из сопла 15о В этом случае отсепарированиая в каплеуло- вителе 7 культуральная жидкость не

45 скапливается в нижней части патрубка 10, а непрерьшно отводится из нег н основной объем жидкости в емкости I, так как давление в сопле 15 меньше давления в патрубке 10. В слзгчае, если патрубок 10 не полностью заполняется отсепарированной культуральной жидкостью или скорость ее оттока через сопло 15 - объемный расход, прёвьШ1ает объемный расход отсепариро

45 скапливается в нижней части патрубка 10, а непрерьшно отводится из него н основной объем жидкости в емкости I, так как давление в сопле 15 меньше давления в патрубке 10. В слзгчае, если патрубок 10 не полностью заполняется отсепарированной культуральной жидкостью или скорость ее оттока через сопло 15 - объемный расход, прёвьШ1ает объемный расход отсепариро

50

Аппарат для выращивания микроорганизмов работает следующим образом,

В емкость 1, заполненную культуг ральной жидкостью, через трубопровод 2 и аэратор 4 подают сжатый газ для ,

обеспечения аэробного выращивания мик-55 ванной жидкости, то тогда вместе с роорганизмов. Одновременно с аэраци- жидкостью через сопло 15 эжектирует- ей производят перемешивание жидкости ся и газ

при помощи мешалок 5 с целью интен- Выполнение аппарата для выращи- сификации массообмена в системе газ - вания микроорганизмов описанным вы7

жидкость - твердая фаза (микроорганизмы) .

При выходе пузырей газа из слоя культуральной жидкости на границе раздела фаз образуются капли и брызги, которые подхватываются потоком и движутся с ним к отводящему патрубку 3„ Но прежде, чем попасть в

на л. у f J - о «AV tt...

патрубок 3, этот поток газа проходит

патрубок 3, этот поток газа проходит

через перфорацизо 20 в радиальном направлении от оси к периферии каплеуло- вителя 7, при этом капли культуральной жидкости сепарируются в слое мел

сливании друг с другом, стекают под , действием гравитационных сил. Выходя из корпуса 8, капельная.жидкость под действием, силы тяжести, сливаясь в струю, движется вниз по патрубку 10.

Одновременно с этим при вращении вала 6 от верхней мешалки 5 по криволинейным траекториям отбрасьшаются потоки жидкости с пузырьками газа. Эти потоки, омьюая направляющие пластины 18 и 19, разворачивают их вместе с отрезком трубы 14 по направлению потоков. Часть потока, проходящая между пластинами 18 и 19j создает за

„ -,

счет эжекции разрежение,, и, обтекая ,сопло 15, обеспечивает интенсивный

о счет эжекции разрежение,, и, обтекая ,сопло 15, обеспечивает интенсивный

отвод жидкости из патрубка 10, Геометрические размеры сужающейся части между пластийами 18, 19 и сопла 15

- выбирают такими, чтобы при заданной скорости набегающего на них потока зкидкости создать условия, при которых перепад давлений в емкости 1 и внутри сопла 15 бьш больше перепада

0 давлений в емкости 1 и внутри патрубка 10 при статических условиях, т.ео без эжекции из сопла 15о В этом случае отсепарированиая в каплеуло- вителе 7 культуральная жидкость не

5 скапливается в нижней части патрубка 10, а непрерьшно отводится из него н основной объем жидкости в емкости I, так как давление в сопле 15 меньше давления в патрубке 10. В слзгчае, если патрубок 10 не полностью заполняется отсепарированной культуральной жидкостью или скорость ее оттока через сопло 15 - объемный расход, прёвьШ1ает объемный расход отсепариро0

,

ше образом позволяет с максимальной эффективностью использовать энергию отбрасываемого от мешалки потока жидкости для создания движущей силы для осуществления непрерьшного отвог да в объем аппарата отсепарированной культуральной жидкости, что исключает ее застой в патрубке 10 и гибель микроорганизмов, а следовательно, ис- ключает и потери конечного продукта

Таким образом, сохранение практически всего объема микроорганизмов, их клеток в жизнеспособном состоянии в процессе цикла культивирования обеспечивает повышение удельной производительности и общего количества биомассы с одного аппарата

Формула изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную емкость с технологическими патрубками, аэратор, размещенный в нижней емкости, и турбинные мешал- ки, установленные одна над другой на общем приводном валу, отличаю

щийся тем, что, с целью повышения производительности за счет снижения гибели микроорганизмов, в верхней части емкости размещен каплеуло- витель, выполненный в виде цилиндрического корпуса с патрубком для отвода газа и патрубком для отвода жидкости, внутри корпуса установлен стакан, обращенный днищем вверх и служащий для отделения жидкости от газа, стенка стакана имеет перфорацию, при этом выходной участок патрубка для отвода жидкости размещен напротив лопастей верхней турбины, заглушен снизу и имеет щелевое вертикальное отверстие в своей стенке для прохода жидкости, причем на указанном участке этого патрубка коаксиально

ему укреплен с зазором отрезок трубы, снабженный горизонтальным соплом для выхода жидкости, отрезок трубы заглушен с торцов дисками и установлен с возможностью вращения, а к дискам

прикреплены две направляющие вертикальные пластины, расположенные под острым углом одна к другой таким образом, что горизонтальное сопло расположено между ними.

Фцз. 1

7

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов. Цель изобретения - повышение производительсности за счет снижения гибели микроорганизмов. Аппарат содержит емкость с технологическими патрубками, аэратор и турбинные мешалки 5, установленные на общем приводном валу 6. В верхней части емкости размещен каплеуловитель, состоящий из цилиндрического корпуса с патрубками 10 для отвода газа и жидкости. Выходной участок патрубка 10 размещен напротив верхней мешалки 5, заглушен снизу и имеет щелевое отверстие 12 в своей стенке для прохода жидкости. Вокруг указанного участка патрубка 10 коаксиально укреплен с зазором 13 отрезок трубы 14 с горизонтальным соплом 15. Отрезок трубы 14 заглушен с торцов дисками 17 и установлен с возможностью вращения, а к дискам 17 прикреплены две направляющие вертикальные пластины 18 и 19, расположенные под острым углом α друг к другу. Между пластина 18 и 19 при работе турбины создается за счет эжектирования разрежение и отсепарированная в каплеуловителе жидкость выводится из патрубка 10, что препятствует застою суспензии в нем и гибели микроорганизмов, что увеличивает количество жизнеспособных клеток. 4 ил.

б

L

W 75

Фиг. 2

10 76

Фив.