Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1991 года по МПК C12M1/02 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к аппаратам для выращивания аэробных микроорганизмов на жидких и газообразных субстратах.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на перемешивание и массообмен.

На фиг. 1 изображен аппарат для выращивания микроорганизмов, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Аппарат для выращивания микроорганизмов включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3. На крышке 2 установлен электродвигатель 4 с подшипниковым узлом 5 и валом 6, расположенным по оси корпуса 1. На нижнем конце вала 6 закреплена открытая турбинная мешалка 7. Коаксиально корпусу 1 установлен аэратор, выполненный в виде

перфорированного цилиндра 8, образующего по всей высоте корпуса 1 камеру 9 для подачи воздуха, которая посредством штуцера 10 сообщена с магистралью для подачи сжатого воздуха. Под днищем 3 корпуса 1 расположен теплообменник 11, выполненный в виде рубашки со штуцерами 12 и 13 для ввода и отвода хладагента. Для отбора готового продукта в днище 3 смонтирован штуцер 14. Для подачи питательной среды и питательных компонентов в крышке 3 смонтирован штуцер 15. Для отвода отработанного воздуха в крышке 3 установлен штуцер 16. Отверстия 17 перфорированного цилиндра 8 расположены наклонно к вертикальной плоскости так, что выходящие из них струи газа направлены противоположно направлению вращения мешалки 7. при этом отверстия 17 имеют внутренню винтовую нарезку 18 для закручивания струй газа. НаО

СО

чэ

VI Ю

ю

резка 18 в поперечном сечении имеет треугольную или четырехугольную форму.

Аппарат работает следующим образом.

Корпус 1 заполняют жидкой рабочей средой и питательными компонентами через штуцер 15, а затем включают приводной электродвигатель 4. Под действием турбинной мешалки 7 жидкость приобретает вращательное движение вокруг оси корпуса 1 и под действием центробежных сил отжимается к стенке перфорированного цилиндра 8. в результате чего вокруг оси корпуса 1 образуется воздушная воронка, доходящая до мешалки 7. В камеру 9 подается сжатый воздух, который, проходя через перфорированный цилиндр 8, дробится на мелкие пузырьки и равномерно распределяется по высоте вращающегося слоя жидкости, равномерно аэрируя всю жидкость.

По мере увеличения скорости вращения жидкости величина центробежной силы возрастает и в случае, когда вершина воронки достигает мешалки 7, выталкивающая сила, направленная к оси турбинной мешалки 7, становится значительно больше архимедовой выталкивающей силы, направленной вертикально вверх. При этом пузырьки воздуха, вращаясь вместе с жидкостью, перемещаются к поверхности воронки по спиральной траектории, лежащей в горизонтальной плоскости.

В результате равномерной подачи воздуха через отверстия 17 перфорированного цилиндра 8 по всей высоте вращающегося слоя жидкости происходит равномерная аэрация во всем ее объеме.

К

фиг 1

Воздух, выходящий из отверстий 17 перфорации цилиндра 8 и направленный навстречу направлению вращения мешалки 7, дополнительно разбивается встречным

потоком жидкости на более мелкие пузырьки, усиливает турбулентность смеси, обеспечивая тем самым интенсификацию массообмена и аэрации жидкости. В винтовой нарезке 18 отверстий 17 воздух закручивается, приобретает большую скорость движения и после выхода из отверстий 17 усиливает турбулентность смеси, обеспечивая тем самым интенсификацию массообмена и аэрации жидкости.

Особенности расположения отверстий 17 и наличие на их внутренней поверхности винтовой нарезки 18 обеспечивает снижение гидродинамического сопротивления среды струями подводимого воздуха, что

снижает, в свою очередь, энергозатраты на перемешивание и массообмен.

Таким образом, аппарат позволяет получить биомассу микроорганизмов при уменьшенных энергозатратах и при интенсивной аэрации культурной среды. Формула изобретения Аппарат для выращивания микроорганизмов по авт.св. № 1288200, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на перемешивание и массообмен, отверстия в перфорированном цилиндре аэратора выполнены так, что их оси расположены наклонно к вертикальной плоскости и выходящие из отверстий струи газа направлены противоположно направлению вращения мешалки, при этом стенки отверстий имеют винтовую нарезку для закручивания струй газа.

А-А

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к аппаратам для выращивания микроорганизмов на жидких и газообразных субстратах. Цель изобретения - снижение энергозатрат на перемешивание и массообмен. Аппарат включает корпус 1 с турбинной мешалкой 7, установленной на валу 6. Коаксиально корпусу 1 установлен аэратор, выполненный в виде перфорированного цилиндра 8 с отверстиями 17, образующего по всей высоте корпуса 1 камеру 9 для подвода воздуха. Отверстия 17 цилиндра 8 пасположены наклонно к вертикальной плоскости таким образом, что выходящие из них струи газа направлены противоположно направлению вращения мешалки 7, при этом отверстия 17 имеют внутреннюю винтовую нарезку. Аппарат обеспечивает накопление биомассы микроорганизмов при интенсивном массо- обмене и сниженных энергозатратах. 3 ил.

П

Узел

Фиг. 2

I

Фиг.З