Дезинтегратор микроорганизмов Советский патент 1992 года по МПК C12M1/33 

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов и может найти применение в различных областях биотехнологии и микробиологической промышленности.

Известен баллистический дезинтегратор микроорганизмов, содержащий камеру с входным и выходным патрубками, заполненную мелющими телами, установленные в камере лопастную мешалку, сепаратор мелющих тел и скребки для очистки его щелей, укрепленные на несущем элементе.

Известен дезинтегратор микроорганизмов, состоящий из неподвижного охлаждающего устройства в виде диска с патрубком для подвода суспензии микроорганизмов и

дискового ротора с концентрично расположенными кольцевыми выступами для растирания микроорганизмов.

Недостатками известных дезинтеграторов является то, что достигаемая производительность небольшая, отсутствует возможность регулирования степени дезинтеграции. В связи с этим применение данных дезинтеграторов в промышленности ограничено.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является дезинтегратор микроорганизмов, состоящий из неподвижного охлаждающего устройства в виде диска с патрубком для подвода суспензии микроорганизмов и дисVI

СО

ел со

СП

о

кового ротора с кольцевыми выступами и набором концентрично установленных колец, размещенных внутри стакана и подпружиненных упругими элементами для осевого перемещения.

Недостатками известного дезинтегратора является его невысокая производительность и отсутствие возможности регулирования степени дезинтеграции, так как суспензия микроорганизмов во время работы дезинтегратора должна пройти между стенкой неподвижного диска и торцами выступов нескольких концентрично установленных колец, площадь растирания которых относительно небольшая. В связи с этим применение дезинтегратора в промышленных масштабах ограничено.

Цель изобретения - повышение производительности дезинтегратора.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом дезинтеграторе микроорганизмов, состоящем из охлаждающего устройства с патрубком для подвода суспензии микроорганизмов и растирающей роторной дезинтегрирующей головки с выходным патрубком, охлаждающее устройство выполнено в виде скребкового кристаллизатора суспензии, а к его нижней части прикреплена дезинтегрирующая головка, растирающие тела которой выполнены в виде подпружиненных конусообразных роликов, находящихся между рабочими конусными поверхностями корпуса головки и вала ротора, при этом в верхней и нижней части роликов установлены сепараторы жестко закрепленные на валу ротора.

В предлагаемом дезинтеграторе охлаждение микроорганизмов осуществляется непрерывно в скребковом кристаллизаторе, выполненном в виде кристаллизационной камеры с рубашкой и ротора с шнеком и скребками, затем кристаллы микроорганизмов непрерывно растираются и нагреваются (часть механической энергии превращается в тепловую) в принципиального типа дезинтегрирующей головке, состоящейизподпружиненныхконусообразных роликов растирания микроорганизмов на конусных поверхностях корпуса головки и вала ротора, при этом стабильность работы роликов и степень дезинтеграции обеспечивают в верхней и нижней части роликов установленные сепараторы.

Суспензия микроорганизмов в скребковом кристаллизаторе не только охлаждается, но и кристаллизируется, т.е. образуются кристаллы льда, которые обладают эффективным дезинтегрирующим воздействием, проявляющимся при нагреве охлажденной

биомассы за счет интенсивной механической обработки. В данном случае совмещаются два способа дезинтеграции - физический (замораживание - оттаивание) и механический (растиранием). Совмещение этих способов создает возможность повысить эффективность дезинтеграции - уменьшить ее продолжительность и увеличить производительность.

Использование скребкового кристаллизатора, выполненного в виде кристаллизирующей камеры с рубашкой и ротора со скребками между витков шнека, позволяет повысить процесс охлаждения и передвижение микроорганизмов в 3-4 раза, а использование подпружиненных роликов в качестве растирающих тел позволяет создать площадь механического воздействия - между роликами и конусными поверхностями корпуса головки и вала ротора, соответствующую производительности кристаллизатора и эффективности дезинтеграции микроорганизмов.

Использование в верхней и нижней части роликов сепараторов, которые жестко закреплены на валу ротора, обеспечивает стабильность движения роликов по конусным поверхностям корпуса головки и вала ротора, а зазор между внешним диаметром сепараторов и конусной поверхностью корпуса головки способствует четко определенному проходу биомассы в зависимости от физико-механических и структурных свойств дезинтегрируемых микроорганизмов и степени дезинтеграции. Использование пружин роликов предотвращает свободное протекание непродезинтегриро- ванных частиц микроорганизмов между роликами и конусными поверхностями в случае износа ролпкоз.

На фиг. 1 представлен дезинтегратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1,

Дезинтегратор (фиг. 1) содержит охлаждающее устройство 1 состоящее из кристаллизирующей камеры с рубашкой 16, патрубков для подвода 3 и отвода 4 охлаждающего агента, патрубка 2 для подвода суспензии микроорганизмов, ротора 14 (фиг. 2) с шнеком 7 и скребками 15 и дезинтегрирующую головку 5, состоящую из корпуса 6 (фиг. 3 ), роликов 8, прижимающих ролики пружин 9, верхнего 10 и нижнего 11 сепараторов, вала ротора 12 и патрубка 13 отвода.

Дезинтегратор работает следующим образом.

Перед работой в рубашку кристаллизирующей камеры 16 через патрубок 3 подают охлаждающий агент. Включают привод вращения (не показан) ротора 14, затем через патрубок 2 подают суспензию микроорганизмов, которая проходит между охлаждающей поверхностью и вращающимся ротором 14 скребкового кристаллизатора, охлаждается, кристаллизируется и поступает в дезинтегрирующую головку 5.

При этом скребки 15 теплообменника 1 предотвращают примораживание суспензии к стенкам и способствуют перемешива- нию замораживаемой суспензии микроорганизмов. В дезинтегрирующей головке 5 суспензия микроорганизмов шнеком 7 перемещается через верхний сепаратор 10 в щелевые отверстия между роликами 8, корпусом 6 и валом ротора 12. Вращающиеся ролики 8 захватывают кристаллы суспензии микроорганизмов и растирают между корпусом 6 и валом ротора 12. При этом выделяется тепло, кристаллы микроорганизмов превращаются в жидкое состояние и через нижний сепаратор 11 и далее через выходной патрубок 13 удаляются. При длительной непрерывной работе пружины 9 постоянно поджимают ролики 8 к корпусу 6 и роторному валу 12, этим предотвращая свободное протекание непродезинтегрированного материала между ними в случае износа роликов, корпуса и вала ротора.

Исследования образца предлагаемого дезинтегратора микроорганизмов показывают, что при дезинтегрировании дрожжевых клеток процесс дезинтеграции проходит с производительностью до 500 кг биомассы в 1 ч, что, по сравнению с прото- типом, составляет повышение в 2-3 раза.

Формула изобретения

Дезинтегратор микроорганизмов,. содержащий корпус с технологическими патрубками и теплообменником, устройство для разрушения клеток микроорганизмов и привод, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, в

корпусе размещен на приводном валу шнек с образованием зазора между ним и стенкой корпуса для прохода охлаждаемой суспензии, снабженный скребками для очистки стенки корпуса, при этом устройство для

разрушения клеток состоит из камеры, установленной на корпусе с возможностью съема, полость которой сообщена с зазором, и размещенных в камере подпружиненных роликов в виде усеченных

конусов, служащих дезинтегрирующими элементами, связанных с указанным приводным валом, плотно прилегающих к нему и стенке камеры, при этом над и под роликами установлены сепарационные

пластины, прикрепленные к валу для регулирования расхода дезинтегрируемой массы.

Ч

Фиг. 2

11

Фиг.З

Использование: микробиология, микробиологическая промышленность при производстве измельченных дрожжей и других микроорганизмов. Сущность изобретения: дезинтегратор содержит корпус с технологическими патрубками и теплообменником, устройство для разрушения клеток микроорганизмов и привод. В корпусе на приводном валу размещен шнек с образованием зазора между ним и стенкой корпуса для прохода охлаждаемой суспензии, снабженный скребками для очистки стенки корпуса. При этом устройство для разрушения клеток состоит из камеры, которая установлена на корпусе с возможностью съема и полость которой сообщена с зазором, и размещенных в камере подпружиненных роликов в виде усеченных конусов, служащих дезинтегрирующими элементами, связанных с указанным приводным валом и плотно прилегающих к нему и стенке камеры. При этом над и под роликами установлены сепараци- онные пластины, прикрепленные к валу для регулирования расхода дезинтегрируемой массы.3 ил. Ё