Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1993 года по МПК C12M1/04 

ел С

Использование: микробиологическая промышленность. Сущность изобретения: аппарат содержит емкость с технологическими патрубками и снабжен устройством для пеногашения в виде спирали Архимеда, которая расположена в его верхней части с возм ожностью перемещения. При этом внутренний виток спирали закреплен на полом валу, а наружный - на стенке емкости. Внутри емкости размещено устройство для создания пульсаций жидкости, выполненное в виде вибромешалки с коническими пружинами и также укрепленное на полом валу. 2 ил.

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратамдля выращивания микроорганизмов, имеющим вибрационную систему перемешивания культуральной среды, и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической промышленности, а также в системах очистки сточных вод.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, перфорированные перегородки, укреплен- .ные на валу, установленном с возможностью возвратно-поступательного движения, аэратор..

Недостатком известного аппарата является высокая степень пенообразования во время его работы, что характерно для аппаратов с дисковыми вибромешалками. Интенсивность пенообразования создает серьезное препятствие к оптимизации условий для выращивания микроорганизмов, снижается эффективность процесса.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому аппарат для выращивания микроорганизмов, включающий емкость с теплообменной рубашкой, приводной шток возвратно-поступательного движения с укрепленными на нем устройствами для диспергирования среды, аэратор, диффузор.

Недостатком известного аппарата является высокая,степень пенообразования во время работы виброперемешивающего устройства, необходимость в высоких энергозатратах для пеногашения, а также возбуждаемая интенсивная вибрация конструкции аппарата, что приводит к сокращению срока службы, а также снижает эксплуатационные характеристики. Интенсивное пенообразование ведет к снижению эффективности технологического процесса.

1 со

о ел ел

го

Целью изобретения является увеличение производительности за счет повышения эффективности пеногашения.

Поставленная цель достигается тем. что аппарат для выращивания микроорганизмов, включающий емкость с технологическими патрубками и теплообменной рубашкой, вибромешалку, установленную на приводной штоке, устройство для подвода воздуха, согласно изобретению, дополнительно снабжен пеногасящим устройством, установленным в зоне пенооб- разования и выполненным в виде спирали Архимеда, внутренний виток которой зафиксирован на штоке, а периферийный виток закреплен на стенке емкости.

Пеногэсящёе устройство, выполненное в виде спирали и установленное вместе с вибромешалкой на одном приводном штоке, позволяет компенсировать пеногенери- рующую способность вибромешалки и полностью гасить пену либо снижать энергозатраты на ее пеногашение, что способствует повышению эффективности технологического процесса в целом.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ап-- парат, вид сбоку, продольный разрез; на . фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с теплообменной рубашкой 2 и теплообмённым цилиндром- диффузором 3. На стенках цилиндра 3 за- .креплены витки больших оснований конических пружин вибромешалки 4, Витки малых оснований закреплены на полом приводном штоке 5. К штоку 5 через штуцер 6 подсоединен гибкий шланг 7 для подвода аэрирующего воздуха через полый шток 5 в нижнюючасть аппарата. Конические пружины вибромешалки 4 закреплены в полусжатом состоянии. Привод 8 штока 5 смонтирован на крышке 9 аппарата. В качестве уплотнения использован сильфон 10. В верхней части аппарата дополнительно установлено пе ногасящее устройство 11, представляющее собой плоскую спираль Архимеда, выполненную из проволоки меньшего диаметра по сравнению с диаметром пружины вибромешалки 4. Пеногасящёе устройство 11 зафиксировано на штоке 5 с помощью хомута 12. Хомут 12 установлен с возможностью перемещения по длине штока 5. Периферийный виток устройства 11 закреплен на стенке емкости 1 аппарата. Пеногасящёе устройство расположено над уровнем жидкости в аппарате, в зоне пенообразования. Аппарат может быть подключен по мере необходимости к стационарному пеногасителю (не показан) любого принципа действия.

Позициями 13-15 обозначены соответственно штуцера для подачи питательной среды, отвода культуральной жидкости и отработанного воздуха.

Аппарат работает следующим образом, По мере заполнения рабочего объема питательной средой через штуцер 13 включается привод 8 мешалки 4, которая начинает вибрировать. Через шланг7и полый шток

5 в нижнюю часть цилиндра 3 подается аэрирующий воздух.. Поступающий воздух попадает в зону действия вибромешалки 4 и диспергируется с образованием мелкодисперсной газожидкостной смеси. Вслед5 ствие этого организуется вертикальная циркуляция газожидкостной среды в аппарате. Циркуляционный контур показан на фиг. 1 стрелками. При работе вибромешалки 4 происходит образование большого коли0 чества пены, скапливающейся на поверхности жидкости, в зоне расположения пеногасящего устройства 11, которое своей вибрацией разрушает пену. Чем интенсивней возвратно-поступательные движения

5 штока 5, тем интенсивнее вибрации мешалки 4 и больше пенообразование. Однако устройство 11 в этом случае более интенсивно разрушает пену, так как его колебательные движения тоже обусловлены работой при0 водного штока 5 мешалки 4. Таким образом, в предлагаемом аппарате соблюдается зависимость, по которой чем сильнее пенообразование,тем интенсивнее пеноразрушение. Этот процесс осуществля5 ется без каких-либо дополнительных энергозатрат ввиду небольшой плотности пенного слоя.

Устройство 11 благодаря меньшему диаметру своей проволоки (по сравнению с

0 пружиной мешалки 4) имеет меньшую жесткость, чем вибромешалки 4 и, следовательно, меньшую резонансную частоту колебаний. Наблюдается фазовый сдвиг колебаний устройства 11 относительно коле5 банйй пружины мешалки 4, что обусловливает дополнительное амортизи- рование вибраций. Улучшаются условия эксплуатации аппарата.

Высота закрепления устройства 11 на

0 штоке 5 может регулироваться с помощью хомута 12.

Сильфон 10 обеспечивает надежную герметизацию емкости 1.

Отработанный газ отводится через шту5 цер 15. Биомасса выгружается из аппарата через штуцер 14 вместе с культуральной жидкостью.

Предложенный аппарат имеет следующие преимущества по сравнению с известными:

- наличие дополнительного пенсгэся- щего устройства исключает превращение в пену большого количества культуральной жидкости во время процесса выращивания микроорганизмов; это повышает эффективность технологического процесса, так как увеличивается тем самым полезный обь.ем

Формула изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую емкость с технологическими патрубками,

теплообменную рубашку, устройство для подвода воздуха, центрально установленный цилиндр с размещенным в нем устройством для создания пульсаций, которое включает полый вал с приводом и перемешивающее устройство, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности за счет повышения эффективности пеногашения, аппарат снабжен устройством для пеногашения в виде плосреды, повышается выход готового продукта:

- снижаются удельные энергозатраты, идущие на пеногашение;

- уменьшается вибрация корпуса, что увеличивает долговечность и надежность аппарата.

ской спирали Архимеда, которая расположена в его верхней части с возможностью перемещения, при этом ее внутренний виток закреплен на полом валу, а наружный - на стенке емкости, устройство для создания пульсаций жидкости выполнено в виде вибромешалки с коническими пружинами и укреплено на полом валу, при этом большие витки конических пружин закреплены на стенках цилиндра, а меньшие - на полом валу, причем нижняя часть вала для подвода воздуха совмещена с пружинами вибромешалки, а диаметр сечения витка спирали выполнен меньше диаметра сечения витка вибромешалки для наложения колебаний.

Фиг.I