АН СССР Советский патент 1973 года по МПК C12M1/06 

АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

1

Изобретение относится к оборудованию для культивирования микроорганизмов с механическим перемешивающим приспособлением и пеногасителем.

Известны аппараты для выращивания микроорганизмов, выполненные в виде емкости с крышкой и центрально установленным вертикальным валом, на нижнем конце которого смонтирована турбина с отверстиями, лопасти, а вокруг вала концентрично установлены два диффузора, причем внутренний имеет перфорацию, выполненную напротив лопастей. Аппарат снабжен пеногасителем и аэрирующим устройством.

В известных аппаратах циркулирование культуральной жидкости и газов осуществляется по внешним замкнутым контурам, которые значительно отличаются от реального распределения потоков перемешиваемой жидкости и газа.

Недостатком таких аппаратов является малая степень диспергирования газа и жидкости и иизкая интенсивность ферментации микроорганизмов.

Для интенсификации процесса массообмена в предлагаемом аппарате вал заключен в трубу, выполненную с отверстиями в верхней части для прохода газа и пены из наджидкостного пространства в нижнюю часть емкости, диффузоры имеют в осевом сечении криволинейную форму, а лопасти имеют профиль, соответствуюодий профилю внутреннего /чиффузора.

Внутренний диффузор имеет форму однополестного гиперболоида вращения, а наружный-фор.му усеченного параболоида вращения с отбортовками в верхней и нижней частях, причем конец ннжней отбортовки и отверстия турбины расположены на одном уровне.

Лопасти установлены с возможностью враш.ения в направлении противоположном вращению турбины.

На чертеже схематически изображен предлагаемый аппарат. Он состоит из цилиндрической емкости / с крышкой 2, механического пеногасителя 3, центрально установленного в емкости вертикального вала 4, заключенного

в трубу 5, выполненную с отверстиями 6 в верхней части для прохода газа и пены из наджидкостного пространства в нижнюю часть емкости и снабженную лопастями 7 в нижней части. Кроме того, в аппарате имеются установленные концентрично валу внутренний перфорированный диффузор 8 и наружный диффузор 9, укрепленная на нижнем конце вала турбина 10, штуцер И для ввода газа на аэрацию, основание 12 и приводное устройство 13.

3

Внутренний диффузор 8 имеет форму фигуры вращения кривой второго порядка, например однополостного гиперболоида вращения, и выполнен с перфорацией в зонах расположения лопастей 7, Профиль последних соответствует профилю диффузора 8.

Наружный диффузор 9 имеет форму усеченного параболоида вращения с отбортовкой в верхней, и нижней частях, причем конец нижней отбортовки находится на уровне отверстий турбины.

Работает аппарат следующим образом.

При вращении трубы 5 лопасти 7 захватывают потоки жидкости и выбрасывают их через перфорацию диффузора 8 в зону между диффузорами. При этом верхние лопасти 7 захватывают в основном потоки жидкости из верхней зоны аппарата, а нижние - и из верхней и из нижней, но из нижней в большей степени.

При вращении вала 4 турбина 10 своей верхней частью захватывает потоки жидкости, расположенные под нижними лопастями 7, и газы с пеной из верхней части аппарата через прорези в трубе 5 и выбрасывает газожидкостную смесь в зону, между диффузорами. Нижней частью турбина 10 захватывает потоки жидкости из нижней части аппарата, и газ, подаваемый на аэрацию через штуцер //, и выбрасывает эту смесь в зону между диффузором 9 и стенкой емкости 1.

В результате имеет место многозонное интенсивное перемешивание культуральной жидкости с четко выраженными циркуляционными контурами.

В результате вращения лопастей 7 и турбины 0 в противоположные стороны имеется возможность стабилизировать нижний циркуляционный контур, что способствует замедлению всплытия пузырьков газа и, следовательно, лучшему усвоению его микроорганизмами. Этому же способствует забор газа и пены турбиной 10 из верхней зоны.

В результате наличия перфорации в диффузоре 8 образуются малые циркуляционные контуры между диффузорами 8 и 9. Отбортовкой диффузора 9 газожидкостной поток, вы4

брасываемый турбиной 10, рассекается на два контура, а его сужение в верхней части стабилизирует малые циркуляционные контуры в зоне между диффузорами.

Выполнение диффузоров по форме фигур вращения кривых второго порядка способствует завихрению циркуляционных потоков и увеличению диспергирования газа в жидкость. Таким образом, в аппарате обеспечено многозонное циркулирование жидкости и газа по внешним и внутренним контурам с высокой эффективностью перемешивания.

Предмет изобретения

имеют профиль, соответствующий профилю внутреннего диффузора.

5.Аппарат по пп. 1-4, отличающийся тем, что лопасти установлены с возможностью вращения в направлении противоположном вращению турбины.