Ферментер Советский патент 1975 года по МПК C12B1/10 

(54) ФЕРМЕНТЕР

Изобретение относится к микробиологической нромышлеииости, а именно к ферментерам, и может быть иснользовано для выращивания микроорганизмов. Известны ферментеры, солТ,ержащие емкость с централ1Я1о установленным валом с ребрами, на нижнем конце которого укреплена турбина, представляющая собой диск с лопастями, укре |ленными на верхней и нижней сторонах его, и установленный на турбине диффузор, на внутренней новерхности которого также имеются ребра. С нелью интенсификации нроцессов массообмена и пеногашения в предлагаемом ферментере ребра на диффузоре и валу укреплены нродольно с образова1Н ем продольного кольцевого зазора между ними. Верхние лопасти турбины смендены, например, на ноловииу шага но отношению к нижним, концы лонастей выполнены закрученными, а ребра на внутренней новерхностн диффузора- спиралеобразными. Диаметр и высота диффузора но отношению к паружпому диаметру турбины соответственно составляют 0,5-0,75; 0,5-1. На фиг. 1 показан предлагаемый ферментер в разрезе; на фиг. 2 - разрез но Л-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез но Б-Б па фиг. 1; па фиг. 4 - лопасти с закруче1Н ыми концами, вид на мешалку снизу. Ферментер состоит из емкости /, вала 2 с. ребрами 5, диффузора 4 с ребрами 5. Ребра 8 и 5 установлены таким образом, что между ними образуется продольный кольцевой зазор. На нижнем конце вала укреплена турбина, выполненная в виде диска 6 с укрепленными на нем лоиастями 7 и 8. Верхние лопасти 8 смешены на некоторый угол а но отношению к нижним лопастям 7. Концы лонастей могут быть выполнены закрученными, а ребра на внутренней новерхности диффузора - спиралеобразными. Высота и количество нижннх и верхних лопастей также могут быть )азличнымн. Целесообразно размер диффузора выбирать таким, чтобы его диаметр н высота были равны соответственно 0,5-0,75 и 0,5-1 от иаружного диаметра мешалки. Ферментер работает следующим образом. Аииарат занолняют культуральной средой и приводят во вращенне турбину. При турбины нотокн, сходящие с лонастей, имеют более высокую кинетическую энергию, чем потоки в тех же сечениях с обратной стороны диска в секторах между лопастями, т. е. имеет место окружная асимметрия потоков. Вследствие этого взаимное влияние потоков с противоположных сторон диска турбины различно. Потоки с большей энергией, расширяясь, заходят за п.1оскость днска, что улучтает массооомен . верхним и нижним контурами циркуляции среды.

Эффективность массообмена дополнительно повышается, если концы лопастей выполнены выступающими за кромку диска и закручены поочередно на некоторый угол так, что потоки, сходящие с верхних лопастей, отклоняются вниз, а потоки, сходящие с нижних лопастей, отклоняются вверх. На противоположных стороиах диска выполняется неодинаковое число лонастей, что увеличивает аси.м.метрию потоков и тем самым улучшает массообмен. Одновременно ребра вала отбрасывают жгщкость па пе|)г ферию, создавая вокруг вала зону поiiH ;einioro давления, что приводит к засасыванию воздуха из иаджидкостного пространства. При определенных оборотах вала вокруг пего возникает воздущиый шнур, который приб,-|нжает эту конструкцию аппарата к аппарата.м с иолы.м валом.

Отброщеиная жидкость захватывается реб)амп 5 диффузора 4, и пристенному слою жидKocTji, повторяющему профиль ребер диффузора, сообщается вращательное движение. Одповрсмеино этот слой смещается вниз, т. е. имеет место винтообразиое перемещение слоя жидкости внутри диффузора с разрежением .в п.еитре 11л; искусственная воронка.

В образовавшуюся воронку засасываются йена и поздух и включаются в процесс фермеитаиии.

Эффект виость иередющивапия и понога1пс п; : лоно inHTe-ibHO повьилаются гичи огггамальных соотиощеииях геометрических размеров диффузора и мещалки, когда диаметр диффузора равен 0,5-0,75 наружного диаметра мешалки, а его высота 0,5-1 диаметра меща.чки.

П 5 е д м е т и з о б ре тения

6-5

-t

fuas

/

o

/- /-V- - , /-У

/ c// - it- - / - - -Л /

-i // - :ru/ ,

--Ы:,Д ЗC lr--i4 ;

Фо-г. 2

ii

Фиг.