Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1977 года по МПК C12B1/10 

1

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий, по меньшей мере, одну цилиндрическую емкость с циркуляционным насосом и трубопроводами, снабженную в верхней части напорной камерой и разделенную по высоте иа ряд отдельных секций, в каждой из которых расположены эжекторы

1.

Основным недостатком такого аппарата является то, что в нем в сливные трубы жидкость подается из верхней части секции аппарата, где она и так достаточно насыщена газом. Напор л идкости при ее подаче через сливные трубы сильно падает, вследствие чего струя, выходящая из трубы, не имеет достаточной кинетической энергии, поэтому в нижней части каждой секции образуются застойные зоны, что снижает интенсивность процесса выращивания.

С целью интенсификации процесса выращивания в описываемом аппарате для выращивания микроорганизмов эжекторы установлены в днищах напорной камеры и каждой секции, а под ними - перегородка с образованием воздушной полости, причем камеры смешения эжекторов укреплены в перегородке, а в нижней секции расположено устройство для дегазации жидкости.

При этом устройство для дегазации жидкости состоит из гидроциклонов, нижние патрубки которых сообщены со всасывающим патрубком циркуляционного насоса, а верхние патрубки, служащие для отвода газа, подключены к коллектору. Над коллектором по центру е.мкости установлена газоотводящая труба.

Кроме того, напорная камера снабжена устройство.м для распыления субстрата, состоящи.м из форсунки, камеры смешения и патрубка для подвода солевого раствора.

Кроме того, в каждой секции установлен, по крайней .мере, один цилиндр с полы.мл стенками для подвода в него теплоносителя.

На фИ|Г. 1 схематически изображен аппарат для выращивания микроорганизмов с разрезом по одной цилиндрической ejMKOCTii и напорной камере; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2; на фиг. 4 - устройство для распыления субстрата, разрез; на фиг. 5 - гидроциклоны с газоотводящими трубами, разрез.

Аппарат содержит цилиндрические емкости 1 с циркзляционным насосом 2 и трубопроводами 3. Цилиндрическая е.мкость 1 имеет в верхней части напорную камеру 4 и разделена по высоте па ряд отдельных секций 5. В каждой такой секции расположены эжекторы.

Эжекторы установлены в днищах 6 напорной камеры 4 и в каждой секции 5, а под ними установлены с образованием воздушной полости перегородки 7. Эжекторы содержат камеры 8 смешения и сопла 9, причем камеры 8 укреплены в перегородке 7.

В нижней секции расположено устройство для дегазации жидкости, выполненное в виде гидроциклонов 10, нижние патрубки И которых сообщены со всасывающим патрубком 12 циркуляционного насоса 2, а верх-ние патрубки для отвода 1газа подключены к коллектору 13. Над коллектором по центру емкости 1 установлена газоотводящая труба 14.

Напорная камера 4 снабжена устройством для распыления субстрата, состоящим из форсунки 15, камеры 16 смешения и патрубка 17 для подвода солевого раствора.

В каждой секции установлен, по крайней мере, один цилиндр 18 с полыми стенками для подвода в него теплоносителя.

В аппарате имеются также теплообменник 19, воздущные и теплообменные камеры 20 и 21, патрубки 22 для забора воздуха, воздухоподводящая шахта 23, воздухозаборные окна 24 и пеногасители. 25.

Аппарат работает следующим образом.

Цилиндрическая емкость 1 на 60-70% своего объема заполняется питательным раствором с культурой микроорганизмов. При включении циркуляционного насоса 2 по всасывающему патрубку 12 поступает питательный раствор с культурой микроорганизмов, который проходит через теплообменник 19 и попадает в напорную камеру 4. Через сопла 9 с большой скоростью жидкость проходит из цилиндра 18 в воздушную камеру 20 и далее в камеры смешения 8 эжекторов, где перемешивается с воздухом. Из эжектора жидкость, перемешанная с воздухом, поступает в первую секцию и аналогичным образом попадает в последующую секцию.

Через несколько минут после включения циркуляционного насоса 2 в секции 5 устанавливается уровень жидкости, ограниченный высотой газоотводящей трубы 14. Суммарная площадь сечения всех сопел 9 каждой секции выбирается таким образом,.что высота столба жидкости в ней обеспечивает расход через сопла 95% поступающей в секцию жидкости. Остальные 5% расхода жидкости перетекают через края газоотводящей трубы 14 и перагородок 7, при этом в газоотводящую трубу выносится образовавшаяся пена.

После установления в каледой секции емкости определенного уровня осуществляется устойчивая работа аппарата. Энергия, сообщенная жидкости насосом 2, состоит из потенциальной энергии высоты подъема (гравитационная) и энергии давления в напорной камере 4, при этом последняя расходуется на перемещивание жидкости в первой секции, а энергия гидростатического давления столба л идкости в каждой предыдущей секции служит источником энергии для перемешивания жидкости в последующей секции.

Последняя секция заканчивается гидроциклонами 10, где газо-жидкосгная эмульсия разделяется под действием центробежных сил, при этом жидкость по патрубкам 11 поступает во всасывающий патрубок 12 и далее в циркуляционный насос 2, а воздух по воздухоотводящим патрубкам выводится из аппарата.

В описывае.мом аппарате для выращивания микроорганизмов по сравнению с известным исключаются застойные зоны, равномерно распределяется энергия перемещивания, улучщается тепло- и массообмен, деаэрирование в гидроциклонах обеспечивает устойчивую работу циркуляционного насоса, устройство для распыления субстрата способствует лучшему его использованию культурой микроорганизмов. В результате интенсифицируется процесс роста микроорганизмов.

Таким образом, жидкость циркулирует по замкнутому контуру.

Подача воздуха в аппарат осуществляется элсекторами всех секций, при этом воздух из

атмосферы входит через патрубки 22 в воздухоподводящую шахту 23 и через воздухозаборные окна 24 попадает в камеры 20. Образующаяся в камерах 8 смешения эжекторов газовоздушлая смесь перемешивается в объеме

жидкости соответствующей секции. При интенсивном пенообразовании включаются пеногасители 25.

Формула изобретения

1.Аппарат для выращивания микроорганиз.мов, содержащий, по меньшей мере, одну цилиндрическую емкость с циркуляционным насосом и трубопроводами, снабженную в верхней части напорной камерой и разделенную по высоте на ряд отдельных секций, в каждой из которых расположены эжекторы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса выращивания, эжекторы установлены

в днищах напорной камеры и каждой секции, а под ними в секции - перегородка с образованием воздушной полости, причем камеры смешения эжекторов укреплены в перегородке, а в нижней секции расположено устройство для дегазации жидкости.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что устройство для дегазации жидкости состоит из гидроциклонов, нижние патрубки которых сообщены со всасывающим патрубком циркуляционного насоса, а верхние патрубки, служащие для отвода саза, подключены к коллектору, над которым по центру е.мкости установлена газоотводящая труба.

3.Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что напорная камера снабжена устройством для распыления субстрата, состоящим из форсунки, камеры смешения и патрубка для

подвода солевого раствора. 4. Аппарат по пи. 1-3, отличающийся тем, что в каладой секции устаиовлеп, по крайпей мере, один цилиндр с полыми стеиками для подвода в него теплоносителя. Источники «нформации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент ГДР № 59549, С 12В 1/10, 05.10.73.

22

2t

Фиг.З

Пар(1(ри.н

18