Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1978 года по МПК C12B1/10 

Изобретение относится к биохимической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов. Известен аппарат аналогичного назначения, содержащий корпус, цирку ляционную емкость, представляющую собой трубу, установленную внутри корпуса с образованием кольцевого з зора между внутренней поверхностью этого корпуса и наружной поверхность самой трубы, устройство для перемешивания субстрата с газом, выполнен ное в виде винта, размещенного в ниж ней части циркуляционной трубы и снабженного лопатками, аэратор, пред ставляющий собой сплюснутый тор с отверстиями снизу, смонтированный в верхней части аппарата между наружной поверхностью циркуляционной тру бы и внутренней стенкой емкости, а также патрубки для подвода и отвода субстрата l. Однако скорость выращивания микр организмов в известном аппарате недостаточна. Цель изобретения - ускорение про цесса выращивания микроорганизмов. Это достигается тем, что предложенный аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий корпус, циркуляционную емкость, устройство для перемешивания субстрата с газом, азратор, патрубки для подвода и отвода субстрата, выполнен так, что наружная и/или внутренняя поверхность циркуляцконной емкости имеют волнообразную форму. Это обеспечивает образование по ходу движения субстрата последовательносужающихся и расширяющихся участков . На фиг.1 схематически изображен аппарат для выращивания микроорганизмов, продольный разрез; на фиг.2 то же, один из вариантов. Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит корпус 1 с цилиндрическим участком а, к которому с нижней стороны примыкает участок б, имеющий форму горла бутылки. Корпус аппарата снабжен съемными днищем 2 и крышкой 3. 1, днище 2 и крышка 3 образуют герметичный сосуд. Внутри корпуса 1 установлена циркуляционная емкость А, имеющая учасней поверхностью, коаксиальной учлст корпуса 1, и участок г ку а имеющий форму горла бутылкд. Наружная поверхность участка в емкости А имеет волнообразную форму. В связи с этим свободное пространство между участками в к а име ет переменную величину в горизонталь ном сечении, а именно в месте впадин ширина свободного пространства в 23раза больше, чем в месте выступов.. Емкость А короче корпуса 1 и закреплена так, что между ее нижним кон цом и днищем 2, а также между ее верхним концом и крышкой 3 имеется свободное пространство. В днище 2 корпуса закреплен насос 4с лопастньдм винтом 5, ось вращения которого совпадает с осью симметрии корпуса 1. В участке б корпуса 1 (вблизи нижнего его конца) вмонтирован от водной патрубок б с краном 7. В крышке 3 имеются патрубки 8 и 9 соответственно для подвода субстрата и газа. Нижний конец патрубка 9 связан с аэратором 10. Кроме того, в крышке .3 имеется па рубок 11 для отвода газа, а также зонд 12 для наблюдения за пенообразо ванием в корпусе 1. Пос ледний снабжен наружной рубашкой 13 с патрубком 14. В рубашку 13 при работе аппарата через патрубок 14 подают хладагент. Между наружной поверхностью участ ка г и внутренней поверхностью участка б имеется свободное прос ранство д. Между наружной поверх ностью участка в и внутренней поверхностью участка а имеется также свободное пространство е. Принцип работы аппарата заключается в следующем. Корпус 1 через патрубок 9 заполняют на половину субстратом.Уровень последнего в емкости А находится на половине высоты ее участка в . При аэробном процессе через патру бок 9 и аэратор 10 в корпус 1 подают газ, преимущественно кислород или воздух. Затем включают насос 4, субстрат стекает вниз по участку г емкости А и поднимаются по пространствам д и е. Поднявшись, суб страт поп 1дает в полость емкости А. Таким образом происходит циркуляция субстрата. Процесс газообмена протекает наиболее интенсивно при прохождении субстратом пространства д . Пространство е субстрат вслед ствие волнообразной формы наружной поверхности емкости А проходит с переменной скоростью. При этом субстрат испытывает переменное давление, проходя участки с разным сечением. Это сказывается благоприятно на росте микроорганизмов. Винл ,: i-ic-icoca 4 служит не только для по;:,ачу; субстрала, но и для диспергирования газа в нем и является устройством для перемешивания субст-рата с газом. Распределению газовых г.-упщоьков в субстрате способствует, зсзникновг-ние в потоке субстрата турбулентное:ти . Через патрубок 11 удаляется часть газа, выделяющегося из субстрата. Пустое пространстйо над уровнем ж жидкости является зоной дегазации. Образованием пузырьков можно управлять так, что в зоне дегазации возникает небО ьшое ко-ц тество пены, .iPH которои процесс выращивани-Ii I:J-B. По окопчс, lAi 1 d. р льтуральную жидкость удаляют из аппарата через отводной патрубок 6 и кран 7. Описываемый аппарат может рабо- тать не только периодически, но и непрерывно. В этом случае в корпус аппарата по патрубку 8 непрерывно подают субстрат и непрерывно отбирают его через патрубок 6. Если процесс выращивания микроорганизмов протекает в анаэробных условиях, то газ через патрубок 9 и аэратор 10 в корпус 1 не подают. Циркуляционная емкость аппарата может иметь внутреннюю поверхность волнообразной формы (см.фиг.2). В этом случае емкость Б имеет в сечении попеременно уменьшающийся и увеличивающийся диаметр. Емкость Б сопряжена в верхней части с полым цилиндром 15, закрытым крышкой 16 и выполненным с патрубком 17, связанным через трубопровод 18 с насосом 19. Последний подключен к емкости Б через патрубок 20, подсоединенный к нижней ее части. Над выходным концом патрубка 20 в емкости Б размещен трубопровод 21 для подвода газа. Цилиндр 15 выполнен с патрубком 22 для отвода газа. Емкость Б снабжена рубашкой 23 с патрубками 24. Трубопровод 18 имеет спускной штуцер 25 с краном. Цилиндр 15 снабжен патрубком 26 для Подвода субстрата. Во время работы аппарата данного типа под действием насоса 19 субстрат, находящийся в емкости Б, поднимается до уровня патрубка 17 и через него попадает в трубопровод 18, а затем возвращается в емкость. . При входе в емкость субстрат поворачивает на угол, составляющий 90 , что приводит к возникновению турбулентного потока и диспергированию газа в субстрате. По мере подъема субстрата по емкости Б меняется скорость его потока