Аппарат для выращивания микроорганизмов аэрлифтного типа Советский патент 1979 года по МПК C12B1/10 

1

Изобретение относится к области микробиологии и касается аппаратов для выращивания микроорганизмов.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, лучеобразные циркуляционные трубы, расположенные внутри емкости ниже предполагаемого уровня жидкости, аэрирующие устройства, расположенные на нагнетательных концах каждой циркуляционной трубы и соединенные с воздухоподающим воздухопроводом, циркуляционный стакан {.

Недостатком этого аппарата является слабая циркуляция жидкости в емкости (за исключением циркуляционных труб) и наличие расслоения культуральной жидкости по уровням, вызванное малой скоростью опускания циркулирующей помимо циркуляционных труб жидкости.

Целью изобретения является вовлечение в циркуляцию пены, предотвращение расслоения культуральной жидкости по уровням и интенсификация таким образом процесса выращивания микроорганизмов.

Для осуществления этой цели впредложенном аппарате вокруг циркуляционного стакана . установлены диффузоры, внутри которых расположены аэраторы, а циркуляционные трубы, подсоединенные к нижней части диффузоров, сообщены с внутренним пространством циркуляционного стакана.

Внутри циркуляционного стакана, концентрично последнему, установлен дополнительный циркуляционный стакан, при этом нижняя часть последнего стакана расположена ниже основного стакана, а всасывающие концы циркуляционных труб присоединены к нижней части дополнительного

стакана.

Выше диффузоров, вокруг циркуляционного стакана, следует укрепить .дополнительные барботеры, соединенные посредством воздуховодов с низконапорной воздуходувной машиной.

На фиг. 1 схематично изображен предложенный аппарат в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг, 3-то же, что на фиг. 1, с дополнительным циркуляционным стаканом; на фиг. 4 - то же, что на фиг. 1, с дополнительными барботерами.

Предложенный аппарат содержит емкость 1, по меньшей мере, один циркуляционный стакан 2 (круглого, прямоугольного

сечения), аэраторы барботажного типа 3, расположенные внутри диффузоров 4, соединенных циркуляционными трубами 5 с внутренним пространством циркуляционного стакана 2, трубы 6 для подвода аэрирующего высоко- или средненапорного воздуха от высоко- или средненапорной воздуходувной машины (на чертежах не показана) к аэраторам через коллектор 7 и воздухораздающие трубы 8, патрубки 9 и 10 для подвода питательной среды и 11 для отвода готового продукта. Диффузоры 4 могут иметь различную форму.

Устройство для отвода биологического тепла на чертежах показано не на всех фигурах и может быть выполнено, например, в виде змеевиков с охлаждающей водой 12 (см. фиг. 4).

Внутри циркуляционного стакана 2, концентрично последнему, установлен дополнительный циркуляционный стакан 13 (см. фиг. 3), нижняя часть которого расположена вне основного. Всасывающие концы циркуляционных труб присоединены к нижней части дополнительного стакана.

Выше диффузоров, вокруг циркуляционного стакана 2, укреплены б арботеры 14 , (см. фиг. 4) для аэрации верхнего слоя культуральной жидкости, соединенные при помощи коллектора 15 и воздуховода 16 с низконапорной воздуходувной машиной 17.

Работает аппарат следующим образом.

Питательный раствор и чистая культура подаются через патрубки 9, 10 и заполняют емкость 1 до расчетного уровня. Воздух высоконапорной (или средненапорной) воздуходувной машины (на чертежах не показана) подается в аэрирующие устройства 3 через трубу 6, коллектор 7 и воздухораздающие трубы 8. Попадая в жидкость, воздух за счет малого удельного веса создает аэрлифт, и смесь воздуха с жйдkocтью начинает двигаться кверху. При соприкосновении с воздухом культуральная жидкость аэрируется. В нижней части диффузоров 4 и в циркуляционных трубах 5 создается разрежение. Поэтому жидкостьиз внутреннего пространства циркуляционного стакана 2 устремляется в трубы 5 (на фиг. 3 - в дополнительный всасывающий циркуляционный стакан 13).

Создаются два контура циркуляции - 5ДЙН через трубы 5, диффузоры 4, циркуляционный стакан 2 и снова трубы 5, другой - через циркуляционный стакан 2, помимо всасывающих труб 5, далее параллельнО диффузорам 4 и снова во всасУвающий стакан 2.

Внутри циркуляционного стакана 2 устанавливается устойчивый нисходящий поток жидкости со скоростью, превышающей скорость естественного барботированйя воздуха в жидкости. Поэтому пена и мелкодисперсные пузырБки воздуха, не успевшие покинуть жидкость, устремляются внутрь циркуляционного стакана 2. Пена, содержащая большое количество микроорганизмов, гасится более плотными слоями жидкости и весь поток жидкости устремляется в диффузоры 4 и аэрируется.

Циркуляция осуществляется таким образом, что все поверхностные слои жидкости, в которых могут отслаиваться более легкие питательные вещества (например, жидкие парафины нефти), устремляются к центру и засасываются в циркуляционный стакан 2. Это предотвращает расслоение жидкости пр уровням. Аэрирование жидкости, не попавшей в циркуляционные трубы, осуществляется барботерами 14. Аэрация за один цикл циркуляции как можно большего количества жидкости интенсифицирует процесс выращивания микроорганизмов.

Таким образом, конструкция аппарата обеспечивает интенсификацию процесса выращивания, при этом увеличивается его удельная производительность и снижается расход электроэнергии на выработку единицы продукции.

Формула изобретения

1.Аппарат для выращивания микроорганизмов аэрлифтного типа, содержащий емкость, размещенный внутри последней по меньшей мере один циркуляционный стакан, аэраторы с циркуляционными трубами, трубы для подвода воздуха в аэраторы, патрубки для подвода питательной среды и отвода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса выращивания путем вовлечения в циркуляцию пены и предотвращения расслоения культуральной жидкости по уровням, вокруг циркуляционного стакана установлены диффузоры, аэраторы расположены внутри диффузоров, а циркуляционные трубы сообщены с внутренним пространством циркуляционного стакана.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что емкость снабжена дополнительным циркуляционным стаканом, установленным концентрично внутри основного так, что нижняя его часть расположена вне основного и к ней подключены всасывающие концы циркуляционных труб.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в емкости выше диффузоров вокруг циркуляционного стакана укреплены барботеры для аэрации верхнего слоя культуральной жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 388016, кл. С 12В 1/10, 1973.

9иг.г