Аппарат для культивирования микроорганизмов Советский патент 1980 года по МПК C12B1/10 

(54) АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

1

Изобретение относится к микройюлогической промышленности, а именно к аппаратам для культивирования микроорганизмов.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость, установленный в ней циркуляционный цилиндр с отбортовкой, размещенный под ним с образованием кольцевого зазсфа диск и циркуляционную систему, включающую насос, эжекторы и трубопровоаы 1.

Известный аппарат по технической сущности и достигаемому при использовании результату является наиболее близким к предлагаемому изобретению.

К недостаткам такого аппарата относится не полное перемешивание в емкости аэрированной культуральной жидкости, что влечет за собой образование в верхней части значительной толщины пенного слоя с весьма высоким сойер- жаниом микроорганизмов и незначительным содержанием питательных вешеств

ДЛЯ них, в то время как в нижней части емкости находится культуральная жидкость обильно обогащенная питательными веществами, но с незначительным содержанием микроорганизмов. Это обстоятельство отрицательно влияет на рост и размножение микроорганизмов, что сн№жает производительность аппарата.

Кроме того, подсос юздуха для аэрадаи культуральной жидкости непосредст венно из атмосферы исключает обеспечение стерильности при культивировании микроорганизмов, что создает затруднений во время эксплуатации аппарата и ог;раничивает область его применения.

Целью изобретения являетс.я-йовыше- ние производительности путем улучшения аэрации культуральной жидкости и ее перемешивания.

Для достижения этой цели в кольцевом зазоре между отбортовкой циркуляционного цилиндра и диском размещена шшиндриче-ская вставка, содержащая окна для прохода поступаюгцей из эжекторов газожийкостной смеси в циркуляционный цилиндр, а выходные сопла эжекторов размещены напротив этих окон. На фиг.1 представлен аппарат для .культивирования микроорганизмов, разpeaj на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изофажен предлагаемый аппарат, разрез по цилиндрической вставке. Аппарат для культивирования микроорга1юзмов содержит емкость 1, установленный в ней циркуляционный цилиндр 2 с верхней отбортовк ой 3 и нижней профилированной отбортовкой 4. Под цилиндром 2 размещен диск 5 так, что между 1шжней отбортовкой 4 и этим диском 5 образуется кольцевой зазор, в котором раз мещена цилиндрическая вставка 6 с окнами 7. Вставка 6 может.состоять из набора профилироваш ых элементов. . С внешней стороны по периметру ем кости 1 размещены эжеКторы, состоящие из входных конетеских насадков 8 камер 9 смешения и диффузоров 1О, с которыми соединены конфузорные элементы XI с вьшускными насадками 12 и коническими выходными соплами 13, размещенными напротив окон 7, Аппарат имеет внешнюю циркуляционную систему, состоящую из трубопровода 14, установленного на линии всасываВИЯ и соединяющего емкость 1 с циркуля ционным насосом 15, трубопровода 16, установленного на линии нагнетания, соединенного через патрубки 17 с распределительным коллектором 18, преднаэначенным для подачи культуральной кости через патруйк.й19/и телескопическ соединенные с ними сопла 20, направлен ные в камеры 9 смещения эжекторов. На внешней поверхности цилиндрической часта циркуляционного цилиндра 2 размешено плоское теплообменное устройство 21 с подводящей тру бой-2 2; и отводящей трубой 23. В верхней части емкости 1 предусмотрены герметич1ески закрывающи ся nicK , труба 25 для отвода отработанноТго воздуха и продуктов жизнедея тельноста микроорганизмов через гидрав лический затвор 26 с присоединенной к нему трубой 27 в атмосферу, а также труб 28-31 для подачи соответственно пита тельной среды, раствора питательных солей посе во и кул ьтур ы и пе ногаснтель но иэм ул ь сии кфорсункам 32 для его разбрызгивания. Для отвода из емкости 1 готового продукта предусмотрена труба 33, а дли опорожнения емкости 1 в нижней части приваре s.bj-.:--;- .-.--,,-.. ..--.:.- I...- ;.; :. ;Х . на тоуба 34. Забор стерильного чистого воздуха в эжекторы произюдится из распределительного кольцевого воздуховода 35, оборудованного герметически закрьгаающимися лкками 36 и соединенного при помощи днффузорного насадка 37 и воздуховода 38 с центробежным вентилятоом 39, который производит забор воздуха из атмосферы через фильтрующее устройство 40. Для регулирования количества воздуха, подаваемого вентилятором 39 в распределительный кольцевой воздуховод 35, за вентилятором 39, установлено шиберное устройство 41. Аппарат работает следующим образом. В емкость 1 в определенных колич ествах по трубе 28 подается питательная среда, по трубе 29 - раствор питательных солей, по трубе 30 - посевная культура дрожжей. Включают циркуляционный насос 15. Образовавшаяся культуральная среда из емкости 1 по трубопроводу 14 поступает в циркуляционный насос 15 и далее по трубопроводу 16 через патрубки 17 подается в распределительный коллектор 18, откуда через патрубки 19 и телескопически соединенные с ними конически сходящиеся сопла 20 поступает в камеры-9 смешения эжекторов, где под воздействием эжектирующего свойства струи культуральной жидкости возникает ра ежение, под вбздействием которого туда же устремляется стерильный воздух из внутренней полости распределительного кольцевого воздуховода 35, соединенного с центробежным венталятором 39, который за&1рает воздух из окружающего пространства/ .через фильтрующее устройство 40i где воздух подвергается очистке и стерилизации. Регулирование расхода воздуха осуществляет ся шиберным устройством 41. В камерах 9 смешения эжекторов первой ступени происходит интенсивное перемешивание культуральной среды с воздухом. Образовавшаяся жидкостно-воздушная смесь поступает в диффузоры 10, где происходит понижение ее скорости и повьш1ение давления. Из диффузоров жидкостно-воздушная смесь I под воздействием гравитационных сил и повышенного давления поступает в конфузорные элементы 11, а оттуда через васадки 12 и сопла 13 - в расположенные напротив окна 7, образованные в цилиндрической вставке 6, установленной в кольцевом зазоре между отбортовкой 4

щфкулянибнного шшнндра 2 и расположенным поп ним диском 5. Под воздействием эжектирующего свойства струи жидкостио-воэдушной смеси воэникает разрежение поп воздействием которого в окна 7 устремляется культуральная жидкость из нижней части емкости 1, Проис- зсодит их мелкодисперсное перемешивание. Образовавшаяся жицкостно-воздушна я смесь поступает в циркуляциойный цклиид 2, где происходит пойижеиие ее скорости и повьпиение давле шя, В результате образуется жидкостно-воздушная смесь, имеющая плотность ниже плотности культуральной жидкости в периферийной часга аппарата. Под воздействием разноста плотностей культуральной жидкости в периферийной части аппарата и во внутренней полости циркуляционного щ линдра 2 и наличия избыточного давления в нижней части шфкуляиионного цилиндра 2 возникает принудительная циркуляция культуральной среды в емкости 1, Эмульсия ОЛЯ гашения офазующейся пены подается через форсунки 32, к которым она поа водится по трубе 31. Запорные устройст ва форсунок 32 срабатывают автоматически при получении сигнала от сигнализирую щего поплавкого ; устройства, изменяющего свое положение по высоте емкости 1 в зависимости от уровня пены. Отработанный воздух и продукты жизнедеятельности ми1фООрганизмов отводятся через трубу 25 в гидравлический затвор 26 и затем через трубу 27 в атмосфе ру. По мере накопления биомассы в культуральной жидкости последняя отводится из емкости 1 по трубе 33. Охлаждение культуральной среды в ёмкости 1 в процессе работы аппарата осуществляете СИ холодной водой, подводимой к теплообмешюму устройству 21.; .

При работе аппарата в нестерильных условиях вентилятор 39 ES работу не включается. Воздух для аэрации поступает в распределительный кольцевой поздуховод 35 через открытые отверстия люков 36, которые закрываются во время перемешивания культуральной жидкости без доступа воздуха.

Размещение эх екторов снаружи емкости 1 облегчает условия ее мойки, стерилизацию проведения процесса выращивания и обеспечивает эффективный подвод жидкостно-воздушной смеси через сола 13 в расположенные напротив окна 7 и далее в циркуляционный цилиндр.

Наличие шиберного усаройства за вентилятором дает возможность регулиротзат или совсем прекращать подачу воздуха для аэрахши в аппарат, что дает возможность испол ззовать данный аппарат для выраишвания некоторых видов микроорганизмов, когда необходимо во время работ аппарата изменять интенсивность аэрашш культуральной }«а1цкостк и производить периодическое перемешение без доступа воздуха.

Формула изобретения

Аппарат для культивирования мшсроорганизмов, содерл-сащий емкость, установленный в ней 1Шркуляционнь й цилкийр с отбортовкой, размещенный под ним с образованием кольцевого зазора и циркуляшюнную систему, включающую насос, эжекторы и трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повьциения производительности путем улучшения аэрацго1 культуральной жидкости и ее перемешивания, в кольцевом зазоре между отбортовкой циркулящюнного №i- линдра и диском размещена далиндричео-кая вставка, соцер саща.й окна для прохода поступающей из эжекторов газожиокост ной смеси в циркуляционный цклиящэ, а выходные сопла эжекторов размещены напротив этих окон.

Источники ивформациИ| принятые во внимйиие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 424877, С 12 В 1/1О, 1972(прототип). Л28 23 111./ / j --.- Z 77 . о о LM - 1 -.-о-| 1 3131 18 2if пL / /// / /.