Установка для выращивания микроорганизмов Советский патент 1980 года по МПК C12B1/10 

Изобретение относится к микробйблогической промлоленности и может быть использовано в различных процессах микробиологического синтеза, таких, как шфашивание дрожжей, различных бактериальных культур и пр. Известны установки для выращивания ьшкроорганизмов, содержащие соо щающиеся в верхней и нижней частях колонны восходящего и нисходящего потоков газожидкостной смеси с сист мой для ввода питательной среды, воз духа и отвода готового продукта и о работанных газов 11 . К предложенной установке наиболее близка установка для выращивания микроорганизмов, включающая сообщающиеся трубопроводами колонны восхо дящего и нисходящего потоков культу ральиой жидкости, разделенные по высоте горизонтальными перегородками на секции и снабженные устройствами для аэрации культуральной жидкости, состоящими из эжекторов и размещенными в секциях колонн, патрубками для подвода питательной среды, воздуха, отвода отработанного газа н продукта и пеногасящим ycTpojRcTBOM 12 , Основной недостаток такой установки заключается в том, что ее применение ограничено процессами, газосодержание среды при которых не ниже 50%. Известно, что в таких процессах, как илращивание кормовых дрожжей на гидролизных средах, максимально достижимое газосодержание среды не превышает 50%, а при выращивании микроорганизмов на углеводородах нефти не превышает 30%. При газосодержании 50-% максимальная высота подъема жидкости равна высоте слоя жидкости в нижней секции , т.е. при расположении секций одна над другой, когда крышка нижележащей секции является днищем вышележащей, невозможно обеспечить в верхних частях каждой секции наличие газового сепарационного пространства и одинаковый уровень заполнения секций, гак как это требует большей высоты подъема жидкости, на величину, равную высоте газового пространства. Известная установка не обеспечивает эффективное выращивание микроорганизмов на питательных средах с различными реологическими свойствами.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса при выращивании микроорганизмов на питательных средах с различшами реоло: : ческими свойствами.

Для достижения этой цели в предложенной установке в колонне восходящего потока центрально установлена труба, верхняя и нижняя части которой расположены вне колонны, это секции в последней размещены вокруг трубы по винтовой линии и разделены перегородками, не доходящиьда до яииЕца, на сообщающиеся камеры аэраци1: и деаэрации культуральной жидкости, причем камеры деаэрации сообщены с внутренней полостью трубы через отверстия в стенке последней.

Устройство для аэрации культуральной жидкости в колонне восходящего потока должны содержать трубки длп подвода воздуха и установленные НЕЩ ними циркуляционные обечайки

Целесообразно центрально установленную трубу колонны восходящего потока подключить НИЖНИМ концом к пеногасящему устройству, а в ее верхней части разместить газоочистительное устройство.

Каждую к;амеру аэрации предыдущей по ходу движения культуральной жидкости секции следует сообщить с камерой деаэрации последующей через отверстие в вертикальной стенке,

Трубопровод, сообщающий в нижней части колонну нисходящего потока с колонной восходящего потока, должен быть подключен к камере деаэраций нижней секции колонны восходящего потока.

На фиг. 1 схематично изображена предложенная установка в разрезе на фиг. 2 - разрез А-А фиг.Is на фиг. 3 - развертка колонны восходящего потока, показывающая расположение секций относительно друг друга.

Установка для выращивания микроорганизмов включает колонны 1 и 2 соответственно восходящегй и нисходящего потоков культуральной жидкостиj сообщающиеся в верхней части трубопроводом 3, а в нижней - трубопроводом 4 с задвижкой 5. Колонна 1 состоит из секций 6, имеющих в плане вид секторов, отделенных друг от друга радиальными перегородками 7 и горизонтальными перегородками 8.

Секции 6 последовательно приподняты одна относительно другой (см, фиг.З) и расположены по восходящей винтовой линии вокруг трубы 9р установленной центрально в колонне 1„ Каждая секция 6 разделена дополнител ной радиальной перегородкой 10, не доходящей до дна на две камеры камеру 11 деаэрации, сообщающуюся в верх ней части через отверстие 12 с трубой 9, и камеру 13 аэрации, которая

через отверстия 14 сообщается со следующей секцией б„

В каждой камере 13 установлены устройства для аэрагии культуральной жидкости, состоящие из трубок 15 для подвода воздуха, связанных с 5 трубопроводом 16 подачи воздуха, и расположенных над ними циркуляционных обечаек 17,

Таким образом все секции 6 после. Яовательно соединены друг с другом

через отверстия 14, а все камеры 11 через отверстия 12 с трубой 9, нижний конец которой подсоединен к пеногасяаему устройству 18«

В верхней части грубы 9 размещено

IS газоочистительное устройство 19.

Устройство 18 соединено трубой 20 с газовой зоной нижней секции 6 и трубой 21 - с жидкостной зоной этой секции для отвода соответствен0 но газовой и жидкой фаз в колонну 1. Колонна 2 разделена с помощью трубных досок 22 на рабочие секции 23 и cesoTHH 24 теплообмена. Каждая секцмя 23 снабжена эжекционными аэрато«е рами 25, По оси колонны 2 расположена труба 26, сообщающаяся через отверстия 27 с верхней частью каждой секции 23,

По аналогии с колонной 1 нижний ,

j конецтрубы 26 подсоединен к пено гасящему устройству 28, а верхний - к газоочистительном устройству 29. Воздух в эжекционные аэраторы подсасывается через трубки 30, снабженные фильтрами 31.

5Установка работает следующим образом

Питательная среда и посевная культура микроорганизмов подгиотся в

0 нижнюю секцию 6 колонны 1. После заполнения этой секции до рабочего уровня в трубку 15 подается сжатый . воздух. По насыщении среда воздухом уровень ее в зоне эрлифта повыиается

g и через отверстие 14 среда поступает в следующую секцию 6, в камеру 11, где выделившийся отработанный газ с избытком пены уходит через отвер-. стие 12 в трубу 9,13. культуральиая

л среда проходит под перегородкой 10 в камеру 13 секции б. Таким образом культуральная среда поднимается по винтовой линии до верха колонны 1,

Пеногазовая смесь, попадая в трубу 9, разделяется: пена перёме вдается вниз и увлекается в устройство 18, а отработанные газы через устройство 19 выбрасываются в атькзсферу.

Из верхней секции 6 колонны 1 0 среда по трубопроводу 3 перетекает в колонну 2 S После заполнения верхней секции 23 колонны 2 среда переливается через верхние кромки жекторов и поступает в следующую сек5 цшо, подсасывая при этом воздух через трубки 30 и фильтры 31. Как толь ко колонна 2 вступает в действие, в секции 24 подается озслаждающая вод для отвода тепла, выделяемого микроорганизмами, от среды протекающей через эжекционные аэраторы 25. После заполнения нижней секции колонны 2 открывается запиргиощий орган на трубопроводе 4 и рабочая куль тургшьная среда начинает поступатьв отсек деаэращии нижней секции 6 колонны 1, замыкая полный контур циркуляции. Отбор среды на дальнейшу переработку может осуществляться из нижней секции 6 колонны 2. Отработанные газы и избыточную пену в колонне 2 удашяют как в колонне 1. Таким образом, благодаря наличию ступенчатого подъема жидкости, а также организованного принудительног разрушения пены и очистки отработанных газов предлагаемая установка более эффективно работает на средах с различными реологическими свойствги м используя при этом запас потенциальной энергии поднятой жидкости для эжектирования воздуха в колонне нисходящего потока, что обеспечивает более экономичное ведение процесса. Формула изобретения 1. Установка для выращивания микроорганизмов, включающая сообщающиеся трубопроводами колонны восходящего и нисходящего потоков культуральной жидкости, разделенные по высоте горизонтальными перегородками на секции и снабженные устройствами дл аэрадии культуральной жидкости, размешенными в секциях колонн, патрубками для подвода питательной среда, воздуха,отвода отработанного газа и продукта и пеногасящим устройством, отличающая ся тем, что, с целью повышения эффективности процесса при выращивании микроорганизмов на питательных средах с различными реологическими свойствами, в копонне восходящего потока центрально установлена труба, верхняя и нижняя части которой расположены вне колонны, при этом секции в последней размещены вокруг трубы по винтовой линии и разделены перегородками, не доходящими до днища, на сообщающиеся ка7 меры аэрации и деаэргщии культуральной жидкости, причем камеры деаэрации сообщены с внутренней полостью трубы через отверстия в стенке последней . 2.Установка по п.1, о т л и1чающая ся тем, что устройства, для аэрации культуральной жидкости в колонне восходящего потока содержат трубки для подвода воздуха и установленные над ними циркуляционные обечайки, 3.Установка по п. 1, о т л ичающая ся тем, что центрально установленная труба нижним концом подключена к пеногасящему устройству, а в ее верхней части размещено газоочистительное устройство. 4.Установка по п.1, о т л ичающая ся тем, что каждая камера аэрации предыдущей по ходу движения культуральной жидкости секции сообщена с камерой деаэрации последующей через отверстие в вертикальной стенке. 5.Установка по п,1, отличающаяся тем, что трубопровод, сообщающий колонну нисходящего потока в нижней части с колонной восходящего потока, подключен к камере деаэрации нижней секции колонны восходящего потока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 553279, кл. С 12 В /W, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР W 519469, кл. С 12 В 1/10, 1974 (прототип) ,