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

(54), АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

1

Изобретение относится к микробиологической промьтшенности, а именно к аппаратам для культивирования микроорганизмов в стерильных условиях при интенсивном пенообразовании.

Известен аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость, аэратор, установленный в верхней части емкости дисковый отражатель пены, патрубки для подвода питательной среды, воздуха и отвода готового продукта и отработанных газов 1.

Этот аппарат является наиболее близким к изобретению по технической сущности.

Он также содержит механический пеногаситель и диффузор.

К недостаткам известного аппарата относится то, что гашение пены при столкновении с отражателем и со стенками емкости незначительно, так как для разбивки пены ее скорость должна достигать больших величин (100 и более м/с) , Для соз-Дания таких скоростей необходимы специальные сужающие устройства и большие перепады давлений в качестве

швижущей силы.Отражатель в этом аппа1ратё не предназначен для создания высоких скоростей движения пены, конструкция его не позволяет создавать большие перепады давлений(несколько атм) между внутренней полостью диффузора и внутре(1ней полостью емкости.

Целью изобретения является по10вышение эффективности пеногашения и массообмена.

Для достижения этой цели в верхней части емкости под дисковым отражателем установлено сопло для пода15чи воздуха в зону над отражателем, при этом на дисковом отражателе центрально укреплен заостренный штырь,верхний участок которого размещен с образованием кольцевого зазора

20 в выходном отверстии сопла.

На фиг. 1 представлен аппарат для культивирования микроорганизмов на фиг.2 - узел I на фиг. 1.

Аппарат содержит емкость I, в хней части которой установлен дисковый отражатель 2 пены. На нем центрально укреплен заостренный штырь 3. В верхней части емкости 1 нал дисковым отражателем 2 с зазором 30 установлена труба 4 с соплом 5 для

подачи воздуха в зону над отражателём 2. Верхний участок штыря 3 размещен с образованием кольцевого зазора в выхЪдном отверстии сопла 5 При этом площадь ropHSOHTajibHoro сечения, образованного штырем 3 и стенками сопла 5, должна быть больше площади сечения, образованного между торцом сопла 5 и отражателем 2, С целью уменьшения давления воздуха. Количество труб 4 с соплами 5, расположенных над уровнем жидкости, может быть различным в,

зависимости от размеров аппарата, в нижней части емкости 1 расположено аэрирующее устройство б барботажного типа, соединенное.с патруком 7 для подвода воздуха. Емкость

1имеет также патрубок 8 для подвода питательной среды, патрубок 9 дл отвода отработанных газов, патрубок 10 для отвода готового продукта.

Аппарат работает следующим обра- зом.

После заполнения до определенного уровня простерилизованной емкости 1 через патрубок 8 питательной средой по патрубку 7 подают сжа ,тый стерильный воздух на аэрацию.По трубе 4 подается также сжатый стериный воздух, который проходит в зазо мбжду стенками сопла 5 и заостренным штырем 3 и, отражаясь от него, с большой скоростью направляется в плоскости отражателя 2 к стенкам .. емкости I. При этом под отражателем

2образуется значительное разрежение (зона пониженного давления).Образующаяся в аппарате пена засасывается в зону пониженного давления, образуя пенный бугор. Достигнув рабочей плоскости отражателя 2, пена захватывается потоком воздуха и, двигаясьсо скоростью 100-300 м/с, разбивается о стенки емкости 1. Отделившаяся жидкость стекает вниз,

а врздух выходит через патрубок 9. Уровень,монолитной жидкости в аппарате выбирается таким, чтобы при подаче воздуха в аэрирующее устройство уровень аэрированной среды в аппарате был бы несколько ниже или равным плоскости отражателя 2. В этом случае ост ается минимал ьный Нл6й образующейся пены. Коэффициен заполнения аппарата может быть до-. вольно высоким и достигать значения 0,8-0,85. Аппарат предназначен для работы с пенообразующими средами. При хорошем пенообразовании в аппарате наблюдается следующая .картина. Пена засасывается в область пониженного давления под отражатель 2, при SfdMB центре емкости 1 наблюдается интенсивное движение газожидкостйо потока вверх, вдоль стенок емкости 1 наблюдается интенсивное движение потока вниз.

Таким образом, при пенообразовании и подаче воздуха в сопло 5 в аппарате создается разнонаправленный поток газожидкостной смеси, благодаря чему происходит интенсивное перемешивание среды, при этом дос;тигается тонкое диспергирование пузырьков воздуха от действия пониженного давления и удара пенной струи о стенки аппарата.

При ухуда1ении пенообразования эффект перемешивания и диспергирования понижается. В таком случае для улучшения перемешивания в аппарате может быть установлен диффузор. Аппарат может работать как в периодическом, так и в непрерывном режиме.. Подача воздуха в сопло может регулироваться в зависимости от интенсивности пенообразования.

По окончании процесса продукт сливают через патрубок 10. Аппарат прбйавают и стерилизуют.

Предлагаемый аппарат отличается простотой конструкции. Он может быть выполнен как герметичным для стерильного процесса, так и открытым.

Непременным условием эффективной работы аппарата является интенсивное пенообразование. При пенообразовании за счет повышенной циркуляции потока, усиленного диспергирования воздуха и интенсивного перемешивани повыаается поверхность контакта фаз и эффективность массообмена. Пена, попадая попеременно в зоны пониженного и повышенного давлений мгновенн разделяется. Конструкция аппарата позволяет повысить коэффициент его заполнения.

Формула изобретения

Аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий емкость, аэратор, установленный в верхней части емкости дисковый отражатель пены, патрубки для подвода питательной среды, воздуха и отвода. готовог 5 продукта и отработанных газов, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пеногашения и массообмена, в верхней части емкости над дисковым отражателем установлено сопло для подачи воздуха в зону над отражателем, при этом на дисковом отражателе центрально укреплен заостренный штырь, верхний учас;ток которого размещен с образованием кольцевого зазора в выходном отверстии сопла.

Ксточгглкя информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 322363, С 12 В 1/18, 1970 (прототип) .