Аппарат для аэробного выращивания микроорганизмов Советский патент 1981 года по МПК C12M1/02 

(5t) АППАРАТ ДЛЯ АЭРОБНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ

I

Изобретение относится к аппаратам для выращивания микроорганизмов с большим выделением тепла, таких как бактерии, дрожжи, грибки, водоросли.

Процесс роста и обмена веществ g сопровождается у многих видов микроорганизмов значительным выделением тепла, которое следует отводить для того, чтобы предотвратить повышение температуры выше той, при которой ю микроорганизмы могут продолжать свою нормальную жизнедеятельность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для аэробного выращивания микроорга- ja низмов, содержащий емкость с соосно установленной циркуляционной обечайкой, в средней цилиндрической части которой встроен кожухо-трубчатый теплообменник, и размещенное под 20 обечайкой устройство для перемешивания и аэрации культуральной жидкости Г 1 .

Однако этот аппарат обладает низкой производительностью.25 МИКРООРГАНИЗМОВ

Целью изобретения является повышение производительности аппарата.

Для достижения этой цели в аппарате для аэробного выращивания микроорганизмов, содержащем емкость с соосно установленной циркуляционной обечайкой, в средней цилиндрической части которой встроен кожухо-трубчатый теплообменШ1к, и размещенное под обечайкой устройство для перемешивания и аэрации культуральной жидкости, отношение расстояния от стенки обечайки до стенки емкости к диаметру обечайки в цилиндрической ее части составляет от 1/3 до 1.

На фиг. 1 и 2 показан аппарат дляаэробного выращивания микроорганизмов, поперечный разрез, варианты выполнения, на фиг.З - циркуляционная обечайка с размещенным в ней пучком теплообменных труб, на фиг. - предлагаемое устройство,эскиз.

Аппарат для аэробного выращивания микроорганизмов содержит емкость 1 с соосно установленной в ней циркуляци онной обечайкой 2, под которой размещено устройство 3 для перемешивания и аэрации. В средней цилиндричес кой части циркуляционной трубы встро кожухо-трубчатый теплообменник t. Для ввода охлаждающего агента предназначен патрубок 5, а для вывода патрубок 6. Аппарат снабжен двигателем 7 и ме; аническим пеногасителем 8. Устройство 9 для подсоса воздуха самовсасывающего типа сообщено с патрубком 10 для подвода воздуха и установлено в сужающейся трубе, выполненной, например, в виде трубы Вентури 11, соединенной с цилиндрической частью циркуляционной обечайки 2. Устройство 9 может быть расположено как над цилиндрической частью обечайки 2, так и под ней, непосредственно под устройством 3 для переме шивания и аэрйрованйя. В качестве охлаждающего агента можно использовать как воду, так и любое другое охлаждающее в ещество. ., Кооме того, теплообменник может работать как испаритель. В этом слуг чае в качестве охлаждающего агента используют, например, аммиак или фре он, за счет испарения которых можно осуществлять отвод значительного количества тепла. Диаметр цилиндрической части циркуляционной обечайки обеспечивает оптимизацию среднего времени выдерж ки воздушного пузырька определенного диаметра в системе обработки газом. На фиг. обозначено : R - диаметр емкости, г - диаметр цилиндрической част циркуляционной обечайки, f: Т - - , Н - высота столба жидкости в емкости 1, м. Если объем ферментера составляет TR. Н и одна циркуляция совершается за Т секунд,то получается поток на FR Н Т Скорость жидкости в наружном кру говом кольце ферментера равна м/сек. V Так как R Р,ол.и.( вверх К этому прибавляется скорость подъема воздушного пузырька BepK№V5bipek) TCI-t -) Аналогично скорость спуска воздушного пузырька в центральной трубеt tU V fp «6 вниъ(п зырвк) BBepxinvsbipeK) Твииа(пУ5ырек)в1Числяют следующим образом: Т- ввврх(п«ь.рек) V 3e;;cn 3b,pe Т У вмиг№.зырек) Увнимгазырек) После подстановки получаем т .- 11А-Г) BBepx(nvsbipeic) ) виу|3(.) Н т При среднем времени обращения одного воздушного пузырька до отдачи кислоР°Д in«b,peKTV«iwv3b,pex) -Т totlnvjbipeK) Н-Т) т.е. время полной циркуляции воздушного пузырька. Получается, что длительность пребывания воздушного пузырька должна избираться с таким расчетом, чтобы пузырек оставался в жидкости до тех пор, пока он не отдаст большую ча(уь своего кислорода среде путем диффузии. Это достигают тем, что во время перекачки Т высоту циркуляционной обечайки Н и отношение диаметра цилиндрической части циркуляционной обечайки г к диаметру емкости R взаимно подбирают так, чтобы создать оптимальные условия. При этом оказывается, что полезная зона между стенкой циркуляционной обечайки 2 и стенкой емкости 1 составляет от 1/| до 1,0 диаметра обечайки 2, предпочтительно Г 0,33-0,6 При таких значениях З обеспечивается оптимальная длительность выдержки воздушных пузырьков, иначе говоря, обеспечивается оптимальное использование кислорода, содержащегося в воздушных пузырьках. Благодаря увеличенному времени пребывания воздушных пузырьков можно лучше использовать введенный вместе с воздухом киcлopoдJ быстро отвести большие количества тепла и сэкономит охлаждающийся агент. Формула изобретения Аппарат для аэробного выращивания микроорганизмов, содержащий емкость с соосно установленной циркуляционно обечайкой, в средней цилиндрической части которой встроен кожухо-трубs 6 чатый теплообменник, и размещенное под обечайкой устройство для перемешивания и аэрации культуральной жидкости отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, отношение расстояния от стенки обечайки до стенки емкости к диаметру обечайки в цилиндрической ее части составляет от 1/3 до 1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 371271, кл. С 12 В 1/10, 19б9.

10

J/

/

Н