Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1982 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к аппаратам для выращивания микроорганизмов.

Известны аппараты данного назначения. Они содержат емкость, механические устройства для перемешивания и аэрации среды, устройства для отсоса и разрушения пены, размещенные внутри емкости 1 и 2. Эти аппараты предназначены для энергоемких процессов микробиологического синтеза, основанных на переработке углеводородов нефти.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, установленные в ней диффузоры для циркуляции среды восходящими и нисходящими потоками, аэраторы и трубы для подвода воздуха. В емкости размещен центральный диффузор, с которым связаны водоводами диффузоры, расположенные по окружности. Аппарат для выращивания микроорганизмов предназначен для выращивания микроорганизмов на углеводах, получаемых из непищевого растительного сырья. В аппарате центральный и периферийные диффузоры заполнены пеной, вследствие чего не создается движущей силы циркуляции и отсоса пены ГЗ.

Однако в этом аппарате отсутствует устройство, способное отобрать пену из верхних слоев и вовлечь ее в циркуляцию.

Принцип работы эрлифта основан на том, что образующаяся в эрлифтноП трубе легкая газожидкостная смесь

10 вытесняется поступающей с нижнего конца трубы более плотной и тяжелой жиддкостью. Если же к другому концу трубы подвести менее плотную жидкость или хотя бы равной плотности, эр15лифт работать не будет. Кроме того, эрлифт не может создать таких скоростных потоков, которые могли бы увлечь плавающую на поверхности жидкости пену вниз через слой жидкости. Со20здать же такой режим работы в аппарате, при котором бы не образовалась пена, невозможно. А поскольку пена будет образовываться, она в силу своей значительно меньшей плотности, будет плавать на поверхности жидкости, независимо от того циркулирует ли находящаяся ниже жидкость или она неподвижна.

Удельная производительность тако30го аппарата является игВы ;«1--(1П. Цель изобретения - увеличение удельной производительности аппарата Цель достигается тем, что в аппарате для выращивания микроорганизмов содержащем емкость, установленные в ней диффузоры для циркуляции среды восходящими и нисходящими потоками аэраторы и трубы для подвода воздуха каждый аэратор снабжен устройством для рециркуляции пены в культуральн.ую жидкость, содержащим, камеру для забора пены, образованную усеченными конусами у. сопряженными больщими основаниями, и имеющую, окна для прохода пены, и трубу Вентури, сообщенную с камерой и подключ.енную к аэратору при этом каждая труба для подвода воздуха имеет сопло, размещенное в камере для забора пены. На фиг.1 схематично изображен аппарат для выращивания микроорганизмов; на фиг.2 - камеры для забора пены, продольный разрез. Аппарат дл.я выращивания микроорганизмов содержит емкость 1, диффузоры 2, аэраторы 3, каждый из кото рых снабжен устройством для рециркуляции пены в культуральную жидкость, содержащим камеру 4 для забо ра пены, образованную усеченными конусами 5 и б, сопряженными большим основаниями и имеющую окна 7 для про хода пены, и трубу 8 Вентури, сообщенную с камерой и подключенную к аэратору. Каждая труба 9 для подвод воздуха имеет сопло 10, размещенное в камере- для забора пены, с возможностью его осевого перемещения. На конусе б закреплен с возможностью вращения конус 11, снабженный проре зями .12, равными по величине окнам Вращая конус 11 относительно конуса б, можно регулировать живое сечение окон 7. Упомянутые выше аэраторы 3 состоят из Отбортованных конусозз 13 и дисков 14,. закрепленных с зазором относительно друг друга. Аппарат может быть снабжен системой подачи питания, содержащей ст каны 15, укрепленные под дисками 14 и сообщенные отводами 16 с подводящей .трубой 17. Аппарат работает следующим образом. После промывки и дезинфекции аппарата в него заливают питательную среду и засевают соответствующую .к.у туру микроорганизмов.. Затем включаю подачу воздуха. По трубам 9 сжатый воздух поступает в сопла 10, из которых он с увеличенной скоростью выбрасыв-ается в трубу 8 Вентури, где скорость движения, в.оздуха еще более возрастает, а его стати 1еское давле ние резко падает. За счет этого 6.к мерах 4 для забора пены, сопряженных с трубами 8 Вентури, возникает разрежение, вследствие чего череп окна 7 внутрь камер 4 интенсивно всасывается пенная фаза, которая образуется в верхней части емкости 1 во время-работы аппарата. Для обеспечения оптимального режима всасывания пены соответствующего скорости ее образования, предварительно в период пробных пусков аппарата, должно быть подобрано необходимое положение бопел 10 и живое сечение окон 7. Из камер 4 пенная фаза всасывается в трубу 8 Вентури, где вследствие падения статического давления пузырьки пены интенсивно разрушаются, и жидкость, их образующая, приобретает капельную структуру. Воздушный поток с капельками жидкости из суженной части трубы 8 Вентури поступает в ее нижнюю расширенную часть, где за счет п.остепен-. ного снижения скорости и увеличениядавления происходит интенсивное обогащение капелек жидкости кислородом. Далее, газожидкая смесь через кольцевую щель аэраторов 3 выбрасывается в нижнюю часть .емкости 1, где происходит аэрация находящейся там жидкости . Одновременно про.исходит насыщение жидкости питательными веществами, подаваемыми через трубу 17, отводы 16 и стаканы 15 непосредственно в зону аэрации. Аэрированная жидкость, как обладающая меньшей плотностью по сравнению с монолитной, образует внутри диффузоров 2 восходящие потоки, которые, достигнув верхних кромок диффузоров 2 и зеркала, жидкости, сепарируют газ и по междиффузорному пространству опускаются вниз, возвращ-аясь в диффузоры 2 снизу и -образуя замкнутые циркуляционные контуры. Таким образом, из-заналичия устройств для рециркуляции пены, состоящих из труб 8 Вентури и камер 4 для забора пены происходит активное всасывание пены, раз.рушение ее и вовлечение в активную зону аппарата, где она эффективно насыщается кислородом, и обогащается питательными веществами. Последнее позволяет интенсифици-. ровать процесс выращивания микроорганизмов за счет из более полного вовлечения в активную зону, увеличить удельную производительность аппарата и исключить использование химического пеногасителя . При производительности базового аппарата, составляющей 13 т/сут и удельной производительности, равной 1,35 кг/ч-м рабочего объема, производительность предлагаемого аппарата 16 т/сут, а удельная производительность его возрастает до 16,7 кг/ч-м. Формула изобретения Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, установленные в ней диффузоры для циркуляции среды восходящими н нисходящими потоками, аэраторы и трубы для подвода воздуха, отличающи fiс я тем, что, с целью более полного вовлечения верхних слоев пены в циркуляцию и увеличения удельной производительности аппарата, каждый аэратор снабжен устройством для рециркуляции пены в культуральную жидкость, содержащим камеру для забора пены, образованную усеченными конусами, сопряженными большими основаниями, и имеющую окна для прохода .пены, и

трубу Вентури, сообщенную с камерой и подключенную к аэратору,при этом каждая труба для подвода воздуха имеет сопло, размещенное в камере ппя забора пены, Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 594167, кл. С 12 М 1/04, 1976.

2. Авторское свидетельстпо СССР № 637424, кл. С 12 М 1/04, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 644821, кл. С 12 М 1/00, (прототип.