Аппарат для выращивания микроорганизмов Советский патент 1982 года по МПК C12M1/14 

.1

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

По основному авт. св. № 569594 известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий герметичную емкость с центрально установленным цилиндром, кольцевое пространство которой разделено радиальными перегородками, доходящими и не доходящими до крышки, на ряд секций, причем каждая секция снабжена аэрирующим и перемешивающим устройством и в каждой секции аппарата над аэрирующим и перемешивающим устройством установлены диффузор и концентрично ему стакан с зазором относительно стенок и днища секции для образования дополнительного циркуляционного контура, при этом теплообменники и аэрирующее и перемешивающее устройство расположены в циркуляционном канале между диффузором и стаканом 1.

Однако в таком аппарате степень диспер ирования воздуха и компонеитбв питательной среды невелика, что снижает коэффициент массопередачи к производительность аппарата.

Целью изобретения является повыщение удельной производительности аппарата.

Цель достигается тем, что в аппарате в каждой его секции в канале между днищами стакана и диффузора установлены неподвижно с зазором вокруг аэрирующего и перемешивающего устройства лопатки под углом 25-35° к радиусу по направлению

10 вращения аэрирующего и перемешивающего устройства.

На фиг. 1 схематически изображен предложенный аппарат, разрез; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А

15 на фиг. 2.

Аппарат для выращивания микроорганизмов представляет собой емкость 1 с крышкой 2, в которой центрально установлен 20 цилиндр 3 с образованием кольцевого пространства между ним и стенкой емкости 1. Кольцевое пространство разлелено радиальными перегородками 4, доходящими до крышки 2, на ряд герметичных секщ1Й 5 и ради39альпыми перегородками 6, не доходящими до крышки 2, на ряд сообщающихся между собой секций 7. Каждая секция снабжена аэ рирующим и перемещивающим устройством диффузором 9, установленным над устройством 8 и стаканом 10, расположенным концентрично диффузору 9, с зазором относительно стенок и днища секции для образования дополнительного циркуляционного кана ла И, причем теплообменники 12 и устрой ство 8 расположены между диффузором 9 и стаканом 10. В канале между днищами диф фузора 9 и стакана 10 установлены неподи перемащивающего устройства 8 лопатки 13 под углом 25-35° к радиусу по направ лению вращения аэрирующего и перемещивающего устройства 8. Для удаления отработанного газа предус- мотрены пеногасители 14, установленные на крышке 2, выходные патрубки которых под ключены к сепаратору 15, из которого отра ботанный газ отводят в атмосферу или подают на стерилизацию по трубопроводу 16, Воздух из атмосферы поступает по трубопроводу 17 и далее по воздущному каналу 18. Привод каждого аэрирунзщего и перемешивающего устройства 8 осуществляют от электродвигателя 19. Аппарат работает следующим образом. В одну из герметичных секций 5 набирают питательную среду и производят разбра живание, далее полученный засевной материал поступает в ряд сообщающихся между собой секций 7, в которых осуществляют процесс выращивания микроорганизмов. Да, суспензию микроорганизмов направляют в последующие по ходу технологического процесса герметичные секции 5 для дображи вания с целью получения готового продукта, который отбирают из последней по ходу технологического процесса секции 7 и подают на дальнейшую обработку. При вращении устройства 8 воздух для аэрагши среды засасывается из атмосферы по трубопроводу 17 и воздущному каналу 18 поступает в устройство 8, в котором среда смешивается с воздухом. Выбрасываемый из аэрирующего и перемешивающего устройства 8 поток газожидкостной смеси проходит через лопатки 13, где происходит повторное интенсивное смещение и распыление пузырьков воздуха и компонентов питательной среды, поток турбулизуется, многократно обновляются и увеличиваются поверхности контактов между воздухом и жид костью и компонентами питательной среды, создаются оптимальные условия для эффективной массопередачи кислорода из воздуха в культуралыгую среду и в конечном итоге растворенного кислорода и питательной среды к клеткам микроорганизмов. Далее газожидкостный поток поступает в циркуляционный канал И, где происходит термоста тирование среды в результате обмывания жидкостью теплообменников 12 и разделяется на два: один опускается по центральному простр; нству диффузора 9 и вновь сверху поступает в устройство 8, другой опускается по циркуляционному каналу 11 и снизу поступает в устройство 8. Отработанный газ осушается в пеногасителе 14 и через сепаратор 15 отводится из аппарата. Наличие лопаток, размещенных в канале между днищами стакана и диффузора, неподвижно установленных с зазором вокруг аэрирующего и перемешивающего устройства под углом 25-35° к радиусу по направлению вращения его увеличивают удельную производительность аппарата по поступающему воздуху и циркулирующей через аэрирующее и перемешивающее устройство жидкости, газо-жидкостный поток интенсивно турбулизуется, жидкостные пленки, газовые пузыри и агломераты клеток микроорганизмов с компонентами питательной среды дробятся и распадаются, поверхности контакта фаз их возрастают и многократно обновляются. При этом происходит эффективная диффузия кислорода и парафина в культуральную среду и далее к микроорганизмам. Установка лопаток под углом 25-35° к радиусу по направлению врашения устройства 8 способствует радиальному отводу газо-жидкостного потока от аэрирующего и перемешивающего устройства, что снижает гидравлическое сопротивление потоку при выходе его из аэрирующего и перемешива- ющего устройства, в результате чего увеличивается также его насосная производительность по жидкости и соответственности всасывающая способность по газу в 1,5-2 раза. Увеличение расхода поступающего в аппарат воздуха за счет более высокой производительности аэрирующего и перемешивающего устройства и повышения скорости массопередачи кислорода и компонентов питательной среды за счет увеличения поверхностей контакта фаз и турбулентной диффузии позволяет создать наиболее оптимальные условия для выращивания микроорганизмов и увеличить удельную производительность аппарата. Формула изобретения Аппарат для выращивания микроорганизмов по авт. св. № 569594, отличаю5щ и и с я тем, что, с целью повышения удельной производительности, в каждой секции аппарата в канале между днищами стакана и диффузорами установлены неподвижно с зазорами вокруг аэрирующего и перемешивающего устройства лопатки под углом 25-35° к радиусу по направлению вра9736084 щения аэрирующего и перемешивающего устройства, Источники информации . 5 принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №569594, кл. С 12 М 1/14, 1974.

Pm.t Воздух Жидкость