Ферментер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) С 12 М 1 ННЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ з й САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ з "з к 7(56) 1Авторское свидетельство СССР9 400617 кл С 12 М 1/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССР .В 462863, кл. С,12 М 1/04, 1972(54)(57) ФЕРМЕНТЕР, преимущественно для водородных бактерий, содержащий емкость, выполненную в виде тора, эжекторы для смешивания культуральной жидкости с газами, жидкостной кольцевой коллектор, соединенный с соплами эжекторов, и насос для циркуляции культуральной жидкости, напорный патрубок которого подключен к коллектору, всасывающийВход п атрубок - к нижней части тора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения удельной производительности, кольцевой коллектор н эжекторы размещены внутри тора, в верхней его половине, при этом камеры смешения эжекторов образова-. ны внутренней поверхностью верхней половины тора, прикрепленными к ней на равных расстояниях друг от друга изогнутыми вертикальными перегородками и прикрепленной снизу к перегородкам кольцевой изогнутой пластиной, образующая котордй описывается уравнением 1 = 0,258 ф, где ,Г - радиус-вектор образуквей кольцевой изогнутой пластины с - - в диаметр поперечного сечения тора,угол поворота радиус-вектора, причем радиус кривизны каждой перегородки составляет 1,0-1,2 диаметра поперечного сечения т а ее длина - 1,5-2,0 диаметра леднего.Изобретение относится к микробиологической промышленности ипредназначено для выращивания микроорганизмов преимущественно водородных бактерий.Известен ферментер для выращивания микроорганизмов, содержащийемкость, эжекторы, насос и системутрубопроводов для циркуляции питательной среды и газов, при этомемкость выполнена в виде кольцевогоцилиндра, а эжекторы установленына его внутренней поверхности подуглом к касательной меньше 90 С 11,Недостатком этого ферментераявляешься невысокий объемный коэффициент массообмена и, как следствие, низкая удельная производительность на единицу объема аппарата.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяферментер для выращивания микроорганизмов преимущественно водородныхбактерий, содержащий емкость, выполненную в виде тора, эжекторыдля смешивания культуральной жидкости с газами, жидкостной кольцевойколлектор, соединенный с сопламиэжекторов, и насос для циркуляциикультуральной жидкости, напорныйпатрубок которого подключен к коллектору, а всасывающий патрубокк нижней части тора С 21.Однако уделЬная производительность ферментера невелика из-за тогочто только 8 его объема приходитсяна зону интенсивного массообмена,Цель изобретения -увеличение удельной производительности.Поставленная цель достигается тем, что в ферментере преимущественно для водородных бактерий, содержащем емкость, выполненную в виде тора,эжекторы для смешивания культуральной жидкости с газами, жидкост ной кольцевой коллектор, соединенный с соплами эжекторов, и насос для циркуляции культуральной жидкос. ти, напорный патрубок которого подключен к коллектору, а всасывающий патрубок - к нижней части тора, кольцевой коллектор и эжекторы размещены внутри тора, в верхней его половине, при этом камеры смешения эжекторов образованы внутренней поверхностью верхней половины тора, прикрепленными к ней на равных расстояниях друг от дрУга изогнутыми вертикальными перегородками и прикрепленнай снизу к перегородкам кольцевой изогнутой пластиной, образующая которой описывается уравнением г = 0,25 сф , где радиус-вектор образукщей кольцевой изогнутой пластины , й - диаметр поперечного сечения тора;- угол поворота радиус-вектора, причем ра В емкость, выполненную в виде тора 1, заливают раствор питательных солей и суспензию микроорганизмов, например водородных бактерий, в количестве 75-80 от полного объема ферментера. По патрубкам.У подают газы-водород, кислород и углекислый газ в заданном соотношении и необходимом коЛичестве, и включают насос 4. Суспензия микроорганизмов под действием насоса 4 из напорного патрубка 5 поступает в коллектор 3 и через сопла 4 впрыскивается в камеры смешения эжекторов 2, где создаются зоны разрежения. Струи суспЕнзии инжектируют газы, подаваемые по патрубкам 9, и газовую смесь, находящуюся в газовом объеме тора 1,50 55 60 65 диус кривизны каждой перегородкисоставляет 1,0-1,2 диаметра поперечного сечения тора, а ее длина 1,52,0 диаметра последнего,На фиг. 1 представлен ферментер,поперечный вертикальный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1Ферментер,преимущественно для водородных бактерий, содержит емкость,выполненную в виде тора 1, эжекторы 2 для смешивания культуральнойжидкости с газами, жидкостной кольцевой коллектор 3, соединенный с соплами 4 эжекторов 2 и насос для циркуляции культуральной жидкости, на 15 порный патрубок 5 которого подключен к коллектору 3, а всасывающийпатрубок б - к нижней части тора 1.Кольцевой коллектор 3 и эжекторы 2размещены внутри тора 1 в верхней20 его половине.Камеры смешения эжекторов 2 образованы внутренней поверхностьюверхней половины тора 1, прикрепленными к ней на равных расстояни 25 ях друг от друга изогнутыми вертикальными перегородками 7, радиускривизны которых составляет от 1,0до 1,25, а длина - от 1,5 до 2,0диаметра поперечного сечения тора 1,30 и присоединенной снизу к перегородкам 7 изогнутой кольцевой пластиной В, образуяцая которой описывается уравнением г = 0,2562,где г - радиус-вектор образувМцейЗ 5 кольцевой изогнутой пластины;6 - диаметр поперечного сечениятора; 9 - угол поворота радиусвектора,Ферментер также снабжен патруб 40 ками 9 для подвода газов и охлаждающей рубашкой 10 с патрубками подвода 11 и отвода 12 хладоагента,Ферментер преимущественно для45 водородных бактерий работает следующим образом,1068473 В камерах смешения эжекторов 2 происходит интенсивное растворение газов. Газо-жидкостная смесь, образующаяся в объеме камер смешения эжекторов 2, движется по криволинейной спиралеобразной траектории по внутренней поверхности образующей тора 1, разделенной в верхней части перегородками 7 на секторы равного объема и равного поперечного сечения, закрытые снизу изогнутой кольцевой пластиной 8Выходя из камер смешения эжекторов 2, суспензия микроорганизмов.движется по образукщей внутреннего кольца тора 1, где под действием центробежной силы она освобождается от пузырьков газов и направляется к нижней части тора 1, откуда поступает во всасывающий патрубок б насоса 4, а нераст. воренные газы направляютсяна вход камер смешения эжекторов 2. Затем цикл работы повторяется, Для обеспечения термостабилизации процесса культивирования в охлаждающую Рубашку 10 подается хладоагент,Расположение кольцевого коллектора в верхней половине внутренней полости тора по его наименьшему диаметру позволяет уменьшить объем полостей, в которой суспензия не контактирует с газом. Для значительного увеличений части объемаферментера, где происходит интенсивный массообмен, эжекторы помещены внутрь ферментера, причем камеры смешения эжектороВ прилегаютдруг к другу, Увеличению длины камер смешения, а, следовательно,и времени пребывания в иих газожидкостной смеси способствует то,что они образованы изогнутыми вер тикальными перегородками, длинойдо 2,0 диаметров и кривизной до1,25 диаметров сечения тора, Чтобы сохранить постоянную скоростьдвижения газо-жидкостной смеси в 15 камере смешения, а, следовательно,и постоянство статического давления, что необходимо при замкнутомконтуре циркуляции, камера смешения имеет постоянную площадь попереч" 20 ного сечения по всей длине. Это достигается уменьшением высоты перегородок от центра к периферии тора.Порядок убывания этой высоты определяется формулой, которая описывает образующую кольцевой пластинычасти спирали Архимеда. В результате объем камер смешивания эжекторов в общем объеме ферментера возрастает до 20, т.е. почти в трираза увеличивается удельная производительность предлагаемого фермен,тера по сравнению с известным. НИИПИ Заказ 11396/21.краж 525 Подписное филиал ППП "Патентф.,г.ужгород,ул,Проектйая,4