Культивирования микроорганизмов

О П И С А Н И Е 243554ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открытий пои Совете Министров СССРЗаявитель АППАРАТ ДЛЯ КУЛЪТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ,1Известны аппараты для культивирования микроорганизмов, выполненные в виде герметически закрытой вертикальной цилиндрической емкости с коническим днищем, сообщенным с системой подачи воздуха.Для интенсификации массообмена и гомогенизации культуральной среды в процессе выращивания внутри цилиндрической емкости предлагаемого аппарата по всей ее высоте перпендикулярно оси установлены барботеры сферической или конической формы с бортами для увеличения сопротивления потоку воздуха, а сама емкость снабжена вертикальной циркуляционной трубой. Нижний изогнутый конец трубы подключен к днищу емкости и выполняет функции воздухораспределителя, а верхний конец сообщен с емкостью ниже уровня заполнения ее субстратом,Для интенсификации пеногашения культу- ральной среды аппарат снабжен выносным пеногасителем, например циклоном, и соединен с верхним концом циркуляционной трубы и с крышкой емкости,В циркуляционную трубу включены выносные теплообменники и датчики контрольноизмерительных приборов,На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый аппарат; на фиг. 2 - узел подсоединения нижнего конца циркуляционной трубы к емкости,Предлагаемый аппарат состоит из вертикальной закрытой цилиндрической емкости 1 с коническим днищем, сообщенным с системой 2 подачи воздуха, установленных по всей высоте внутри емкости барботеров 3 конической или сферической формы с бортами, отогнутыми навстречу потоку воздуха, циркуляционной трубы 4 и выносного пеногасителя б,Нижний конец циркуляционной трубы вы полнен изогнутым и подсоединен к днищу емкости 1, причем в него врезан патрубок б с соплом системы подачи воздуха, Верхний конец трубы сообщен с емкостью 1 ниже уровня заполнения ее субстратом. В качестве 15 пеногасителя можно использовать циклон,присоединенный к верхнему концу циркуляционной трубы и к крышке емкости.В циркуляционной трубе установлены выносные теплообменники 7 и датчики контроль но-измерительных приборов.Работает аппарат следующим образом, Внутреннюю поверхность аппарата стерилизуют.Смесь компонентов питательных сред гото вят в отдельных емкостях или непосредственно в аппарате до его стерилизации. Жидкие компоненты подают из соответствующих емкостей в аппарат по трубопроводам, твердые загружают через люк 8. Для перемешивания 30 смеси используют воздух, подаваемый ком 24355460 65 прессором по линии аэрирующего воздуха. Жидкий пеногаситель заливают в мерник по трубопроводу или вручную. Если смесь компонентов готовят непосредственно в аппарате, то по окончании приготовления весь аппарат стерилизуют острым паром. Пар подают в соответствующие рубашки и продувают его через все трубопроводы. Пар можно направлять непосредственно в аппарат, если питательная среда от действия пара не меняет свои физико-химические свойства. При составлении смеси вне аппарата перед подачей в аппарат ее стерилизуют.Через посевной штуцер в аппарат вводят чистую культуру микроорганизмов. После ввода в питательную среду микроорганизмов в субстрат подают воздух и поддерживают определенную температуру, а также так называемый режим ферментации.Перемешивание достигается подачей воздуха от компрессора через воздушный фильтр 9 в систему подачи воздуха и далее в аппарат. Попадая в ферментируемую жидкость, воздух разделяется на мелкие пузырьки, при этом образуется мощный восходящий поток смеси жидкость - воздух при образовании некоторого разрежения в узле основного аэратора (подсоединения трубы 4 к днищу аппарата), По мере подъема потока происходит укрупнение пузырьков воздуха. Однако этому препятствуют барботеры 3, ударяясь о которые, смесь частично разделяется, при этом воздух через отверстия в барботерах попадает в вышележащие слои ферментируемой жидкости в виде мелких пузырьков, а жидкость частично остается, а частично поднимается вместе с воздухом в виде тумана от лопнувших пузырьков. Так как диаметр барботеров меньше, чем внутренний диаметр цилиндрической части аппарата, то вдоль оси аппарата образуется некоторое повышение давления по сравнению со средним давлением в аппарате и часть смеси (жидкость - воздух) устремляется к внутренним стенкам цилиндра, вызывая местное перемешивание жидкости и образование восходящего потока вдоль стенок внутренней части аппарата.Так как труба 4 соединена с емкостью 1 аппарата ниже уровня жидкости в ней, а нижняя часть этой трубы соединена с узлом основного аэратора, то ввиду некоторого перепада давления, часть ферментируемой жидкости устремляется в трубу 4 и, уходя вниз, попадает в активную зону действия основного аэратора. Таким ооразом в аппарате созданы условия для хорошего перемешивания и аэрации ферментируемой жидкости. Интенсивность перемешивания и условия аэрации прямо пропорциональны количеству подаваемого воздуха, которое может быть постоянным во время всего периода ферментации, или может изменяться во времени в зависимости от культуры и желаемого направления процесса.Для контроля и регулирования количества воздуха служит расходомер воздуха и запор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4ный вентиль, установленные за циклоном влинии отвода воздуха.В аппарат аэрирующего воздуха подаютопределенную температуру теплосодержания.Для этого используется теплообменная рубашка воздушного фильтра, в которую по.дают острый пар (или воду для охлаждения).При непрерывной работе аппарата необходимо поддерживать или изменять концентрацию веществ. Для этого в аппарат подаюткомпоненты питательной среды и различныехимические вещества и отводят готовую продукцию.Для гашения пены применяют комплексмеханического и жидкостного пеногашения.Механический способ заключается в сбиваниипены крыльчаткой непосредственно в емкостиили в выносном циклоне. Кроме того, в аппарате предусмотрено жидкостное пеногашениепутем подачи специальных веществ, а еслиаппарат работает в непрерывном режиме, топутем подачи на пену свежей питательнойсреды. Пеногасительные вещества подаютструей, направленной на лопасти вращающейся крыльчатки.В зависимости от условий пенообразованияи свойств пены воздух отводят по одной изследующих схем:1) верхний уровень жидкости в аппарате,крыльчатка в аппарате, патрубок отвода воздуха, трубопровод выброса воздуха в атмосферу;2) верхний уровень, патрубок отвода, циклон, крыльчатка в циклоне, трубопровод выброса в атмосферу из циклона;3) верхний уровень, крыльчатка в аппарате,патрубок отвода, циклон, крыльчатка в циклоне, трубопровод выброса из циклона,В циклоне упавшая пена превращается в жидкость и через нижний фланец циклона поступает в трубу и через узел основного аэратора - в емкость,По окончании ферментации культуральнуюжидкость из аппарата выгружают по трубопроводу готовой продукции. При этом длясоздания давления, необходимого для транспортировки жидкости, используют системуаэрирующего воздуха, прикрывая трубопроводы выброса воздуха в атмосферу.Порожний аппарат моют, например, опрыскивая внутренние поверхности водой илипоочередно прокачивая через аппарат моющиерастворы. После мойки аппарат консервируютили готовят к последующей ферментации,Предмет изобретения 1. Аппарат для культивирования микроорганизмов, выполненный в виде герметически закрытой вертикальной цилиндрической емкости с коническим днищем, сообщенным с системой подачи воздуха, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена и гомогенизации культуральной среды в процессе выращивания, внутри цилиндрической емкости243554 Составитель М. И. Андрееватор Э, Н, Шибаева Техред Т. П. Курилко Кэррект Мирон ЗаказЦНИИ 4/4 Комитет Т бретен Центрж 480и открытий при Ср, Серова, д, 4 Подписноеинистров СССР делам Моск ипография, пр. Сапунова, 2 по всей ее высоте перпендикулярно оси установлены барботеры сферической или конической формы с бортами для увеличения сопротивления потоку воздуха, а емкость снабжена циркуляционной трубой, нижний конец которой выполнен изогнутым, присоединен к днищу емкости и выполняет функции воздухораспределителя, а верхний конец сообщен с емкостью ниже уровня заполнения ее субстратом. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что,с целью интенсификации пеногашения культу- ральной среды, он снабжен выносным пеногасителем, например циклоном, соединенным с 5 верхним концом циркуляционной трубы и скрышкой емкости.3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, чтов циркуляционную трубу включены выносные теплообменники и датчики контрольно-изме рительных приборов.