Установка для выращивания микроорганизмов

Сеюз Соеетеаюа Сцнааюстичесиюи Респубаик(32 7249 осударствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088. 8) ОпубликованДата опубл вання Описания 200279 Иностранецадимир Калина(ЧССР) 72) Автор изобретении сьете д Иностранная фирмасистанс Текник пур П(71) Заявите естле С.А,4) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к промышленной ферментации при получении про теинов в больших масштабах, в частности к установкам для выращивания микроорганизмов.Как известно, высокопродуктивное культивирование аэробных микроорга-. низмов, в частности, на нефтяных фр циях, содержащих незначительное количество кислорода связано с решением двух задач, а именно, с необхо димостью значительных затрат кислорода и отбора излишнего тепла. Так, при выращивании, обеспечивающем получение 10-20 г бактерий или дрожже на 1 л культуральной жидкости в 1 ч требуется подача кислорода, превышающая 500 ммолей Оа/л в 1 ч, Вол шие затраты кислорода приводят к большим затратам углекислого газа. Известно также, что если во время культивирования микроорганизмов теп лота ферментации превышает 8000 кка /кг клеток, получаемых при скорости производства 15 г/л ч, то температура среды может повышаться на 2 в 5 к 10 5 я ля выращива ащая вертильтиватор,1 мин,Известна установкамикроорганизмов, содекальво установленный снабженный в нижней части устройством для подвода газа, перемешивающим устройством, выполненным в виде центрально установленного в культиваторе приводного вала с лопастями, патрубками для подачи питательной среды н отвода готового продукта, циклоня дегаэации культуральной жидкос, подводящий трубопровод которого подключен к верхней части культиватора, и трубопровод для отвода дегазированной культуральной жидкости 11. Однако эта установка не обеспечивает необходимой стЕпени насыщения культу- ральной жидкости кислородом, а также отбора излишнего тепла.Целью изобретения является повышение степени насыщения культуральной жидкости кислородом, В предлагаемой установке это достигается тем, что в ней на подводящем трубопроводе циклона установлен клапан регулирования давления газожидкостной смеси в культиваторе. Кроме того, предлагаемая установка снабжена теплообменником,подключенным к трубопроводу для отвода дегазированной культу- ральной жидкости и к нижней части культиватора при помощи трубопровода с запорным клапаном, а патрубокотвода готового продукта подключенк трубопроводу для отвода дегазированной культуральной жидкости и снабжен клапаном. Таким образом, в этойустановке имеются две ветви - восходящая и нисходящая, образующие замкнутый контур.На чертеже схематически показанапредлагаемая установка, разрез,Она содержит вертикально установленный культиватор 1, смонтированноевнутри культиватора перемешивающееустройство, в состав которого входит вращающийся вал 2, устройстводля подвода газа, патрубки 3 и 4 дляподачи питательной среды и отводаготового продукта, циклондля дегазациикультуральной жидкости,"содержащий подводящий трубойровод б,подсоединенный к верхней части 7культиватора 1, трубопровод 8 дляотвода дегазирбваниой культуральнойжидкости, отходящей от циклона 5,и подключенный к трубопроводу 8 ик нижней части 9 культиватора 1 сйбмощью трубопровода 10 с запорнымКлапаном 11 теплообменник 12. На подводящем трубопроводе б циклона 5установлен клапан 13 регулированиядавления гаэожидкостной смеси в культиваторе. Патрубок 4 для отвода гоТОВОго йродукта подключен к трубопроводу 8 для отвода дегазированнойкультуральной жидкости. В состав перемешивающего устройства, кроме" вала 2, входят установленные на этомвалу с интервалом несколько крыльчаток 14, 15, 16 и 17, Каждая крыльчатка содержит двепары лопастей,например крыльчатка,15 состоит иэ - четырех"плоских лопастей 18. Плоскость каждой лопасти Наклонена в одном направлений по отношению к вертикальнойплоскости а при врййеййивала 2 не только перемешивает куль"туральнуюжидкость, но и направляетее в верхнюю часть культиватора,Устройство для подвода газа смонти"ровано в нижней части культиватораи состоит Иэ пары горизонтальныхтруб 19, перфорированных сверху, итрубопровода 20 с регулирующим клапаном 21, предназначенным для подачи в трубы 19 газа, который долженпоступать в них при достижении заданного давления в нижнюю часть культиватора, Клапан 13 связывает, верхнюючасть эоны Ферментации культиватора с трубопройодом 22, который присоединен к подводящему трубопроводу, б, Последний находится на самомверхнем уровне установки, Клапай 13ограничивает проход аэрированнойжидкости и служит также для предотвращения потерь давления, Трубопровод 22 является верхней частью восходящей ветви установки. Его высота должна быть достаточной для обеспечения циркуляции жидкости с эаданной скоростью по закрытому контуру,состоящему из восходящей и нисходящей ветвей установки, связанных междусобой на верхнем и нижнем уровнях,которым соответствует трубопровод би нижняя часть культиватора, Элемен том нисходящей ветви является циклон, В его верхней части расположентрубопровод 23 отвода газа (либо свободного, либо не израсходованного впроцессе ферментации) с выпускным 10 клапаном 24, предназначенным для регулирования давления в установке. Внижнюю часть циклона 5 попадает частично очищенная от газа культуральная жидкость. Он соединен с трубо проводом 8, Культуральная жидкостьвтрубопроводе 8 имеет относительнобольшую плотность, что гарантируетего действие в качестве воздушногонасоса трубопровода 22, в которомазрированная и Ферментированная жидкость циркулирует в виде дисперсии, .подаваемой под давлением через клапан 13Патрубок 4 для отвода готового продукта (по меньшей мере час"тично дегазированного) присоединенк обратному трубопроводу 8. Расходготового продукта, обрабатываемого сцелью выделения клеточного материала, регулируется рекуперационным клапаном 25;расположенным на патрубке 4,Последний присоединен к устройствурекуперации клеточного материала,например центрифуге (на чертеже непоказана). Теплообменник 12, например оросительный конденсатор, на ходится между компрессором и конденсатором (на чертеже не показаны),Трубопровод 10 соединяет теплообменник 12 с нижней частью 9 культиватора 1. Клапан 11 на этом трубопро воде служит для регулирования скорбсти циркуляции жидкости в установке. Патрубок 3 для подачи питательной среды выполнен с клапаном 26и йодсоедийен к смесителю (на чертеже не показан). К нему же подсоединен трубопровод рециркуляцни жидкости, освобожденной от содержащегосяв ней клеточного материалаЭтот тру"бопровод (на чертеже не показан) связан с устройством для рекуперацииклеточного материала, напрчмер центрифугой. Во время работы установки в культиваторе 1 постоянно поддерживаются идеальные условия давления, а также имеет место отделение от культуральной жидкости использованных газов в трубопроводе 22.(эа клапаНом 13), трубопроводе б и циклоне 5. При этом культуральная жидкость циркулирует по замкнутому контуру (восходящей и нисходящей ветвям), отводится по патрубку 4, клеточнь 1 й материал отделяется (на центрифуге) и,часть ее, свободная от клеточного материа.:а по648116 формула изобретения витель М. Андреевад И, Асталош Еоррек Редактор Л. Техр Веселовск 7венного кобретений и35, Раушск аз 363 Тираж 5 НИИПИ Государст по делам изо 035, Москва, Ж Подписноеитета СССРоткрытийя наб д. 4 П фПатент, г. Ужгород, ул. Проектн филиал патрубку 3 поступает (через смеси- тель) в культиватор 1.На чертеже поэ, 27 - циркуляционный трубопровод для охлаждающей жидкостиУстановка для выращивания микроорганизмов, содержащая вертикально установленный культиватор, снабженный 10 в нижней части устройством для подвода газа, перемешивающим устройством и патрубками для подачи питательной среды и отвода готового продукта, циклон для дегаэации культуральной д 5 жидкости, содержащий подводящий трубопровод, подключенный к верхней части культиватора, и трубопровод для отвода дегазированной культуральной жидкости, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения степени насыщения культуральной жидкости кислородом, на подводящем трубопроводе циклона установлен клапанрегулирования давления гаэожидкостной смеси в культиваторе, при этомустановка снабжена теплообменником,подключенным к трубопроводу для отвода дегазированной культуральной жидкости и к нижней части культиваторапри помощи трубопровода с запорнымклапаном, причем патрубок отвода готового продукта подключен к трубопроводу для отвода дегазированной культуральной жидкости. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Патент СШЬ 9 3645846, кл.195-28,19 72.