Установка для выращивания микроорганизмов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 030278 (21) 257 б 497/28-13с присоединением заявки Ио(51) М. 1(л,С 12 В 1/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Б,И.Смолин и В.И.Горячев Специальное конструкторское бюро биологическогоприборостроения АН СССР(71) Заявитель54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к микробиологической промышленности,Известна установка для выращива -ния микроорганизмов, содержащая ферментер с аэрирующим устройством, 5патрубками для подачи питательнойсреды и газа, пеногаситель и трубопроводы для подачи пень из ферментера в пеногаситель и культуральнойжидкости из пеногасителя в ферментер (1 .Эта установка является наиболееблизкой к изобретению по техническойсущности,Однако в этой установке недостаточно высокая степень массообменамежду газом и культуральной жидкостью и недостаточно высокая степеньвывода продуктов метаболизма .изфермента20Целью изобретения является повышение производительности установкипутем интенсификации массообмена между газом и культуральной жидкостьюи улучшения отвода продуктов метаболиэма,Это достигается тем, что предлагаемая установка снабжена устройствомдля периодического повышения и понижения давления в ферментере, содер жащим сообщенную с ферментером вертикальную камеру, на боковой поверхности которой для периодическОго вывода пены из ферментера установлен нагревательный клапан, подключенный к трубопроводу для подачи пены, а внутри камеры установлен с воэможностью возвратно-поступательного движеки поршень для изменения давления в ферментере, причем устройство содержит механизм для обеспечения подачи сигнала на открывание и закрывание клапанов, установленных на трубопроводах для подачи питательной среды, газа и отвода жидкости из пеногасителя при нахождении поршня соответственно в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях,На чертеже показана описываемая установка для выращивания микроорганизмов. Установка содержит ферментер 1 саэрирующим устройством 2, патрубки3 для подачи питательной соеды и газа,пеногаситель 4, трубопровод 5 дляподачи пены иэ Ферментера в пеногаситель и трубопровод б для возвратакультуральной жидкости иэ пеногасителя в ферментер 1,время (от 2 до 5 с) находится в нем,затем, когда концентрация продуктовметаболизма (углекислый газ) становится предельно допустимой, черезсистему датчиков 21 подается команда., на механизм 10, который прекращаетвоздействие на поршень 15 и последний под действием пружины 17, перемещает шток 1 б по камере 14 вверх, увлекая за собой вверх и поршень 9.При движении поршня 9 вверх по камере 7 в ферментере 1 начинает уменьшаться давление, Газ и пена, находящиесяфв надпорщневом пространстве вкамере 7, вытесняются по трубопроводу 5 в пеногаситель 4, закрывая приэтом действием избыточного давлениясо стороны трубопровода 5 нагнетательный клапан 8, закрыванию которого также способствует и создавшееся пониженное (до 200 320 мм рт.ст,) давлениев ферментере 1, За счет понижениядавления из культуральной жидкостиинтенсивно выделяются газообразныепродукты метаболизма, которые переходят в пену. После достижения поршнем 9 крайнего верхнего положениямеханизм 10 подает команду на открывание клапанов 11 для подачи питательной среды и воздуха и клапана 13 длявозврата жидкости из пеногасителя4 в ферментер 1,Вновь подаваемые свежие порции питательных сред и газа сначала выравнивают в ферментере давление до нор-,мального, а затем начинают вытеснятьпену через клапан 8 по трубопроводу5 в пеногаситель 4. После определенной выдержки поршня 9 (3-5 с) в крайнем верхнем положении от механизма10 поступает команда на движениепоршня вниз . Цикл возвратно-поступательного движения поршня 9 по камере7 повторяется.Сбор урожая целесообразнее всегопроизводить в моменты, когда поршень9 находится в крайнем нижнем положении, а в ферментере 1 создано повышенное давление, которое препятствуетслучайному проникновению постороннеймикрофлоры в культуральную среду,т.е, способствует сохранению стерильности процесса культивирования,Механизм 10 подачи сигналов можетпредставлять собой пневмогенератор.Кроме того, механизм 10 обеспечиваетподачу сигнала на привод поршня 9,Указанный привод может представлятьсобой размещенный в камере 14 поршень 15, связанный штоком 1 б с поршнем 9. При этом поршень 15 для обеспечения возвратно-поступательного2 Одвижения может быть подпружинен пружиной 17.Для обеспечения нормальной работыустановки на трубопроводе 6 установлен обратный клапан 18, на выходе 15газа из пеногасителя - обратный клапан39, а на трубопроводах 12 - обратныеклапаны 20,В ферментере 1 для измерения физических параметров культуральной жид- Зокости установлены датчики 2 1, Под ферментером 1 расположена емкость 22 длясбора урожая.Устайовка для выращивания микроорганизмов работает следующим образом,Ферментер 1 заполняют на 85-95 Ъпитательной средой, в которую произ -водят посев культуры микроорганизмов, включают аэрирующее устройство2. При достижении определенной кон Оцентрации культуры микроорганизмоввключают в работу механизм 10 подачисигналов на движение поршня 9 по камере 7 вниз, При этом клапан 8 открывается, и пена из ферментера вытесняется через него по трубопроводу 5в пеногаситель 4, часть пены приэтом поступает в надпоршневое пространство камеры 7,В пеногасителе 4 происходит отделе Оние газа от жидкости,Выделенный газ через клапан 19удаляется из установки.При движении поршня 9 вниз по камере 7 он пересекает отверстие нагнетательного клапана 8 и перекрыва,ет его. Отврд пены из ферментера 1в пеногаситель 4 прекращается. Поршень 9, продолжая свое движениевниз, создает повышенное (до 0,20,5 кгс/см) давлении в ферментере, 60.способствующее повыаению концентрации растворенного кислорода в жидкости и его лучшему усвоению микроорга"ниэмами. Поршень 9, достигнув крайнего нижнего положения, определенное 65 Формула изобретения Установка снабжена устройством для периодического повышения и понижения давления в ферментере 1, Это устройство состоит из вертикальной камеры 7, размещенного на ее боковых стенках на расстоянии 1/3-1 2 ее высоты нагнетательного клапана 8 и поршня 9, Устройство также содержит механизм 10 подачи сигналов на клапаны 11, размещенные на трубопроводах 12 подачи питательной среды и газа, и на клапан 13, установленный на трубопроводе б. Установка для выращивания микроорганизмов, содержащая ферментер с аэрирующим устройством и патрубками для подачи питательной среды и газа, пеногаситель и трубопроводы для подачи пены из ферментера в пеногаситель и культуральной жидкости иэ пеногасителя в ферментер, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации массообмена между газом и культуральной эщдкостью и734256 ЦНИИПИ Заказ 20 ираж 522 Подпи улучшения отвода продуктов метаболизма, установка снабжена устройством для периодического повышения и понижения давления в Ферментере, содержащим сообщенную с, Ферментером вертикальную камеруна боковой поверхности которой для периодического вывода пены из Ферментера установлен нагнетательный клапан, подключенный .к трубопроводу для подачи пены, а внутри камеры установлен с возможностью возвратно-поступательного0 движения поршень. для изменения давлеФилиал пПП фПатент.,г. г.ужгород,ул.Проектная,4 ния в Ферментере, причем устройствосодержит механизм для обеспеченияподачи сигнала на открывание и закрывание клапанов, установленных на трубопроводах для подачи питательнойсреды, газа и отвода жидкости изпеногасителя при нахождении поршнясоответственно в крайнем верхнеми крайнем нижнем положениях,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРР 591487, кл.С 12 В 1/10, 1976,