Установка для культивирования микроорганизмов

4(я) С 12 И 1/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСН суиде 1 Въсув у(71) Специальнобюро биологичесАН СССР(53) 576.8(088 Бюл. У 9ов, Б.И.См ин орскоеостроения конструкого приб ринципови методикиПущино,6) 1. Оптройствальзования саине новых ими,-27. е четваучных риборАН СССР 1980, с.2. ИоЬПроспект1980 (про епВет Суре Р.И. оСес", Швеция,отипВ ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ИЭОВРЕТЕНИЙ И ОТК ЫтИй(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащаяферментер, стерилизаторы входящих и выходящих газов, подключенные трубопроводами к ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газа из ферментера брызгоуловитель, подключенный к последнему .конденсатор влаги и прибор управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью защиты окружающей среды от ферментационных .выбросов, она снабжена системой аварийного переключения потоков газа, содержащей связанный трубопроводом с ферментером ресивер газа и подключенные к нему байпасные трубопроводы с клапанами соединяющими входные и выходные патрубки для воздуха стерилизаторов, 3 :а также стерилизатором конденсата, снабженным электронагревателем, холодильником и датчиками температуры и уровней конденсата, подключенными к программаору.у11437 90 Цель изобретения - защита окружающей среды от ферментационных выбросов. 10Поставленная цель достигается тем, что установка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментер, стерилизаторы входящих и выходящих газов, подключенные 45 трубопроводами к ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газа из Ферментера брызгоуловитель, подключенный к последнему конденсатор влаги и при бор управления, снабжена системой аварийного переключения потоков газа, содержащей связанный трубопроводом с Ферментером ресивер газа и подключенные к нему байпасные тру бопроводы с клапанами, соединяющими входные и выходные патрубки для воздуха стерилизаторов, а также сте-. Изобретение относится к микробиологии, в частности к аппаратурекультивирования различных микроорганизмов.Известна установка для культиви 5рования микроорганизмов, содержащаяферментеры, на подводящих и отводящих патрубках которых установленыбиофильтры газов 11 .Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности являетсяустановка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментер,стерилизаторы входящих и выходящихгазов, подключенные трубопроводамик ферментеру, установленный на трубопроводе отвода отработанного газаиз ферментера брызгоуловитель,подключенный к последнему конденсатор влаги и прибор управления Я .Однако указанные аппараты неимеют конденсаторов для улавливаниялетучих компонентов и тепловых стерилизаторов для стерилизации отходящего конденсата, а также не имеютаварийной блокировки и систем переключения потоков газа в случае отказа одного или обоих биофильтров исистемы лимитированного снабжениягазовым субстратом для поддержания."жизнедеятельности культивируемыхмикроорганизмов в аварийных ситуациях. Обеспечение тщательной стерилизации отходящих из ферментера газов и конденсата особенно необходимопри культивировании патогенных куль- З 5тур микроорганизмов. 74 3рилизатором конденсата, снабженнымэлектронагревателем, холодильникоми датчиком температуры и уровнейконденсата, подключенными к программатору,На чертеже показана принципиальная схема предлагаемой установкидля культивирования микроорганизмов.Установка содержит ферментер 1,стерилизаторы 2 и 3 входящих и выходящих газов, установленный на трубопроводе 4 отвода отработанного газаиз ферментера брызгоуловитель 5,подключенный к нему конденсатор 6влаги, связанный трубопроводом 7 состерилизатором 3 выходящего газа,подключенный к конденсатору 6 влагистерилизатор 8 конденсата с установленным на нем электронагревателем 9,холодильником 10 и датчиками 11 и 12температуры и уровней, подключеннымик программатору 13, блоки 14 управления стерилизаторами, прибор 15 управления и систему аварийного переклю- .чения потоков газа, содержащую связанный трубопроводом 16,с Ферментером ресивер 17 газа с манометром 18и подключенные к нему байпасные трубопроводы 19 и 20 с клапанами,Установка в нормальном режимеФерментации работает следующим образом.Воздух от внешнего источникачерез клапаны 21 и 22 при закрытомклапане 23 поступает в стерилизатор 2входного воздуха, в котором стерилизуется от посторонней микрофлоры.Управление работой стерилизатора 2осуществляется блоком 14 и прибором15 управления. Простерилизованныйвоздух из стерилизатора 2 черезклапан 24 при закрытых клапанах 25и 26 поступает в ресивер 17, давлениев котором регистрируетсяконтактнымманометром 18. Из ресивера 17 потрубопроводу 16 через клапан 27 призакрытом клапане 28 воздух поступаетв Ферментер 1, где потребляетсякультурой микроорганизмов.Отходящие из ферментера 1 газыпо трубопроводу 7 через брызгоуловитель 5, конденсатор 6 влаги, клапаны 29 и 30 при закрытом клапане 23, подаются в стерилизатор 3 отходящих газов, в котором убиваются уносимые потоком газа микроорганизмы. Стерилизатор 3 управляется блоком 14 и прибором 15 управления. Простери3 11437лизованные отходящие газы из стерилизатора 3 через клапан 31 при закрытом клапане 26 удаляются в атмосферу,Накопленный в конденсаторе 6конденсат, содержащий живые микроорганизмы, через клапан 32 поступаетв стерилизатор 8 конденсата. Заполнение стерилизатора 8 конденсатомпроизводится при закрытом клапане 33 1 рдо уровня, заданного датчиком 12./При достижении заданного уровняклапан 32 закрывается, программатор13 включает электронагреватель 9,производится нагрев конденсата до .заданной температуры, регистрируемойдатчиком 11 температуры, и временная(50-70 мин) выдержка конденсата приэтой температуре, после чего электронагреватель 9 отключается, открывается клапан 34 и в холодильник 10подается хладагент. При достижениизаданной температуры охлаждения клапан 33 открывается и простерилизо-ванный конденсат сливается в емкость, 2535, из которой может быть направлендля полезного использования, Послеопорожнения стерилизатора 8 по сигналу датчиков 12 уровня открываетсяклапан 32, клапаны 33 и 34 закрываются и цикл заполнения стерилизатора 8 конденсатом, его нагрев, стерилизация и охлаждение повторяются.В аварийном режиме при выходе изстроя, например, стерилизатора 3,установка работает. следующим образом.35Клапаны 24, 26 и 30 закрываются.Стерилизатор 3 в этом случае доступендля ремонта либо его замены. Отходящие из ферментера газы по трубопроводу 7 через клапан 29 переключатся40трубопроводом 20 через клапан 23 призакрытом клапане 21 на стерилизатор2, где будут простерилизованы и удалены в атмосферу через клапан 25.35Аэрация культуры микроорганизмовв этом случае осуществляется за счетсжатого простерилизованного воздуха,находящегося в ресивере 17. Но вэтом случае воздух из ресивера 1750по трубопроводу в ферментер 1 пос-,тупает через клапан 28, проходноесечение которого в 15-25 раэ меньшепроходного сечения клапана 27, который в это время закрыт. При падении55в ресивере 17 давления до минималь 74 4ного, установленного по контактному манометру 18, последний подает сигнал прибору 15 управления на переключение соответствующих клапанов, которые обеспечивают перекрытие выхода в атмосферу отходящих из ферментера газов и поступление в ресивер 17 через работающий стерилизатор 2 нового объема простерилизованного воздуха до заданного верхнего давления, после чего вновь отходящие газы удаляются через стерилизатор 2.При выходе из строя входного стерилизатора 2 установка работает также в циклическом режиме. Накопление в ресивере 17 запаса простерилизованного воздуха. в этом случае происходит его подачей по трубопроводу 20 через клапаны 21, 23 и 30 в стерилизатор 3 выходящих газов. Простерилизованный в стерилизаторе воздух по трубопроводу 19 при открытом клапане 26 и закрытых клапанах 31 и 24 подается в ресивер 17, из которого при достижении определенного давления вновь по трубопроводу через клапан 28 поступает в ферментер, поддерживая лимитированнь 1 е по газовому субстрату условия культивирования.При одновременном выходе из строя обоих стерилизаторов 2 и 3 по команде прибора 15 управления закрываются клапаны 24 и 29, в результате полость ферментера и его коммуникации полностью изолируются от окружающей среды до окончания ремонта или замены хотя бы одного стерилизатора 2 или 3, после чего установка может функционировать либо в нормальном, либо в аварийном режимах,Установка для культивирования микроорганизмов предлагаемой конструкции не только надежно обеспечивает защиту окружающей среды от культивируемой микрофлоры и защиту последней от попадания из воздуха нежелательных для процесса ферментации микротел, но также дает экономический эффект за счет того, что конденсатором влаги и стерилизатором конденсата улавливаются легколетучие компоненты питательной среды и кикробиосинтеза, которые могут быть полезно использованы.