Аппарат для выращивания микроорганизмов

-мн. щ,0 А ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(5 б) Авторское свидетельство СССРР 873 б 83, кл. С 12 М 1/04, 1979.Авторское свидетельство СССРКд 7333 13, кл, С 12 И 1/04, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 5 б 3432, кл, С 12 И 1/04, 1975.(54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ИИКРООРГАНИЗИОВ(57) Изобретение относится. к областимикробиологической промышленности.Целью изобретения является повышениепроизводительности аппарата и степениутилизации газообразного субстратаи кислорода. Аппарат представляет со-.бой вертикальную емкость 1 с расширенной верхней и нижней частью 2, содержащей центрально установленныйциркуляционный стакан 3, внутри которого размещены контактные устройства4 и теплообменник 5. В нижней частиаппарата под циркуляционным стаканомрасположены азраторы б, соединенные130 б 9 с газовым коллектором 7 трубопроводом 8. Хладоагент к теплообменникам подается через трубопровод 9 и коллектор 10, а отводится по коллектору 11 и трубопроводу 12, В верхней части колонны установлен сепаратор 13 для очистки газа от жидкости. Вне емкости размещена система рециркуляции газовой фазы, включающая трубопровод 14 и побудитель 15 расхода газа, нагнетательный трубопровод 16 которого подключен к коллектору 7. Аппарат снабжен устройством для выделения углекислого газа из рециркулируемой газовой фазы, содержащим емкость 17 сообщенную трубопроводом 18 через 42дросселирующий клапан 19 с емкостью20, в верхней части которой размещенпатрубок 21 сброса углекислого газаиз аппарата. Емкость 20 снабжена эжектором 22, служащим для подачи воздуха из окружающей среды на десорбциюуглекислого газа из рециркулируемойжидкости. Емкость 17 снабжена эжектором 23, камера смешения которого трубопроводом 24 подключена к трубопроводу 14, а сопло - к трубопроводу 25,соединенному с побудителем расходажидкости 2 б и емкостью 20. Газовоепространство емкости 17 подключенопатрубком 27 к трубопроводу 14.1 ил.1Изобретение относится к оборудованию для выращивания микроорганизмов к предназначено к использованию вмикробиологической промышленности.Цель изобретения - повышение производительности аппарата и степени утилизации газообразного субстрата и кислорода.На чертеже схематично изображен предлагаемый аппарат, вертикальный 10 разрез.Аппарат для выращивания микроорганизмов состоит из вертикально установленной колонны 1 с расширяющейся верхней и нижней частью 2, центрально установленным циркуляциоццым стаканом 3, внутри которого ггоярусно размещены контактные устройства 4 и теплообмеццики 5 погружного тина. В нижней части емкости под циркуляционным стаканом расположен аэратор в виде барботеров б, соединенных с газовым коллектором 7, к которому газ подводится по трубопроводу 8. Хладоагент к тецлообменникам подается через трубопровод 9 и коллектор 10, а отводится по коллектору 11 и трубопроводу 12, В верхней расширяющейся части колонны размещен сепаратор 13 для очистки газа от жидкости, Вне колонны размещена система рециркуляции газовой Фазы, включающая рециркуляционный трубопровод 14, один конец которого сообщен с газовым простран ством колонны,лем 15 расхода трубопровод 1 бколлектору 7. а др уг ой - с и о будит егаза, нагнетательныйкоторого подключен к Система рециркуляции газовой Фазы снабжена устройством для выделения углекислого газа из рециркулируемой газовой Фазы, состоящим из емкости 17, соединенной трубопроводом 18 и дроссельным клапаном 19 с емкостью 20, В верхней части емкости 20 размещен патрубок 21 отвода углекислого газа в атмосферу, Нижний конец трубопровода 18 соединен с размещенным на крышке емкости 20 эжектором 22, служащим для подачи воздуха кз окружающей среды на десорбцию углекислого газа из рециркулируемой жидкости, емкость 17 снабжена зжектором 23, камера смешения которого трубопроводом 24 подключена к трубопроводу 14 рециркуляции газа, а сопло - к трубопроводу 25, соединенному с насосом 2 б и емкостью 20. Газовое пространство емкости 17 подключено патрубком 27 к трубопроводу 14. В нижней части емкости 20 размещен барботер 28, Аппарат снабжен патрубком 29 для подачи минерального питания, патрубком 30 отбора суспензии, патрубком 3 1 с регулятором рабочего давления и патрубком 32 для слива суспекзии из аппарата.Предлагаемый аппарат работает следующим образом.Колонну 1 заполняют до определенного уровня культуральной средой и по коллектора 7 газ поступает в барботеры 6, диспергируется и поднимается в циркуляционном стакане 3. При этомгаз дополнительно диспергируется кон вжидкости в нем и жидкости, находящей 20 Попадая в верхнюю расширяющуюся часть 2 колонны газожидкостная смесь снижает свою скорость, дегазируется и опу в . скается в пространство между стенкамиколонны и стакана, замыкая вертикаль 50 55 патрубку 8 в коллектор 7 подают газ(технический кислород и метан), Из тактными устройствами 4. Вследствиеповышения газосодержания культуральной жидкости в циркуляционном стакане возрастает разность плотностей ся в пространстве между стенками колонны и стакана, Это приводит к возникновению эрлифтного эффекта, при этом высота газожидкостной смеси в циркуляционном стакане возрастает. ную циркуляцию культуральной жидкости. При дальнеишем подаче газа в газовом пространстве колонны достигают требуемого рабочего давления и включают побудитель 15 расхода газа. Приэтом газ, пройдя через сепаратор 13для очистки его от капель жидкости,поступает в рециркуляционный трубопровод 14 и по нему через побудитель 15 расхода газа нагнетается по патрубку 16 в коллектор 7 и барботеры6. Количество и скорость истечениягаза из барботеров б резко возрастают (на порядок), что приводит к эффективному диспергированию газа барботерами и контактными устройствами,значительно повышает газосодержаниекультуральной жидкости в циркуляци -онном стакане и увеличивает скоростьи кратность циркуляции жидкости ваппарате, зто способствует интенсивному массо- и теплообмену. Циркулирующая в стакане культуральная средаомывает теплообменники 5, отдавая имтепло биохимических реакций, и поколлектору 11 и трубопроводу 12 отводится из аппарата хладоагентом, подаваемым в теплообменники по трубопроводу 9 и коллектору 1 О. В процессе биосинтеза подаваемый кислород и углерод, содержащий субстрат, непрерывно потребляются, при этом в рециркулирующей газовой фазе 35 40 45 непрерывно накапливается .углекислыйгаз, являющийся продуктом жизнедеятельностй микроорганизмов. Выделениеуглекислого газа достаточно большое(1,4-1,5 тСО /т АСВ при выращиваниина метане).При достижении определенной допустимой концентрации углекислого газав рециркулируемом газе включают насос26. Жидкость, находящаяся в емкости20, подается под давлением по трубопроводу 25 на эжектор 23, при этомиз рециркуляционного газопровода 14непрерывно засасывается по газопроводу 24 газовая смесь, содержащая, восновном, углекислый газ, кислородили метан. Поступающий в эжектор 23газ эффективно диспергируется в немжидкостью, подаваемой насосом 26, игаз растворяется в жидкости пропорционально его парциальному давлению,Учитывая, что растворимость углекислого газа значительно выше, чем растворимость кислорода или (и) метана,количество растворившегося углекислого газа в жидкости будет значительно больше (например, при 1 ата, 20 Си 1007-ном парциальном давлении растворимость СО составляет 1,25 г/л воды, а 0 - 0,036 г/л воды),Уровень жидкости, насыщенной растворенным углекислым газом, поддерживается в емкости 17 постоянно на одном уровне дроссельным клапаном 19При этом нерастворившаяся газовая, Фаза, в основном, обогащенная метаном и кислородом по патрубку 27 отводится в рециркуляционный трубопровод 14 в место, расположенное после отбора, газовой фазы на очистку его от СО . Из емкости 17 по трубопроводу 18 через дроссельный клапан 19 жидкость при атмосферном давлении поступает в емкость 20 через зжектор 22. Эжектор 22 засасывает (эжектирует) воздух иэ атмосферы в емкость 20. Давление в газовом пространстве емкости 20 атмосферное, что при условии подачи в нее эжектируемого воздуха с низким парциальным давлением углекислого газа способствует эффективному выделению его из жидкости и удалению по патрубку 21. В случае необходимости жидкость в емкости 20 продувается воздухом, подаваемым через барботер 28. Цикл осуществляется непрерывно. Испаряющаяся водапериодически восполняется. При превышении давления в колон1306942 Формула изобретения Составитель Г. ЛошкареваРедактбр Л. Повхан Техред А,Кравчук Корректор И, Муска Заказ 1497/23 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 не выше рабочего осуществляется сброс газа через патрубок 31 с регулятором рабочего давления, В аппарат непрерывно подаются по патрубкам 29 технологическая вода и минеральное питание, а по патрубку 30 осуществляется отбор суспензии биомассы.Аппарат обеспечивает более чем в 2,5 раза увеличение производительности и повышает степень утилизации газообразного субстрата в 2-2,3 раза,Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальную колонну, центрально установленный в ней циркуляционный стакан, размещенные в нем по высоте контактные устройства и теплообменники, установленный под циркуляционным стаканом аэратор, систему рециркуляции газовой фазы, состоящую из трубопровода и побудителя расхода газовой фазы и устройство для выделения углекислого газаиз рециркулируемой газовой фазы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью говышения производительности и 5 степени утилизации газообразного субстрата и кислорода, устройство длявыделения углекислого газа из рециркулируемой газовой фазы состоит издвух емкостей, заполненных жидкостью 10 и связанных между собой трубопроводом и насосом для ее рециркуляции,при этом первая по ходу движения газовой фазы емкость снабжена патрубком отвода газовой фазы в трубопровод 15 рециркуляции ее и эжектором, камерасмешения которого подключена к указанному трубопроводу, а сопло - к трубопроводу рециркуляции жидкости, причем первая емкость сообщена с второй 20 при помощи трубопровода с дроссельным клапаном и эжектором, служащегодля подачи воздуха из окружающей среды на десорбцию углекислого газа изрециркулируемой жидкости.