Аппарат для выращивания микроорганизмов

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 412 БЛИН 51)5 С 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ к техницесости к аппаового белодного сырья. жение удельныхдля выращивания 4 ь М АРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИГКНТ СССР(21) 4272321/31-13 (22) 30,06.87 (46) 07,02.90, Бюл. Н 5 (71) Всесоюзный научно-исследоват ский институт биосинтеза белковых ществ (72) С.В. Кан, А,А. Собцов, Е.Л, Листов, Ю,П. Боярцук,Б.А. Литманс, Ю.И. Юрьевич, А.Ю. Винаров и А,М. Кузнецов (53) 663.14,032(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й 702718, кл С 12 М 1/06,Авторское свидетельство СССР У 413184, кл. С 12 М 1/14, 1971, (54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАУИВАНИЯ МИКР ОРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится кой микробиологии, в цастн ратам по производству корм ка на основе углеводор Цель изобретения - сни энергозатрат, Аппарат микроорганизмов содержит герметич емкость 1, соосно установленный в неи цилиндр 2 с образованием кольцевой зоны.3, в которой размещены теплообменники 4, и центральной зоны 5. В кольцевой зоне установлены устройства 6 для аэрации и перемешивания, каждое из которых содержит жидкостную непод вижную камеру и расположенную внутри жидкостной камеры воздушную камеру. Жидкостная камера состоит из двух конусов, имеющих на противоположно расположенных меньших основаниях горловины, а на больших - отбортовки, образующие кольцевую щель для выброса культуральной жидкости. Воздушная камера выполнена аналогично жидкостной. Горловины соединены с нагнетательной линией 14 циркуляционного насоса 15 трубопроводом. Всасывающие трубопроводы 16 циркуляционных насосов присоединены к нижней цасти цилиндра 2, в верхней цасти которого расположены переливные окна 19 для культуральной жидкости, 3 ил.3 15112Изобретение относится к техничес"кой микробиологии, в частности кап паратам по производству кормовогобелка на основе углеводородного сырья.5Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат,, На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид; на Фиг. 2 - устройство дляаэрации и перемешивания; на фиг. 3разрез А-А на фиг. 1.Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит герметичную емкость 1, соосно установленный в нейцилиндр 2 с образованием кольцевой 15зоны 3 выращивания, в которой размещены теплообменники 4, и центральнойзоны 5 выращивания. В кольцевой зонеустановлены .устройства,б для аэрациии перемешивания, каждое из которых 20содержит жидкостную неподвижную камеру 7 и расположенную внутри жидкостной камеры воздушную камеру 8, Жидкостная камера 7 состоит из двух конусов 9, имеющих на противоположнорасположенных меньших основаниях горловины 10, а на больших - отбортовки11, образующие кольцевую щель 12 длявыброса культуральной жидкости. Воздушная камера 8 выполнена аналогично 30жидкостной. Горловины 10 на противоположно расположенных меньших основаниях связаны обводной жидкостной труб"кой 13 и соединены с нагнетательнойлинией 1 Й циркуляционного насоса 15 35трубопроводом, Всасывающие трубопроводы 16 циркуляциснных насосов 15присоединены к нижней части цилиндра 2. Воздушная камера 8 соединенас атмосферой посредством трубопровода 17 и патрубка 18, В верхней частицилиндра 2 расположены переливныеокна 19. Аппарат снабжен устройством20 для очистки и отвода отработанного воздуха, патрубками 21 для отбора 45культуральной жидкости, а также патрубками для подачи технологическойводы 22 и питательных солей 23. Натрубопроводах 17 могут быть установлены дополнительные низконапорные воз духодувки, чтобы использовать менеемощные циркуляционные насосы.Аппарат работает следующим образом.В ходе непрерывного процесса выращивания культуральная жидкость,находящаяся в объеме цилиндра 2,постоянно отбирается из его нижней части по всасывающим трубопроводам 16 при помощи .циркуляционных насосов 15 и подается в каждое из устройств 6 для аэрации и перемешивания по нагнетательной линии 11 в жидкостную камеру 7 через горловины 1 О. При этом культуральная жидкость, равномерно распределяясь в горизонтальной плоскости, с определенной скоростью истекает из камеры 7 через щель 12. Воздушная камера 8, находящаяся внутри жидкостной камеры 7, соединена с атмосферой трубопроводом 17, что создает необходимые условия для экстрагирования атмосферного воздуха в полость камеры 7, где он смешивается с культуральной жидкостью и,подается в объем кольцевой зоны 3 выращивания под теплообменники 1. Восходящий газо- жидкостный поток, пройдя через теплообменники 1, поступает в верхнюю часть емкости 1, откуда через переливные окна 19 вновь попадает в объем цилиндра 2 где происходит дегазация культу- ральной жидкости. Выделившийся при этом воздух подвергается мокрой очи" стке и отводится из аппарата посредством устройства 20, а культуральная жидкость из цилиндра 2 отбирается циркуляционными насосами на следующий цикл. Питательные соли и микроэлементы, необходимые для проведения процесса выращивания, вводятся в аппарат через патрубок 23, технологическая вода - через патрубок 22, а биосуспензия выводится из аппарата через патрубок 21,Создание направления движения газожидкостной смеси по замкнутому циклу: кольцевое пространство - центральная зона - циркуляционные насосы - кольцевое пространство, помимо локальной циркуляции жидкой фазы обеспечивает гидродинамические условия в аппарате, приближающиеся к условиям полного перемешивания. Это позволяет свести к минимуму градиент концентра" ции углеводородов, микроэлементов и питательных солей во всем объеме аппарата, поддерживая их содержание оптимальным, и за счет этого повысить. эффективность процесса выращивания и упростить систему контроля технологи" ческих параметров, уменьшить необходимое количество приборов КИПиА.Конструкция устройства для аэрации и перемешивания позволяет исполь 5 15612 зовать энергию жидкостного циркуляционного потока для эжектирования атмосферного воздуха, не используя для этой цели энергоемкие двигатели при 5 вода самовсасывающих турбин, что значительно снижает удельные энергозатраты процесса выращивания и делает конструкцию аппарата более простой. Например, при замене 12 используемых 10 двигателей мощностью 315 кВт ч каждый на 12 осевых циркуляционных насоса по 200 кВтч установочная мощность аппарата снижается на 1380 кВт,ч, а удельные энергозатраты составляют 15 1,9 кВт ч/кг АСВ. При этом количество подсасываемого воздуха зависит от расчетных геометрических параметров устройства аэрации и перемешивания. гоУстранение радиальных перегородок, между секциями представляет возможность оптимального размещения в объеме аппарата теплообменных устройств, улучшает теплообменные и гид- г 5 родинамические характеристики ферментатора, Установка на атмосферныхтрубопроводах дополнительных низко- напорных воздуходувок в некоторых случаях и увеличивает коэффициент(86эжекции при увеличении высоты столбамонолитной жидкости в аппарате,Формула и 3 о б р е т е н и яАппарат для выращивания микроорганизмов, включающий герметичную емкость, соосно установленный в нейцилиндр с образованием центральнойи кольцевой зон выращивания, разме"щенные в кольцевой зоне устройствадля аэрации и перемешивания жидкостии теплообменники, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сниженияудельных энергозатрат, каждое устройство для аэрации и перемешивания содержит жидкостную неподвижную камеру,состоящую из двух конусов, имеющих напротивоположно расположенных меньшихоснованиях горловины, а на большихотбортовки, образующие кольцевую щельдля выброса культуральной жидкости,и расположенную внутри жидкостной камеры воздушную камеру, выполненнуюаналогично жидкостной, при этом горловины конусов жидкостной камеры припомощи трубопроводов и насоса сооб"щены с центральной зоной выращивания,причем цилиндр, образующий эту зону,имеет в верхней части переливные окнадля культуральной жидкости.1 Я 12 ч 8 ставитель Т. Тарасовахред Л,Олийнык Корректор М. Кучерявая едактор И. щербак е Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 26 НИИПИ Госу Тираж ч 8 ственного комитета 113935, Москва, Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СС5, Раушская наб., д. ч/5