Аппарат для выращивания микроорганизмов

(71) Воронежский технологический институт(54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ.(57) Использование: относится к дрожжевойпромышленности и может быть использовано в микробиологической, ферментной испиртовой промышленности,. на станциях Изобретение относится к дрожжевой промышленности и может быть использовано в микробиологической, ферментной и спиртовой промышленности, на предприятиях по выпуску кормов для сельского хозяйства, на станциях биологической очистки сточных вод.Известен массообменный аппарат, аэратор которого содержит диффузор и цилиндрический патрубок, Внутри патрубка коаксиально размещен трубопровод подачи и выброса воздуха с запорной арматурой и клапанами.Недостатками этого аппарата является то, что он не обеспечивает эффективного массообмена и интенсивного перемешивания газовой и жидкостной среды. 2биологической очистки сточных вод. Сущность изобретения: аппарат включает емкость с технологическими патрубками и устройство для аэрации среды, содержащее размещенные у днища емкости горизонтально - радиальные воздухораспределительные трубы, отверстия для выхода воздуха расположены на одной из боковых сторон труб. Над воздухораспределительными трубами равномерно по окружности расположены сопла, подключенные к трубопроводам входными и выпускными клапанами для подвода и отвода газа. Выходные участки сопел направлены в ту же сторону, что и отверстия в воздухораспределительных трубах. В аппарате обеспечено увеличение степени перемешивания среды и более полное ее аэрирование, 4 ил. Известен дрожжерастильный аппарат, содержащий цилиндрическую емкость с днищем, крышкой и патрубками для подвода и отвода рабочих сред, устройство для аэрации, размещенное на днище емкости и состоящее из коллектора и прикрепленных к нему в горизонтальной плоскости барботажных трубок разной длины с отверстиями на боковой образующей каждой трубки с одной и той же стороны.Недостатками этого аппарата является небольшой коэффициент заполнения обьема и недостаточное перемешивание культу- ральной среды.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат с аэрационной системой, состоящей из центрального подводящего воздуховода и коллектора с газораспределительными трубками, имеющимиотверстия для истечения воздуха, располо. женные на боковых поверхностях, снабженный дополнительными коллекторами,имеющими отверстия, расположенные аналогично отверстиям газораспределительных трубок, при этом отверстия вколлекторах и газораспределительныхтрубках расположены с пропорциональноуменьшающимся между ними шагом от центра корпуса аппарата к его периферии.Недостатками известного дрожжерастильного аппарата является недостаточное перемешивание культуральной среды, врезультате чего снижается массообмен и,как следствие, выход дрожжей. Для интенсификации процессов массообмена приходится подавать больше воздуха на аэрацию,что приводит к обильному пеновыделению,в результате этого коэффициент заполнения аппарата недостаточно высок,Целью изобретения является увеличение степени перемешивания и более полное аэрирование среды и повышение темсамым производительности.Поставленная цель достигается тем, чтоаппарат для выращивания микроорганизмов содержит. емкость с технологическимипатрубками и устройство для аэрации среды, включающее размещенные у днища емкости горизонтально радиальныевоздухораспределитег;ьные трубы, отверстия для выхода воздуха которых расположены на одной из их боковых сторон, надвоздухораспределительными трубами равномерно по окружности расположены сопла, подключенные к трубопроводам склапанами для подвода и отвода газа длясоздания в соплах пульсации жидкости. Приэтом выходные участки сопел и отверстия ввоздухораспределительных трубах для выхода воздуха направлены в одну сторону.На фиг. 1 показан аппарат, общий вид;на фиг.2-тоже, поперечный разрез; на фиг.,3 - вид А на фиг, 1; на фиг, 4 - вид Б на фиг,1.Аппарат для выращивания микроорганизмов состоит из емкости 1 с технологическими патрубками (не показаны) иустройства для аэрации среды. Последнеевключает воздуховод 2 и размещенные уднища 3 емкости горизонтально радиальные воздухораспределительные трубы 4,Воздухораспределительные трубы 4 имеютотверстия 5 для выхода воздуха, расположенные на одной из их боковых сторон,Над трубами 4 равномерно по окружности расположены сопла 6, подключенные к трубопроводам 7 с входными 8 и выпускными 9 клапанами для подвода и отвода газа.Выходные участки сопел 6 выполнены вформе сходящегося конуса и направлены в5 ту же сторону, что и отверстия в воздухораспределительных трубах 4 по образующейокружности, делящей поперечное сечениеаппарата на две равные части в непосредственной близости от труб 4. Через входные10 клапаны 8 трубопроводы 7 соединены с воздуховодом 2 устройства для аэрации среды,а через выпускные клапаны 9 - с атмосферой.Количество сопел 6 с трубопроводами 715 рассчитывается, исходя из размеров аппарата и диаметра рабочей зоны сопел 6,Под действием струи жидкости, выходящей импульсами из сопел, скорость которойпревышает скорость движения асей массы20 среды, на границах раздела струи и потокавозникают вращающие моменты, которыеприводят к интенсивному вихреобразованию. В сочетании с турбулентным струйнымистечением массы воздуха из отверстий25 воздухораспределительных труб устройства для аэрации среды с интенсивным взаимным проникновением потоков газовой ижидкой сред, движущихся с различными линейными скоростями, образуется газожид 30 костная эмульсия с высокоразвитойповерхностью и высокой степенью турбулизации.Учитывая небольшое расстояние сопелот днища и от стенок аппарата, интенсив 35 ность вихреобразования возрастает вследствие сил трения о поверхность днища истенки,Суммарный вращающий момент от силвоздействия на жидкость всех струй возду 40 ха, вытекающих из боковых отверстий всехвоздухораспределительных труб и струйжидкости. выбрасываемых поочередно изкаждого сопла, направлен на создание вращающего потока газожидкостной смеси.45 При этом пузырьки воздуха. под действиемструй жидкости постоянно дробятся на более мелкие фракции, движущиеся с различными линейными скоростями иодновременно вовлекающиеся во врвщв 50 тельное круговое движение газожидкостной среды.Жидкая среда под воздействием центробежных сил, при неизбежном наличии ваппарате восходящих и нисходящих поро 55 ков, при наличии сил трения о днище и боковые стенки аппарата также совершает.сложное трехмерное движение.Комплекс всех описанных явлений приводит к увеличению степени перемешивания и более полному аэрированию среды,3745761 2 интенсифицирует процессы массо- и тепло- обмена в аппарате.Поскольку часть энергии воздуха идет на перемешивание, используя для увеличения вращения потока энергию направлен ных струй жидкости, общее количество воздуха, поступающего в аппарат, сокращается, что значительно снижает пенообразование. Последнее позволяет увеличить . коэффициент заполнения аппарата, сни зить расход химических пеногасителей.Таким образом, в результате увеличения степени перемешивания и более полного аэрирования среды производительность аппарата для выращивания микроорганиз мов увеличивается на 10-12.Формула изобретенияАппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость с ехнологи 20 ческими патрубками и устройство для аэрации среды, включающее размещенные у днища емкости горизонтальные ра- . диальные воздухораспределительные трубки с отверстиями для выхода воздуха, выполненными с одной боковой стороны трубок, о т л и ч а ю щи й с я тем, что. с целью увеличения степени перемешивания и более полного насыщения жидкости газом и повышениятем самым производительности, над воздухораспределительными трубками равномерно по окружности расположены сопла в виде рожков, снабженные трубопроводами с клапанами, служащими для подвода и отвода газа и для создания в соплах пульсации жидкости, при этом выходные. участки сопл направлены в ту же сторону, что и отверстия в трубках.1745761 г.2 9 . оставитель Ю, Шишхред М.Моргентал кий Редактор Н. Гунько Те Корректор О. ципле роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 2365 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5