Аппарат для выращивания микроорганизмов

ОПИСАНИЕИЗОбРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Содаз Саюскик Социалистических Республик(51 сударственныи комитет вета Министров СССР 53) УДК 663,132(088 изобретенийкрытнй о дела и. Юрьевич,Б, П. Лопатинбиосинтезаательскийностроениятроения П. Павлов, Ю В, А, Осипов,В. Е, Трубкин, Е,Всесоюзный научи белковых вещест и конструкторски и МосковскийВ,И. Туманов, В. А И, Бойко, Н, С. Мартюшин, Ю. о-исследователь в, Иркутский нинститут хим нститут химиче 1) Заявител кии институтучно-исследовческого машт ого машино(54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВА МИКРООРГАНИЗМОВ фпкацпп процессов массо- и теплообмена путем увеличения степени десорбцпп улегкислого газа пз культуральной среды.Для этого предложенный аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикально установленную цилиндрическую емкость с крьшдкой, теплообменной рубашкой, пеногасителем, аэратором и концентрично расположенными внутри емкости направляющими циркуляционными стаканами, снабжен устройством для десорбции углекислого газа, укрепленным в крышке над пеногасителем и выполненным в виде камеры, заполненной ионообменной смолой и имеющей перфорированное дно, под которым расположен патрубок для подвода газа в камеру, при этом направляющие цпркуляцпонные стаканы выполнены в виде змеевиков, служащих для охлаждения культуральной жидкостдьВо внутреннем циркуляцпонпом стакане по высоте установлены перфорированные перегородки для дпспергпрованпя газа в жидкости. Диаметр ьерхнсй и нижней частей емкости превышает диаметр средней части, а наружный цпркуляцпонный стакан выполнен в форме воронки. Цпркуляцпонные стаканы имеют лопатки, укрепленные в пх верхней части. паратам для оорганизмов и биологической Изобретение относится к апглубинного выращивания микрможет быть применено в микрои пищевой промышленности.Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, внутри которой расположено устройство для диспергирования воздуха и перемешивания жидкости с воздухом, циркуляционный контур, включающий в себя деаратор жидкости и теплообменное устройство 11.Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, выполненный в виде вертикально установленной цилиндрической емкости с крышкой, теплообменной рубашкой, пеноочистителем, кольцевой трубкой для подачи воздуха и перемешивающим устройством, выполненным в виде вала с лопатками 2.В указанных аппаратах недостаточна степень десорбции углекислого газа из культу- ральной среды, что приводит к уменьшению скорости циркуляции среды за счет выравнивания гидростатических давлений в зонах нисходящего и восходящего потоков и к замедлению скорости процесса вследствие возрастающего содержания углекислого газа в рециркулирующей среде.1 ель изобретения заключается в интенсип 1) 5634325 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3На фиг, 1 представлен предлагаемый аппарат для выращивания микроорганизмов, вертикальный разрез; на фиг, 2 - разрез по А - Ана фиг, 1; на фиг, 3 - разрез по Б - Б нафиг. 1,Аппарат представляет собой емкость 1 срасширенными верхней и нижней частями ицентральной обечайкой с теплообменной рубашкой 2. Внутри емкости 1 концентрично еевертикальной оси установлены направляющиециркуляционные стаканы 3 и 4, выполненныев виде змеевиков с витками, навитыми беззазора, и снабженные отбойными вертикальными пластинами 5, В верхней части стаканов имеются лопатки Ь, а внутри циркуляционного стакана 3 по его высоте установленыперфорированные перегородки 7 для диспергирования газа в жидкости,В верхней части емкости 1 расположен пеногаситель, выполненный, например, в видеколлектора 8, и каплеотделитель 9. Над пеногасителем укреплено устройство для десорбции углекислого газа в виде камеры 10 с перфорированным днищем 11, заполненной ионообменной смолой. Ионообменную смолу подают через штуцер 12, а удаляют на регенерацию через штуцер 13, Очищенный и осушенныи газ отводят через штуцер 14.Аппарат имеет аэраторы 15 - 18 в виде барботеров, которые расположены соответственно в нижней части емкости и под верхней расширенной ее частью, 11 итательную среду в аппарат подают через распределитель 19, такжевыполненный в виде барботера, Суспензию смикроорганизмами отбирают из аппарата через штуцер 20. Для гашения пены используют технологическую воду, распыляемую черезфорсунки коллектора 8.ьгшарат работает следующим образом.В нижнюю часть емкости 1 через аэраторы15, 1 б и 17 подают воздух или обогащенныйкислородом воздух, или кислород, при этомза счет разности удельных весов жидкости ваппарате устанавливается вертикальная циркуляция жидкости. Восходящий поток поднимается в кольцевом пространстве между стенкой емкости 1 и стаканом 4, нисходящий поток жидкости опускается в пространство между стаканами 3 и 4, а восходящий - поднимается внутри стакана 3. 11 ри движении потока газовые пузыри диспергируются черезперфорацию перегородок 7, 1 емпературу среды поддерживают, подавая охлаждающуюводу в рубашку 2 и стаканы 3 и 4, Пластины5, укрепленные на стаканах, обеспечиваютупорядоченное смазывание последних жидкостью, что улучшает теплообмен.Восходящие потоки жидкости закручиваются вихреобразно в верхней расширенной частиемкости благодаря лопаткам б. Расширенноесечение емкости 1 и вихреобразное движениежидкости способствуют оолее полной дегазации жидкости от отработанного воздуха. Образующаяся в процессе выращивания микроорганизмов пена гасится струями технологической воды, подаваемой в коллектор 8.Отработанный газ с частицами жидкости огибает каплеотделитель 9, и осушается. Затем он проходит через перфорированное днище 11 в камеру 10 и приводит ионообменную смолу в псевдоожиженное состояние. За счет влаги, уносимой газовым потоком, происходит набухание частиц ионообменной смолы и одновременное улавливание углекислого газа из газового потока в результате замещения иона СОз. 1 аз, значительно очищенный от культуральной жидкости и (.О, может быть возвращен в аппарат после предварительного насыщения кислородом или выорошен в атмосферу без ущерба для окружающей среды. Ионообменная смола после регенерации и отмывки возвращается в технологический цикл.1 оскольку нижняя часть емкости 1 выполнена расширенной, то большой обьем жидкости находится в зоне с повышенным гидростатическим давлением, а следовательно и с повышенным парциальным давлением кислорода, способствующим интенсификации роста аэробных микроорганизмов.Центробежные силы, возникающие при вихревом движении жидкости, и расширение верхней части зоны нисходящего потока улучшают частичную флотацию микроорганизмов, вследствие чего из аппарата через штуцер 20 выводится более концентрированная культуральная среда. Формула изобретения 1. Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикально установленную цилиндрическую емкость, снабженную крышкой, теплообменной рубашкой, пеногасителем и аэратором, и концентрично у"становленные внутри емкости направляющие циркуляционные стаканы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов массо- и теплообмена, аппарат снабжен устройством для десорбции углекислого газа, укрепленным в крышке над пеногасителем и выполненным в виде камеры, заполненной ионообменной смолой и имеющей перфорированное дно, под которым расположен патрубок для подвода газа в камеру, при этом направляющие циркуляционные стаканы выполнены в виде змеевиков, служащих для охлаждения культу- ральной жидкости.2. Аппарат по п, 1, отличающийся тем, что во внутреннем циркуляционном стакане по высоте установлены перфорированные перегородки для диспергирования газа в жидкости.3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что диаметр верхней и нижней частей емкости превышает диаметр ее средней части, а наружный циркуляционный стакан выполнен в форме воронки.4. Аппарат по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что циркуляционные стаканы снабжены лопатками, укрепленными в их верхней части,363432 Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе563432 Составитель Н. Селиверстова Редактор Н. Хубларова Тсхрсд 3. Тараненко Корректор Л. Денискина Типографии, пр. Сапунова, 2 Заказ 1676(12 Изд.536 Тираж 563 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5