Аппарат для выращивания микроорганизмов

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(щ 737437 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 6) Дополннтельн 22) Заявлено 22,1 авт, синд-ву -1,77 (21) 2545343/30-1 кн%,С 12 В 1/ и нсоеднненнем арстееииый комитет СССР 23) Приоритет -о делам изобретений и открытий30,05,80, Бюллетень М 20овання описания 30.05 ЛО 3) УДК 663. , 1,4.033 (088,8) Опублнкова Дата опубл 2) Автор изобретения сврев нстнтут газа АН Украинской СС) Заявитель . МИКРООРГАНИ ЗМОВ) АППАРАТ, ДЛЯ ВЫ являетсявнутри о из пили й 2, ко ляцнонн резями Изобретение относится к микробиологическому оборудованию и представляет собой аппарат пля выращивания микроорга-, низмов, например из родов ,Рвеооотпооав или В а с 1 ЕЕ о З.Ближайшим к изобретению техническим решением по конструкции и достигаемому положительному аффекту является аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую ем-.1 О кость с рубашкой охлаждения и патрубками для подвода питательной среды, воздуха и отвода готового продукта и отработанных газов,. концентрично установленные в емкости. попый вал и направляющий стакан с прорезями и пентрвльным тверстием в днище, перемешивающее уса ройство, установленное на полом приводном валу и расположенное между днищами цилиндрической емкости и направляющего цилиндра, пеногаситель, укрепленный в верхней-части аппарата и выполненный в виде двух профилируюших пластин, расположенных с зазором одна над другой, при этом на нижней поверхностинижней пластины имеются вертикальныеперегородки ЩНедостатком этого аппаратаобразование жидкостной воронкинаправляющего цилиндра,Бель изобретения заключается в предотвращении вращения жидкости в циркуляционном стакане, а также попаданияпузырьков воздуха и интенсификации таким образом процееса массообменаДля этого в предлагаемом аппаратена внутренней поверхности днища циркуляционного стакана радиально укрепленыребра,На фиг, 1 схематично изображен предлагаемый аппарат, разреза на фиг. 2 -график зависимости производительностиперемешивающего устройства от числа оборотов,Аппарат состоит ядр ическо йемкости 1 с рубвшко нцентричноустановленного цирку ого стакана3 с чешуйчатыми про 4 и ценз3 7374ральпым отверстием в днище. Под пиркуляциоштым стаканом расположено перемешивающее устройство 5, укрепленное напопом приводном валу 8, На внутреннейповерхности днища стакана радиальйо ук 5реплены ребра 7. В нижней части емкости 1 установлен патрубок 8 для отбораготового продукта. Патрубки 9-11 установлены на крышке 12 и предназначены соответственно для подачи воздуха,отвода отработанного газа и подачи в аппарат маточной культуры или культуральной жидкости из другого аппарата, Патрубки 13 и 14 закреплены в верхней части цилиндрической емкости и циркуляционного стакана и предназначеньг.соответственно для непрерывной подачи растворапитательных солей и щелочи на вход перемешивающего устройства,Аппарат работает следующим обра-При вращении перемешивающего устройства 5 культуральная жидкость поддействием центробежных сил поступаетиз пиркуляпионного стакана 3 через отверстие в его днище в перемешивающееустройство 5 и выбрасывается в кольдевой канал, образованный,цилиндрической емкостью 1 и циркуляционным стаканом 3, В перемешивающее устройство5 по полому приводному валу 6 подается под давлением насьпценная необходимыми для процесса газами вода,В перемешивающем устройстве 5 насьпценная газами вода щросселируетсяи смешивается с культуральной жидкостью,проходящей через это устройство. Приэтом происходит насыщение культуральной жидкости газами, что обеспечиваетжизнедеятельность и размножение. микро О- организмов, Кроме того, в результатеэжекции при дросселировании насыщеннойгазами воды количество культуральнойжидкости, проходящее через перемешиваю. щее устройство 5, увеличивается, что45способствует более быстрому насыщениювсего объема культуральной жипкостинеобходимыми газами, Из кольпевого канала часть культуральной жидкости черезчешуйчатые прорези 4 поступает в пиркуляционный стакан 3. Основная частьнасыщенной газами культуральной жидкости, поднимаясь спирально вверх, переливается в направляющий цилиндр сверху,Таким образом, организуется перекрестный ноток жидкости, способствующий перемешиванию культуральной жидкости, находящейся в направляющем цилиндре. Вслед 37 фствие массообмена за счет разности парпиальных давлений исходных газов в культуральной жидкости и в свободном от культуральной жидкости пространстве аппара- . та в последнем появляются исходные газа, Эти газы выдуваются из аппарата через патрубок 10 воздухом, поступающим в патрубок 9, Ребра 7 останавливают вращение жидкости на входе в перемешивающее устройство 5, что способствует дополнительному перемешиванию культурардльной жидкости в направляющем цилиндре и предотвращает ажекцию газа из воздушного пространства аппарата в перемешивающее устройство 5, Кроме того, радиальные перегородки сепарируют пузырьки газа из культуральной жидкости на входе в перемешивающее устройство, При атом культуральная жидкость, поступающая в перемешивающее устройство, насыщается только необходимыми для жизне деятельности микроорганизмов газами, например метаном и кислородом, что повышает массообмен в аппарате, Кроме того, отсутствие отработанного газа в перемешивающем устройстве увеличивает насосный эффект устройства, что в свою очередь, сокращает время насыщения всего обьема культуральной жидкости необходимыми -газами и дополнительно увеличивает массообмен в аппарате, В процессе непрерывной ферментации из аппарата через патрубок 8 непрерывно отбирается часть культуральной жидкости а через патрубки 13 и 14 в аппарат подаются соответственно раствор питательных солей и щелочь для поддержания рН.Через патрубок 11 производится подсев маточной йли культуральной жидкости иэ другого аппарата, Рубашка 2 служит для поддержания необходимой температуры в аппарате.На фиг, 2 представлены результаты испытаний предлагаемого аппарата в сравнении с прототипом, отражена зависимость насосного аффекта (производительности) перемешивающего устройства от наличия или отсутствия перегородок в аппарате при различном числе оборотов аеремешивающего устройства. Испытания проводились в прозрачных аппаратах со следующими габаритами: диаметр аппарата 290 мм, диаметр перемешивающего устройства 97 мм, диаметр циркуляционного стакана 245 мм, высота его 330 мм, Высота уровни воды в аппаратах равнялась диаметру аппарата,Испытания показали, что, начиная с7,5 об/с, насосный аффект перемешиваю(кривая 2) повышается по сравнению саппаратом без них (кривая 1). Это объясняется тем, что в аппарате без ребер, начиная с 7,5 об/с, в перемешивающем устройстве появляются пузырьки воздуха,Необходимо отметить, что в аппаратес ребрами установленными на днище внутри циркуляцнонного стакана, появлениепузырьков воздуха в перемешивающем 10устройстве во всем исследованном диапазоне чисел оборотов не наблюдалось,Следовательно, перегородки в аппарате создают гидродинамические услбвия,цри которых увеличивается насосный эффект перемешивающего устройства и парциальное давпение необходимых дляпроцесса газов в культуральной жидкости,а также улучшают перемешивание в направляющем цидиндре, Все это интенсифицирует процесс массообмена. в аппарате,формула изобретенияАппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилиндрическую ем-5 37 6кость с теплообменной рубашкой, установ-:ленный внутри него с зазором циркуляционный стакан с прорезями на боковойповерхности и центральным отверстием вего днище, перемешивающее устройство,расположенное между днищами емкости истакана, патрубки для подвода воздуха,маточной культуры или культуральнойжидкости, питательных солей и щелочи иотвода готового продукта и отработанных газов, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью предотвращения вращенияжидкости в шркуляционном стакане, атакже попадания пузырьков воздуха в перемешивающееустройство и интенсификации таким образом процесса массообмена, на внутренней поверхности днищациркуляционного стакана радиально укреплены ребра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР410078, кл, С 12 В 1/1 О, 1972737437 6,2,Составитель Г. Лошкаревар Г. Прусова Техред Н. Бабурка Корректор инипкая аз 26 я набд, 4/ иал ППП Патент, г, Ужго оектная,7 Тираж 522 БНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113038, Москва, Ж, Подписное митета ССткрытий