Аппарат для выращивания микроорганизмов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 729238(23) Приоритет ло делам иэооретений и открытий(54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к устройствамдля выращивания микроорганизмов с механическим перемешиванием жидкости игаза и предназначено преимущественнодля выращивания ааробных микроорга -низмов иэ очищенных жидких парафинови углеводородов нефти,Известно устройство для выращиваниямикроорганизмов, содержащее цилиндрическую емкость с ценрально установОленным цилиндрическим диффузором, внутри которого встроен кожухотрубчатыйтеплообменник, перемешивающее устройство, установленное в нижней части диффузора, ааратор, патрубки для вводакультуральной жидкости, воздуха и выводаотработанных газовОднако в этом устройстве не происходит насыщения культуральной жидкостигазом и дегазации ее отработанных газов, что замедляет процесс выращивания микроорганизмов,11 елью изобретения является насыщение культуральной жидкости газом и пос 2ледующая дегазация ею отработанных газов в турбулентном потоке и интенсификация тем самым процесса выращивания микроорганизмов,Поставленная цель достигается тем, что ааратор расположен во внутренней полости диффузора над устройством для перемешивания под теплоообменником, патрубок для подачи культуральной жидкости размещен в нижней части аппарата для подачи ее под перемешивающее устройство, при атом аппарат снабжен уст- ройством для дегазации культуральной жидкости, размещенным над диффузором, состоящим из сетчатой или решетчатой цилиндрической обечайки и концентрично установленным отражателем, а также лопаточным колесом, размещенным во внутренней полости устройства для дегазации на выходной части диффузора и служащим для подачи культуральной жидкости на поверхность внутренней обечайки, причем теплообменник снабжен приспо729238 15 зсоблениями пля турбулизации культурной жипкости,Кроме того, в аппарате приспособления пля турбулизации культуральной жипкости препставляют собой перфорирован 5ные воронки, размещенные на наружнойповерхности теплоообменных труб и имеющие меньший диаметр со стороны входапотока культуральной жидкости,На фиг, 1 схематически изображен 10аппарат пля выращивания микроорганизмов, продольное сечение, на фиг. 2 -сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.Аппарат содержит цилиндрическуюемкость 1 с конической крышкой и сферическим пном, К емкости подведеныпатрубки пля подачи рабочей жипкости,биомассы микроорганизмов и питательных веществ (начертеже не показаны), 20а также сливной патрубок с краном 2,На крышке емкости 1 имеется окно 3пля отвопа отработанных газов, котороесообщается с атмосферой либо непосредственно, либо через специальнуювытяжную систему, Внутри емкости 1имеется окно 3 пля отвопа отработанных газов, которое сообщается с атмосферой либо непосредственно, либо через.специальную вытяжную систему, Внутри З 0емкости 1, соосно с ней, расположен цилиндрический диффуэор в вице трубы 4 свходным коллектором 5, Труба 4 крепится к емкости с помощью ребер 6,высота которых равна высоте цчлянпрчческой трубы 4, Вхопной коллектор 5 расположен на некотором расстоянии от пнаемкости 1,В нижней (вхопной) части трубы 440 расположено перемешивающее устройство в випе лопаточного колеса 7 с выходным обтекаемым коком, Колесо 7 посажено на вал 8, который вращается в верхнем подшипнике 9 скольжения и нижнем45 радиально-упорном попшипнике 10, Подшипники 9 и 10 вмонтированы в корпус 111 который герметично прикреплен к пну емкости 1, Между попшипниками 9 и 10, вблизи радиально-упорного дод 0 шипника 10, установлен сальник 12, Кольцевая полость в корпусе 11 между верхним попшипником 9 и сальником 12 сообщена с магистралью подачи рабо 55 чей (культуральной) жипкости в аппарат с помощью патрубка 13. Кянематчческая связь юла 8 и электропвчгателя 14 осуществляется через муфту 15 Межпу втулочной частью колеса 7 иторцовой плоскостью верхнего попшипника9 скольжения установлен импеллер 16,кжестко связанный с валом 8, Внутри цилиндрической трубы 4, непосредственноэа лопатками колеса 7, установлены патрубки 17 аэратора, которые с помощьюобщего коллектора 18 и трубопровода 19сообщаются с внешним источником попачисжатого газа в аппарат, Внутри цилинпрической трубы, на некотором расстоянии отпатрубка 17, установлен кожухотрубчатый теплообменник с приспособлениямипля турбулизации культуральной жидкости,состоящими из набора вертчкальныхтруб 20, тонкостенных перфорированныхусеченных конусов-воронок 21 и коллекторов 22 и 23. Трубы 20 герметично прикреплены к коллекторам и 23,Нижний коллектор 22 с помощью трубопровопа 24 сообщается с магистральюподачи охлажпающей жчцкости, а верхнийколлектор 23 посредством трубопровода25 соепинен с магистралью слива охлаждающей жидкости;К каждой вертикальной трубе 20 прикреплены по четыре-пять воронок 21 сшагом, равным трем - четырем пяаметрамих основания, Воронки 21 всех труб 20теплообменника расположены равномерно на опних и тех же горизонтальныхплоскостях и затеняют 60-75" площапи поперечного сечения вертикальнойтрубы 4,На конце трубы 4 установлено устройство пля дегазации культуральной жчпкости, сопеожащее цилиндрическую обечайку 26 и концентрично установленный отражатель 27, повернутые в направлении вращения колеса 7 и размещенные в канале, поворачивающем поток вгоризонтальное направление,На выходе из устройства пля дегаэации соосно с нчм последовательно установлены цилиндрические решетка 28(илч сетка) и экран 29, Решетка 28и экран 29 имеют одинаковую высотув 5-10 раз большую высоты лопатокотражателя 27, Радиальный зазор междуотражателем и цилиндрической решеткой28 составляет 5-10 от наружного диаметра отражателя. Такой же радиальныйзазор имеется между цилинпрчческойрешеткой 28 и экраном 29,Аппарат работает слепующим образом.Емкость 1 заполняют рабочей жчп-костью по уровня, соответствующего концу цилинпрической трубы 4, т, е, при 729238мерно 70-80" объема емкости, В случае дрожжерастительного аппарата рабо -чей жидкостью является вода, В емкость 30 подают питательные вещества и производятзасев культуры, Культуральная жидкость 5в резервуаре представляет собой смесьрабочей жидкости, питательных веществ имикроорганизмов, После установленияопределенной концентрации биомассы вкультуральной жидкости включают электродвигатель 14 и запускают внешнююкомпрессорную установку подачи сжатого газа в аппарат, При этом колесо7, связанное с электродвигателем 14валом 8 и муфтой 15 нагнетает культуральную жидкость вверх по трубе 4,а сжатый газ из компрессорной станции через трубопровод 1 9, коллектор 18 и патрубки 17 поступает в аппарат, Траектория частиц за колесом 8близка к винтовой линии. В направлениикасательной к этой линии и подается сжа-.тый газ из патрубков 17, Смешение газас жидкостью в закрученном потоке по 25вышает интенсивность растворения газав жидкость. При дальнейшем двчжениипо трубе 4 поток обтекает вертикальные трубы 20 и перфорированные воронки 21 теплообменника, Наличие воронок21 в потоке, вследствие мгновенногорасширения площадей проходных се -ченчй трубы 4, приводит к вихреобразованию и турбулизации потока, При этомзакрутка потока в трубе 4 не полностьюликвидируется, Такое состояние потока35в трубе способствует как дальнейшемуинтенсивному растворению газа в куль -туральной жчдкости, так и повышению отдачи биологяческого тепла культуральной40жидкости охлаждающей жидкости, подаваемой по трубопроводу 24 и нижнему коллектору 22 и сляваемой через верхнийколлектор 23 и трубопровод 25,После теплообменника поток с оста 45точной закруткой поступает в обечайку26 и отражатель 27, в котором благодаря наличию изогнутых по направлениювращения колеса 7 лопаток происходит .увеличение угла закрутки потока при од 50новременном увеличении его скорости навыходе, В таком состоянии поток направляется к экрану 29, в котором культуральная жидкость с отработанным газомначинает вращаться вокруг оси экрана 29,вследствие чего происходит отделение га -за от жидкости, Интенсификации процес -са дегазации способствует решетка 28,раздробляющая струйки потока на выходе из отражателя 27, Отделенный от жидкости отработанный газ через окло 3 уаляется из емкости 1, а культуральнаяжидкость стекает вниз в кольцевое пространство, образованное между емкостью 1и трубой 4,И процессе работы аппарата происходит рост микроорганизмов, После доведения концентрации биомассы в культуральной жидкости до заданного уровняаппарат переводится на установившийсярежим работы по непрерывному циклу,т, е, в емкость 1 непрерывно подаются рабочая жидкость, питательные вещества и газ, а соответствующее количествокультуральной жидкости непрерывно отводится из резервуара при открытом кране 2, При этом средняя концентрация биомассы в культуральной жидкости подперживается постоянной, Рабочая жидкостьв емкости 1 подается как по основноймагистрали питания аппарата, так и попатрубку 13 через верхний подшипник 9скольжения, Величина давления подаваемой в емкость 1 рабочей жидкости выбирается большей величины давления культуральной жидкости на дне резервуара.Вследствие этого, а также благодаряналичию импеллера 16, предотвращаетсяутечка культуральной жидкости черезподшнпн 1 цс 9 Сальник 12 предотвра -щает попадание рабочей жидкости в подшипник 10, Смазка верхнего подшипника9 осуществляется рабочей жидкостью, анижнего подшипника 1 б - консчстентнойсмазкой,формула изобре те ния1. Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий цилчнцряческую емко-ть с центрально установленным цилиндрическим диффузором, внутри которого встроен кожухотрубчатый теплообменник, перемешивающее устройство, установленное в нижней части диффузора, аэратор, патрубки для ввода культуральной жидкости, воздуха и вывода отработанных газово т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью йасыщения культуральной жидкости газом и последующей дегазацией ею отработанных газов в турбулентном потоке я интенсификации тем самым процесса выращивания микроорганизмов, аэратор расположен во внутренней полости диффузора над устройством для перемешивания под теплообменником, патрубок для подачи культураль729238 ной жидкости размещен в нижней частиаппарата для подачи ее поп церечешиваюдее устройство, при атом аппаратснабжен устройством пля пегазации культуральной жидкости, размещенным наппиффузороч, состоящим из сетчатой илирешетчатой цилиндрической обечайки иконцентрично установленным отражателем, а также лопаточным колесом, разчещенным во внутренней полости устройства пля пегазации на выхопной частидиффузора и служащим пля попачи культуральной жидкости на поверхность внутренней обечайки, причем теплообменникснабжен приспособлениями пля турбулизации культуральной жидкости,82. Аппарат по и, 1, о т л и ч а - 1 ю ш и й с я тем, что приспособления цля турбулизации культуральной жидкости представляют собой перфорированные воронки, размещенные на наружной поверхности теплообменных труб и имеющие меньший диаметр со стороны входа потока культуральной жидкости,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе729238 Я 7 20 Составитель Л, СоловьевТехред Ж. Кастелевич Корректор Т, Скворцга ктор П. Горькова Тираж 522Государственного коми делам изобретений и отк , Москва, Ж 35, Раушск Заказ 10,З 1130 оп, ъл. Проектная,ипиал П нт, г,иг.гБПодписноетета ОХ.;Р рытий ая наб л,