Аппарат для выращивания микроорганизмов

11,729242 Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) ЧДК 6 Г 3 14 .032,2 (088,8) до делам изобретеиий и открытийОпубликовано 25,04,80. Бюллетень,%15 Дата опубликования описания 25.04.80 А. Ю, Винаров, Я, Я, Шкоп, И. Д, Тихонов, ф. Б, Шлайфер, Р, В, Катруш, В, Ф. Фиалковский и Ю, М, Симаев(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ(54) АППАРАТ Ш 1 Я ВЫРАШИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к микробиологической промышленности и касаетсяаппаратуры дпя выращивания аэробныхмикроорганизмов, например дрожжей, науглеродсодержаших субстратах,Ближайшим техническим решением к5предлагаемому является аппарат дляаэробного выращивания микроорганизмов, выполненный в виде вертикальнойемкости, разделенной горизонтальными10перегородками на секции и снабженнойустройством для аэрации, расположенньцм в ее нижней части, и пеногасителем, В верхней части емкости концентрично с ней установлен стакандля15выделения концентрированной биомассы,снабженный перфорированной перегородкой)патрубком дпя подвода аэрирующего агента, патрубком дпя осветленной жидкостии устройством для диспергированиягаза 1Недостатком такого аппарата являетсянестабильность работы и вследствие этого невысокая производительность при ис 2.пользовании его в качестве аппарата большой единичной мощности, что связанос неравномерными условиями перемешимния культурапьной жидкости по объемуаппарата, отсутствием конструктивныхрешений по теппообменным устройствам,Цель изобретения заключается в повышении производительности и обеспечении надежности работы аппарата путемулучшения условий перемещивания культуральной среды в нем, а также условийтеплообмена,Зто обеспечивается тем, что в нижнейсекции емкости размещен теплообменник, а устройство для подвода воздухаустановлено над ним, при этом емкостьснабжена рециркуляционным трубопроводом культурапьной жидкости с теплообменником, расположенным вне емкостии связывающим нижнюю секцию с вышерасположенными, в которых радиально ук -реплены вертикальные пластины,Пластины выполнены полыми и снабжены патрубками дпя подвода и отводаЗО 3 7 с 92хлапагентв, Кроме того, верхняя камера пля концентрирования суспензиимикроорганизмов и пеногашения выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх,Перфорированные перегородки в емкостиимеют площадь свободного сечения, составляющую 0,05-0,50 от площади сечения емкости, причем диаметр отверстийи перегоропках увеличивается снизу вверх, 10твк что отношение пиаметров отверстийнижней перегородки к диаметру отверстийверхней составляет 1:2-1:10.На фиг, 1 схематически изображенпредлагаемый аппарат, продольный разреэ, на фиг, 2 - сечение А-А на Фиг, 1,Аппарат выполнен в вице вертикальной емкости 1, разпеленной горизонтальными перфорированными перегоропками 2на секции и снабженной камерой 3 пля 30концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения с расположеннымв ней коническим диском 4 пля распре пеления потока суспензии, имеющим воронку 5 пля пенного концентрата, патрубок 6 пля вывода сконцентрированнойсуспензии микроорганизмов и устройство7 пля вывода осветленной культурадной жидкости,Аппарат снабжен механическими пеногасителями 8, установленными на егокрышке 9, В нижней секции10 емкос"ти размещены теплообменник 11 и уст"ройство 12 пляпопвопа возпуха, Рец.".кляционный трубопровод 13 с насосом 14и внешним теплообменником 15 связыьаетэту секцию с вышерасположеннычи секциями, в которых рапиально укрепленывертикальные полые пластины 16 с патруб-аками 17 пля подвода и отвопв хдапвгентв,Камера 3 пля концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашениявыполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх изакрытой крышкой 9,Отношение плошали свобопного сечения перфорированных перегородок 2 кплошади сечения емкости 1 составляет0,05-0,50, Диаметр отверстий перегоропок увеличивается снизу вверх, приэтом отношение диаметров отверстий нижней перегородки к пиаметрвм отверстийверхней составляет от 1:2 по 1:10,Аппарат работает слепуишим обрвзом,В емкость 1 через устройство 12 лопают аарируюший агент, например воздух,кислороп или воэцушно-кисдороцную смесь 4и осуществляют выращивание микроорга-низмов в объеме каждой секции аппаратапри интенсивном перемешивании культуральной среды за счет бврбвтажа газачерез отверстия в перфорированных перегородках 2 и ее турбулизации плавающейнасапкой, помешаемой в объем каждойсекции, кроме нижней секции 10, Ствоп,.образующийся в процессе биохимическогопревращения тепла, осуществляется припомощи полых пластин 16, купа попаетсяхлапагент, а также при помощи встроенного в нижнюю секцию теплообменника11 и выносного теплообменникв 15, Перемешивание культуральной жилкости вобъеме аппарата обеспечивается такжепутем непрерывной ее рециркуляции через трубопровод 1 3 с циркуляционнымнасосом 1 4 из нижней секцич в вышера сп ол оже нные,Образующаяся в емкости 1 газожипкостная пенообразная среда заполняеткамеру 3, гпе скорость потока снижаетсяи культуральная среда разделяется наосветленную жидкость и пену, котораяконцентрируется при обтекании коничес кого диска 4 и гасится с помощью механических пеногаситедей 8, прегятствуюших выбору жипкой Фазы из вяпарвта собработанным газом,Концентрированная суспензия микроорганизмов, собирающаяся в воронке 5,отвопится из аппарата через натрубок 6,а осветленная культуральная жидкостьвывопится через устройство 7, позволяющее поддерживать необходимый уровеньзаполнения аппарата,Оптимальный гипропинамический режим работы посдепнего, обеспечимюший . интенсивный транспорт питательных веществ и кислорода к клеткам, их рост и. жзмножение, созпается с помощью перегородок 2 с изменяющимся по высоте аппарата диаметром отверстий, а также за счет установки в секциях вертикальных пластин 16, препотврашаюших поперечную неравномерность перемешивания срепы, что особенно существенно пля промышленных аппаратов большого пиаметрв, Попача питательных солей,титруюшего агента и жидкого углероцсодержащего субстрата проиэвоцитсяв рециркуляционный трубопровод 13, обеспечивающий распрепеление этих элементов цо объему аппарата, При выращивании микроорганизмов на газообразныхсубстратвх, например, метвне, поцвчасубстрата осуществляется аналогично по7292 даче аэрирующего газа, например, в устройство 12,Применение аппарата предлагаемойконструкции обеспечивает возможностьпроведения устойчивого процесса выращивания микроорганизмов в промышленноммасштабе на различных углеродсодержащих субстратах (например, Н-парафины,этанол, метанол, метан) в условиях обильного пенообразования с высокой продуктивностью по биомассе благодаря оптимальным условиям аэрации и перемешивания культуральной жидкости. Формула изобретения Аппарат для выращивания микроорганизмов, выполненный в виде вертикальной емкости, разделенной горизонтальными перфорированными перегородками на секции и снабженной камерой для концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения с расположенным в ней коническим диском для распределения25 потока суспензии, механическим пеногасителем и устройством для аэрации культуральной жидкости, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и обеспечения надежзо ности работы аппарата, в нижней секции емкости размещен теплообменник, а устройство для подвода воздуха установлено над ним, при этом емкость снабжена 42 6рециркуляционным трубопроводом культуральной жидкости с теплообменником,расположенным вне емкости и связывающим нижнюю секцию с вышерасположеннымипричем в последних радиально укреплены вертикальные пластины,2, Аппарат по и, 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что пластины выполнены полыми и снабжены патрубками дляподвода и отвода хладагента,3, Аппарат по и, 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что камера для концентрирования суспензии микроорганизмов и пеногашения выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием вверх,4, Аппаратпоп, 1,отл ичаФю -ш и й с я тем, что отношение плошадисвободного сечения перфорированных перегородок к плошади сечения емкости составляет 0,05-0,50.5. Аппарат по и и, 1 и 4, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что диаметр отверстий перегородок увеличивается снизувверх, при этом отношение диаметров отверстий нижней перегородки к диаметрамотверстий верхней саста вляет -1:2-1:10,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Ио 543673, кл, С 12 В 1/10, 1975дарственного ко обретений и о оскеа, Ж, Раб., д. 4Р илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 а 1 9 1. 3/25 Тираж ИНИИПИ Госу по делам 113035, М