Аппарат для выращивания микроорганизмов

СОЮЭ СОВЕТСНИХХЦИцзамеснииРЕСПУБЛИН зш С 12 М 1/04 о(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 831780, кл. С 12 М 1/00, 1977,2. Авторское свидетельство СССР У 462863, кл. С 12 М 1/04, 1977.3. Авторское свидетельство СССР У 553279, кл. С 12 М 1/04, 1975 (прототип).(54)(57) АППАРАТ ДПЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, преимущественно водородных бактерий, включающий замкнурый циркуляционный контур, состоящий из ряда параллельных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отво.901124023 А да жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода питательной среды и отвода готового продукта, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости роста микроорганизмов и увеличения содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ, камеры смещения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при помощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой . предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причем патрубок для отвода газа из гидро- циклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок дчя отвода газа из гидр циклона последней ветви сообщен с атмосферой.1 112402Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для выращива;ния микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, как в промышленных, так и в лабораторных условиях.Известен аппарат для выращивания, микроорганизмов, содержащий емкость, ;блок эжекторов, насос и систему трубопроводов. Емкость в аппарате10 выполнена в виде цилиндра и разделе,на вертикальной перегородкой на две сообщенные одна с другой полос,ти., а блок эжекторов размещен во :входных зонах этих полостей и направ" 5 лен по касательной к обРазующей цилиндра, при этом входные сопла эжекторов соединены с напорным патрубком насоса, а центральная часть :.емкости - со всасывающим патрубком .насоса 11.Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость, насос, всасывающий патрубок которого подключен к емкости, и неремешивающие устройства, в качестве которых. использованы эжекторы.Емкость в этом аппарате выполнена в виде тора, а эжекторы установлены внутри кольца тора и их камеры смешения подсоединены к емкости так, что углы между проекциями продольной оси эжектора на плоскость круглого сечения тора и продольной осью эжектора, а также вертикальной осью 35емкости составляют менее 90 1.2 .Однако указанные аппараты харак-. теризуются невысокой скоростью роста микроорганизмов из-за недостаточной удельной мощности перемешивания и 40 малой интенсивностью растворения газов в жидкости. Наиболее близким техническим решением к предложенному является аппа- ф 5 рат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий,: включающий замкнутый циркуляционный контур, состоящйй из ряда параллель ных ветвей, содержащих эжекторы газожидкостной смеси, сопла которых подключены к общему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделения жидкости от газа, патрубки для отвода жидкости кото рых подключены к насосу при помощи , рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода пита-,тельной среды и отвода готового продукта Г 32Недостатком известного аппарата для выращивания микроорганизмов является невозможность обеспечения внем высокой скорости роста микроорганизмов, что не позволяет повысить содержание биологически активных веществ в получаемой биомассе.Цель изобретения - повышение скорости роста микроорганизмов и увели", чение содержания таким образом в биомассе ценных биологически активных веществ.Поставленная цель достигается тем, что в аппарате,.для выращиваниямикроорганизмов, преимущественноводородных бактерий, включающемзамкнутый циркуляционный контур,состоящий из ряда параллельных ветвей,содержащих эжекторы газожидкостнойсмеси, сопла которых подключены кобщему коллектору культуральной жидкости, и гидроциклоны для отделенияжидкости от газа, патрубки для отвода жидкости которых подключены к насосу при помощи рециркуляционного трубопровода, снабженного патрубками для подвода питательной среды и отвода готового. продукта, камеры смешения эжекторов подключены к питающим патрубкам гидроциклонов при по" мощи диффузоров, при этом патрубок для отвода газа из гидроциклона каждой предыдущей ветви подключен к приемной камере эжектора последующей по ходу движения газа ветви, причемцатрубок для отвода газа из гидро- циклона предпоследней ветви дополнительно сообщен с приемной камерой эжектора: первой ветви, имеющей патрубок для подвода свежего газа, а патрубок для отвода газа из гндроциклона последней ветви сообщен с атмосферой.На фиг. 1 изображена схема аппарата для выращивания микроорганизмов на фиг. 2 - аппарат с гидроциклонамн, имеющими тангенциальные питающие патрубки; на фиг. 3 - аппарат для выращивания микроорганизмов с гидро- . циклонами, имеющими осевые питающие патрубки.Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, включает замкнутый Диркуляционный контур, содержащий общий квщектор 1 культуральной жид,кости, насос 2, рециркуляционныймелкодисперсная газожидкостыая смесь,которая поступает в диффузоры 15,где происходит частичное преобразование кинетической энергии в потенциальную, при этом увеличиваетсядавление газожидкостной смеси и падает ее скорость, Потенциальная энергия сжатой газожидкостной смесирасходуется в гидроциклонах 6 на ростью, при котором происходит разделение смеси на газ и жидкость,Жидкость через патрубки 10 и рециркуляционный трубопровод 3 снова посту" пает. в насос 2Таким образом, гидроцнклоны 6 с непосредственно присоединенными к ним эжекторами 5 обра-зуют параллельные ветви 4 циркуляции газожидкостной смеси, причем во всем объеме этих ветвей происходит интенсивное перемешивание - в гидро- циклонах разделяется газожидкостная смесь, а в эжекторах она образуется вновь. Кратность циркуляции суспензии через контур 12-20 мин-".Свежий газ поступает через патрубок 19 в приемную камеру 8 эжектора 5 первой ветви 4, в составе гаэожидкостной смеси проходит камеру смешения;9, диффузор 15 и питающий патрубок 11гидроциклона 6,в котором нерастворившаяся часть газа под действиемцентробежного поля отделяется от жидкости и удаляется из гидроциклона. 6через патрубок 12. Отделившийся газ по патрубку 16 направляется в приемную камеру 8 эжектора 5 последующейветви 4 и далее проходит по всемпоследующим ветвям 4. Из.гидроциклона 6 последней ветви 4 газ выбрасывается в атмосферу. Если в качествегазового сырья применяется смесь,содержащая более 407 неутилизируемыхпримесей, то вентиль 18 на патрубке17 находится в закрытом положении и весь газ из гидроциклона 6 пред"последней ветви 4 через патрубки 12 зжектора 5 последней ветви. При использовании богатых газовых смесей часть газа из гидроциклона в предпоследней ветви через патрубки 12 и 16 и патрубок 17 с приоткрытым вентилем 18 направляется на доутилизацию в приемную камеру 8 эжектора 5 первой ветви 4. Термостабилизация культуральной жидкости осуществляется подачей теплоносителя в теплооб 3 1124023 А трубопровод 3 и ряд параллельных ветвей 4, содержащих эжекторы 5 газожидкостной смеси и гидроциклоны 6.Эжекторы 5 состоят из сопел 7, подключенных к коллектору 1, приемныхкамер 8 и камер смешения 9. Гидро 5циклоны 6 снабжены патрубками 1 О дляотвода жидкости, питающими патрубками 11 и патрубками 12 для отводагаза. Рециркуляционный трубопровод 3 закручивание потока с высокой ско"О.снабжен гатрубком 13 .для подводапитательной среды и ватрубком 14 дляотвода готового иродукта. Камерысмешения 9 зжекторов 5 подключены кпитающим патрубкам 11 гидроциклонов156 при помощи диффузоров 15. Патрубок12 отвода газа из гидроциклона 6каждой предыдущей ветви 4 подключенк приемной камере 8 эжектора 5 по"следующей по ходу движения газа ветЮви 4 при помощи патрубка 16. Патрубок 12 для отвода газа из гидроциклона 6 предпоследней ветви дополнительно сообщен патрубком 17 черезвентиль 18 с приемной камерой 8 эжек 25тора 5 первой ветви 4, имеющей, кроме того, патрубок 19 для подводасвежего газа. Патрубок 12 для отводагаза из гидроциклона последней ветвисообщен с атмосферой.Коническая часть гидроциклоновможет быть снабжена теплообменнойрубашкой 20 для термостабилизациикультуральной жидкости.Аппарат для выращивания микроорганизмов, преимущественно водородных бактерий, работает следующим .образом.Гидроциклоны 6 через патрубок 13и циркуляционный трубопровод 3 заполняются по нижний обрез патрубков 4 О12 питательной средой с добавлениемпосевного материала. Затем включается насос 2, которым полученная культуральная жидкость одновременно извсех гидроциклонов 6 через патрубки10 по рециркуляционному трубопроводу 3 перекачивается в общий коллек- и 16 поступает в приемную камеру 8тор 1 культуральной жидкости. Из коллектора 1 жидкость поступает в сопла 7 эжекторов 5 и выбрасывается из 5 Осопел со скоростью 8-12 м/с.Проходя через приемные камеры 8зжекторов 5, струи культуральнойжидкости эжектируют газ, поступающий в приемные камеры 8 через патруб ки 19, 16 и 17. В камерах смешения9 за счет кинетической энергии струйкультуральной жидкости образуется1124023 3менные рубашки 20 или помещениемвсего аппарата в термостат. Аппарат, содержащий гидроциклоны с тангенциальными питающими патрубка:ми, предназначен для проведения ;лабораторных исследований, а аппарат, содержащий гидроцнклоны с осевыми питающими патрубками, предназначен для .промышленности. В первом случае ,решающим фактором является простота конструкции, а во втором ее компактность, что позволяет экономить производственную площадь и сократить длину соединительных трубопроводов.Применение предложенного аппаратапозволяет повысить удельную мощность 5 перемешивания и интенсифицироватьрастворение газа в культуральной жид кости, что дает возможность выращивать водородные бактерии при максимальной удельной скорости роста, 10достигающей 0,5 ч, При этом коли- чество биологически активных веществ возрастает в 1,5 раза по сравнению с базовым аппаратом.1124023 7 6 7 д ЕтаЬ гррдфк йРа Составитель Ю.ДербеневРедактор М.Дылын Техред С,Мигунова ектор А.Зимоко Заказ 8208/24 Ти сноеГ 4/ илиал ППП ".Патент", г. Ужгор Проектная, 4 ВНИИПИ по д 113035Рюаждаю Фи., раж 521 Подпи осударственного комитета СССР ам изобретении и открытий Иосква, Ж; Раушская наб.,