Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

. АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий вертикально установленную емкость, внутри которой расположены зоны восходящего и нисходящего потоко разделенные перегородкой, барбот ШЯ5059 А зеи с 12 м 1/00 ,.,. r$f .::--.-размещенные в нижней части емкости в указанных зонах, и патрубки для подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта и отработанного газа, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения объемного коэффициента массробмена и таким образом у дельной про- . изводительности аппарата, в зоне нисходящего потока поярусно установлены обечайки, выполненные в виде усеченных конусов, о,бращенных большими основаниями вверх и жестко соединенных со стенкой емкости Иперегородкой и служащих для создания струйного течения газожидкостной смеси, при этом обечайки в верхней части имеют отверстия с клапанами для перетока газа.

П9) (И>

1.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 С 12 И 1 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ф ф г

; I Р

1 з ф й36„::t6 ..с. -.(21) 3001058/28-13 (22) 31.10.80 (46).15 ° 08.83. Бюл. Р 30 (72) А.И.Милованов, B.À.Буренко, З.A.Øèøêèí.ê С.В.Кан (53) Ь63.14.032(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3630848, кл. 195-109 1968..

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 874752, кл. С 12 М 1/00 1979.

3. Патент Англии Ф 1525930, кл. С 6 F 1978(прототип). (54) (57) . АППАРАТ ДЛЯ -ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗИОВ, содержащий вертикально установленную емкость, внутри которой расположены эоны восходящего и нисходящего потоков, разделенные перегородкой, барботеры, размещенные в нижней части емкости в указанных зонах, и патрули для подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта и отработанного газа, о т л и и а юшийся тем, что, с целью увеличения обьемного коэффициента массообмена и таким образом удельной производительности аппарата, в зоне нисходящего потока поярусно установлены обечайки, выполненные в виде усеченных конусов обращенных больши ми основаниями вверх и .жестко соединенных со стенкой емкости и:. перегородкой и служащих для создания струйного течения газожидкостной смеси, при этом обечайки в верхней Е

Р части имеют отверстия с клапанами для перетока газа.

1035059

Предлагаемый аппарат относится к микробиологической промышленности, а именно к. аппаратам для выращивания микроорганизмов.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий две вертикальные емкости, сообщающиеся между собой в верхней и нижней частях, в одной из которых соосно ей расположено проточное цилиндрическое устройство, под которым установлен патрубок для принудительной подачи газа на аэрацию 13.

Известен также аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий. вертикальную .емкость, разделенную горизонтальными перегородками на сообщающиеся между собой при помощи конических патрубков, установленных соосно и с зазором, секции, и циркуляциенную систему с насосом и трубопроводом P2).

Однако в известных аппаратах не используется полностью рабочий объем для процесса массообмена, требуются значительные удельные затраты энергии, связанные с низким коеффициентом полезного действия эжекционных устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикально установленную емкость, внутри которой расположены зоны восходящего и нисходящего потоков, разделенные перегородкой, барботеры., размещенные в нижней части Ç5 емкости в указанных зонах, и патрубки для подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта и отработанного газа j3).

Недостатком известноГо аппарата 40 является низкий объемный коэффициент массообмена в зоне нисходящего потока, обусловленный ограниченным расходом воздуха и малой скоростью жидкости. 45

Цель изобретения — увеличение объемного коэффициента массообмена и таким образом удельной производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате для выращивания микроорганизмов, содержащем вертик. кально установленную емкость, внутри которой расположены зоны восходящего и нисходящего потоков, разделенные

Перегородкой, барботеры, размещенные в нижней части емкости в указанных зонах, и патрубки.для подвода культуральной жидкости и газа и отвода готового продукта и отработанного газа, в зоне нисходящего потока 60 поярусно установлены обечайки, выполненные в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями вверх и жестко соединенных со стенкой емкости и перегородкой и служа- 65 щих для создания струйного течения гаэожидкостной смеси, при этом обечайки в верхней части имеют отверстия с клапанами для перетока газа.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый аппарат, вертикальный разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1.

Аппарат для выращивания микроорганизмов содержит вертикально установленную емкость 1, внутри которой расположены зоны 2 и 3 восходящего и нисходящего потоков; разделенных перегородкой 4. В нижней части емкости 1 в указанных зонах размещены барботеры 5 и 6, в которые через патрубок 7 подается сжатый газ. Емкость 1 имеет в нижней части патрубок 8 для подвода культуральной жидкости и патрубок 9 для отвода готового продукта,.а в верхней части — патрубок 10 для отвода отработанного газа. При этом патрубок 8 расположен над барботером 5, а патрубок 9 — под барботером 6.

В зоне 3 поярусно установлены обе- чайки 11, выполненные в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями вверх и жестко соединенных со стенкой емкости 1 и перегородкой 4, и служащих для создания струйного течения газожидкостной смеси. Обечайки 11 в верхней части имеют отверстия с клапанами 12 для перетока газа. Для отвода тепла, выделяющегося в .процессе роста микроорганизмов, емкость 1 имеет рубашку

13 с патрубками для подвода и отвода хладоагента (не показаны) .

Аппарат работает следующим образом.

В емкость 1 через патрубок 8 заливается культуральная .жидкость до уровня, который должен находиться в пределах 0,7-0,8 высоты перегородки

4, и засевается культура микроорганизмов. По мере заполнения:аппарата жидкость, находящаяся в зоне 3 нисходящего потока, свободно проходит через центральные отверстия обечаек 11, а газ, находящийся между обечайками 11, стенкой емкости

1 .и перегородкой 4, стравливается через отверстия с клапанами 12.

После достижения культуральной жидкостью указанного уровня включается подача газа в барботеры 5 и 6 ° В зоне 2 восходящего потока происходит насыщение жидкости газом, плотность газожидкостной смеси постепенно уменьшается, и, следовательно, растет ее уровень, достигая верхней кромки перегородки 4, газожидкостная смесь начинает переливаться через нее в зону 3 нисходящего потока, при этом клапана 12 закрываются.

Одновременно с этим в зоне 3 под первой по ходу газа обечайкой 11, между обечайкой, стенкой емкости 1

1035059

Составитель Ю.Дербенев

Техред М. Гергель

Корректор О. Билак

Редактор A.Àâðàìåíêî

Заказ 5758/22

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 и перегородкой 4 образуется газовая подушка, в которой за счет непрерывно поступающего из барботера б газа постепенно увеличивается давление, жидкость под газовой подушкой частично выдавливается в зону 2, освобождая нижнюю кромку обечайки

11, в результате чего образуется поверхность контакта газа с ранее затопленной струйкой жидкости.

Одновременно с этим избйток газа .стравливается через отверстия с клапанами 12, открывая их. Аналогичный.процесс происходит в каждом ярусе обечаек 11. Образовавшиеся струи создают пониженное давление вокруг себя и тем самым эжектируют окружающий их газ, обеспечивая многократную циркуляцию его в культуральной жидкости. На транспортировку и дробление газа затрачивается ° приблизительно 20% потенциальной энергии жидкости, остальная же энергия.расходуется на интенсивное пере мешивание газожидкостной смеси. От- работанные газы отводятся через патрубок 10. После стабилизации проI 3 цесса аэрации и достижения оптимальной концентрации микроорганизмов аппарат переводится на непрерывную работу, при этом через патрубок 8 подаются питательные вещества, а готовый продукт отврдится через патрубок 9.

Таким образом, благодаря созданию

10 струйного течения газожидкостной смеси в зоне нисходящего потока с помощью поярусно установленных обечаек, выполненных в виде усеченных конусов, обращенных большими основа15 ниями вверх и снабженных отверстиями с клапанами, за счет использования потенциальной энергии поднятой жидкости происходит многократное эжектирование газа и интенсивное пере>0 мешивание газожидкостной смеси в. каждом ярусе, что позволяет увеличить объемный коэффициент масообмена и таким образом повысить удельную производительность аппарата, примерно