Аппарат для культивирования микроорганизмов

 

Использование: микробиологическая промышленность, выращивание микроорганизмов в суспензиях. Сущность изобретения: аппарат имеет вертикальный корпус с технологическими патрубками, вертикальные трубчатые теплообменники, заключенные в циркуляционные стаканы, и аэ рэтор, размещенный у днища. Между стаканами по оси корпуса по высоте установлены один над другим блоки концентрических обечаек для дополнительной циркуляции среды по объему. Высота внутренней обечайки в блоке больше зазора между соседними, а нижние кромки обечаек в блоке расположены ступенчато по возрастающей от центральной к периферийной обечайке. 3 ил. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (s»s С 12 M 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

ЖООЭ8НМ йТЕНТЮ- ТИННЧНКАЯ

ЬИБ.г1ИОТЕКД (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4940107/13 (22) 31.05.91 (46) 23.01.93. Бюл, N 3 (71) Научно-производственное объединение

"Дзержинскхиммаш", Научно-производственное внедренческое малое предприятие

"Энергия" (72) tO.П,Салятов, Г.А.Громов, В.А.Золотов, А.Д.Корнеев и А.В.Жженова (56) Авторское свидетельство СССР

N 1409652, кл. С 12 М 1/04, 1988, Авторское свидетельство СССР

М 1476888, кл. С 12 M 1/04, 1988. (54) АППАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано в процессах культивирования микроорганизмов, а также в медицинской, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности.

Известен аппарат для выращивания микроорганизмов. содержащий емкость с технологическими патрубками и циркуляционный контур, образованный расположенными в емкости центральным циркуляционным диффузором, периферическими и промежуточными вертикальными перегородками и расположенными между ними аэраторами.

Конструкция аппарата не обеспечивает равномерного распределения газовой фазы по сечению аппарата и необходимой скорости циркуляции газожидкостного потока.

Ы.(, 1789553 А1 (57) Использование: микробиологическая промышленность, выращивание микроорганизмов в суспензиях. Сущность изобретения: аппарат имеет вертикальный корпус с технологическими патрубками, вертикальные трубчатые теплообменники, заключенные в циркуляционные стаканы, и аэратор, размещенный уднища. Междустаканами по оси корпуса по высоте установлены один над другим блоки концентрических обечаек для дополнительной циркуляции среды по объему. Высота внутренней обечайки в блоке больше зазора между соседними, а нижние кромки обечаек в блоке расположены ступенчато по возрастающей от центральной к периферийной обечайке, 3 ил, .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий вертикальный корпус, теплообменное, аэрирующее устройства и установленные равномерно по периферии корпуса один над другим циркуляционные стаканы. Од

Недостатком данного аппарата также является неравномерное распределение объемного газосодержания по сечению аппа рата.

Цель изобретения — увеличение производительности аппарата путем обеспечения . равномерности распределения газовой фазы и увеличения скорости циркуляций, Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий вертикальный êîðпус, теплообменное, аэрирукнцее устройст1789553

50 ва и установленные равномерно по периферии корпуса один над другим циркуляционные стаканы, снабжен блоками концентрических обечаек, расположенных поярусно в центральной части аппарата, при этом высота минимальной обечайки превышает величину зазора между соседними обечайками и уменьшается от центра к периферии.

На фиг. 1 представлен аппарат для культивирования микроорганизмов, продольный разрез; на фиг, 2 — сечение А-А фиг. 1; на фиг, 3 — график распределения объемного газосодержания по сечению аппарата по мере удаления от аэратора.

Аппарат для культивирования микроорганизмов имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 с технологическими патрубками 2, 3, аэратор 4, размещенный в его нижней части, воздухоподводящую трубу 5, теплообменное устройство, состоящее из вертикальных труб 6, подключенных к верхнему 7 и нижнему 8 коллекторам, и установленные равномерно пО периферии корпуса один над другим циркуляционные стаканы 9. Теплообменные трубы расположены внутри стаканов 9. В центральной ча сти аппарата поярусно установлены блоки концентрических обечаек 10. Высота обечаек в блоке уменьшается от центра к периферии. Высота минимальной обечайки превышает величину зазора между соседними обечайками.

Аппарат работает следующим образом, После стерилизации в аппарат подается стерильная питательная среда и производится посев. Согласно технологическому регламенту в процессе культивирования производится введение ростовых добавок в аппарат, поэтому уровень заливки культуральной жидкоСти постоянно увеличивается. После посева чистой культуры включают подачу воздуха на аэрацию. Воздух по трубе

5 поступает в аэратор 4 и далее в культуральную жидкость, образуя восходящий газожидкостный поток между стенкой корпуса и стаканами 9 и в центральной части аппарата, По мере подъема газовой фазы происходит перераспределейие газосодержания по

Формула изобретения

Аппарат для культивирования микроорганизмов, содержащий вертикальный корпус с технологическими патрубками, вертикальные трубчатые теплообменники, заключенные в расположенные один над другим циркуляционные стаканы, размещенные по окружности у стенки корпуса, и сечению аппарата. В центральной его части газосодер>кание становится выше, чем по периферии (что видно из графика распределения объемного газосодержания по сечению аппарата по.мере удаления от аэратора, см, фиг. 3), При этом пузырьки газа образуют крупные агломераты газовой фазы. Аэрирующий газ проходит обьем жидкости с минимальным коэффициентом сор"0 бции, В результате при больших расходах воздуха происходит незначительное поглощение кислорода, Создание специальной системы из множества концентрических обечаек, высота которых уменьшается от центра к периферии, приводит к выравниванию объемного газосодержания по сечению аппарата. Это происходит за счет сил трения газовых пузырей с поверхностью обечаек при прохождении двухфазной среды

20 газ-жидкость в узком канале между обечайками.

Достигнув верхнего уровня жидкости, нерастворившийся газ выходит в газовую полость над зеркалом жидкости, а газожидкостная смесь переливается во внутреннюю полость циркуляционных стаканов 9. Таким образом, происходит многократная циркуляция газожидкостных потоков.

По мере повышения уровня заливки аппарата в работу включаются вышестоящие циркуляционные стаканы 9. Выделяющееся в процессе культивирования тепло отводится хладагентом, циркулирующим внутри теплообменных труб 6, расположенных

35 внутри стаканов 9.

Установка блоков концентрических обечаек, образующих ряд узких концентрических каналов, высота которых уменьшается от центра к периферии, повышает гидравлическое сопротивление в центральной части потока, в которой, наблюдается наибольшее газосодержание, обеспечивает высокую степень диспергирования газожидкостной смеси. Поскольку скорость всплытия пузырей малого диаметра незначительна, может быть достигнута большая высота барботируемого слоя и, соответственно, большой движущий напор, обусловливающий высокую скорость циркуляции. аэратор у днища емкости, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения производительности эа счет более полного равномерного распределения гаэьвой фазы и увеличения скорости циркуляции, между стаканами по оси корпуса по высоте установлены один на другим блоки концентрических обечаек для дополнительной

1789553 циркуляции среды по обьему, при этом вы- s блоке расположены ступенчато по возрасота внутренней абечайки больше зазора стающей от центральной к периферийной между соседними, а нижние кромки обечаек обечайке.

IO .:иг. I

1789553

О, Фиг.2

О Й5 R

Фиг. 3

Составитель Ю.Салятов

Техред М,Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 328 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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