Аппарат для глубинного культивирования микроорганизмов

 

Использование: относится к оборудованию микробиологических производств и может быть использовано при глубинном культивировании микроорганизмов. Сущность изобретения: аппарат содержит емкость 1 с рубашкой 2 обогрева и технологическими патрубками 3 - 8, соосно расположенные в емкости кольцевой барботер 9, приводную мешалку 10 и закрепленные на двух прутках 11, выполненных в виде пружинных колец, группы отбойников 12, выполненных с опорными элементами 13 для образования зазора 14 относительно внутренней поверхности емкости. Аппарат обладает упрощенной технологией сборки и возможностью регулировки интенсивности массообменных процессов в субстрате. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию микробиологических производств и может быть использовано при глубинном культивировании микроорганизмов.

Известен аппарат для глубинного культивирования микроорганизмов, содержащий емкость с рубашкой обогрева и технологическими патрубками, соосно расположенные в емкости кольцевой барботер, приводную мешалку и закрепленные на внутренней поверхности по периферии емкости группы отбойников [1] .

Недостатком этой установки является наличие застойных зон в местах крепления отбойников к внутренней поверхности емкости.

Наиболее близкой к изобретению является установка для глубинного культивирования микроорганизмов, содержащая емкость с рубашкой обогрева и технологическими патрубками, соосно расположенные в емкости кольцевой барботер, приводную мешалку и закрепленные на двух прутках, устанавливаемых в днище и крышке емкости, групп отбойников, установленных по периферии емкости с зазором относительно ее внутренней поверхности [2].

Эта установка не имеет застойных зон, но обладает сложной технологией сборки, связанной с необходимостью одновременной центровки нескольких прутков при монтаже крышки емкости, а также отсутствием возможности регулировки условий массообмена в субстрате для создания оптимальных условий культивирования различных видов и штаммов микроорганизмов из-за невозможности изменения положения отбойников.

В предлагаемой установке для глубинного культивирования микроорганизмов, содержащей емкость с рубашкой обогрева и технологическими патрубками, соосно расположенные в емкости кольцевой барботер, приводную мешалку и закрепленные на двух прутках группы отбойников, установленные по периферии емкости с зазором относительно ее внутренней поверхности, согласно изобретению отбойники снабжены опорными элементами, а прутки выполнены в виде соосных емкости пружинных колец.

Это позволяет исключить необходимость центровки прутков с отбойниками при монтаже установки за счет их самоцентровки под действием сил упругости прутков, а также изменять положение отбойников их перемещением вдоль оси емкости при сжатии пружинных колец.

На фиг. 1 показана установка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат для глубинного культивирования микроорганизмов содержит емкость 1 с рубашкой 2 обогрева и патрубками 3-8 для ввода и вывода теплоносителя, ввода и вывода воздуха, ввода посевного материала и вывода продукта соответственно, соосно расположенные в емкости 1 кольцевой барботер 9, сообщенный с патрубком 5, приводную мешалку 10 и закрепленную на двух прутках 11, выполненных в виде соосных емкости 1 пружинных колец, например, одной группы, например, из четырех отбойников 12, выполненных с опорными элементами 13 для образования зазора 14 относительно внутренней поверхности емкости 1. В патрубке 6 вывода воздуха установлен бактерицидный фильтр 15 для исключения вторичного обсеменения содержимого емкости или выброса из нее культивируемых микроорганизмов. Емкость 1 выполнена со съемной крышкой 16.

При работе установки емкость 1 через патрубок 7 или 8 заполняют стерильным или нестерильным субстратом, например мелассой. Возможно заполнение емкости 1 нестерильным субстратом при снятии крышки 16. При заполнении емкости нестерильным субстратом ее подвергают стерилизации совместно с содержимым. Затем пропусканием по патрубкам 3 и 4 через рубашку 2 теплоносителя емкость термостатируют при температуре культивирования, например при 34^оС, и в асептических условиях через патрубок 7 вводят чистую культуру микроорганизма для культивирования, например Aspergillus niger.

Культивирование осуществляют при пропускании по патрубку 5 через барботер 9 стерильного воздуха и перемешивании субстрата приводной мешалкой 10 для поддержания постоянной концентрации по объему субстрата питательных веществ, продуктов метаболизма культивируемого микроорганизма и барботируемого воздуха.

Для исключения образования центральной воронки в субстрате при работе мешалки 10 по периферии емкости 1 установлена группа отбойников 12, которые, отражая закрученный мешалкой 10 поток субстрата, создают в нем турбулентные завихрения, интенсифицирующие массообменные процессы в объеме субстрата. Образование застойных зон по периферии емкости 1 в местах установки отбойников 12 исключено наличием зазора 14, величина которого задана высотой опорных элементов 13 отбойников 12. Расположение отбойников 12 и степень турбулизации закрученного потока субстрата регулируются для создания оптимальных условий массообмена, соответствующих конкретному штамму конкретной культуры микроорганизма, положением отбойников 12 относительно оси емкости 1 при сжатии прутков 11, выполненных в виде пружинных колец, перед началом работы при снятой крышке 16.

Кроме того, форма выполнения прутков 11 и отбойников 12 облегчает технологию сборки установки за счет самоцентрирования прутков 11 с отбойниками 12 в емкости. Отработанный в процессе барботирования воздух удаляется из емкости через патрубок 6 и фильтр 15, очищаясь от спор культивируемого микроорганизма. При периодическом барботировании воздуха фильтр 15 исключает попадание в емкость микроорганизмов из окружающей среды, исключая вторичное обсеменение субстрата. После завершения культивирования, например при накоплении соответствующего количества лимонной кислоты, биомассу совместно с культуральной жидкостью удаляют из емкости через патрубок 8, после чего цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемая установка обладает упрощенной технологией монтажа и возможностью регулировки интенсивности массообменных процессов в субстрате.

Формула изобретения

АППАРАТ ДЛЯ ГЛУБИННОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащий емкость с рубашкой обогрева и технологическими патрубками, расположенные соосно в емкости кольцевой барботер, мешалку с приводом и закрепленные на двух прутках группы отбойников, расположенных по периферии емкости с зазором относительно внутренней поверхности стенки, отличающийся тем, что отбойники снабжены со стороны стенки емкости опорными элементами и установлены свободно с возможностью перемещения вдоль ее оси, а прутки выполнены в виде соосных емкости пружинных колец.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2