Аппарат для твердофазной ферментации

 

Изобретение относится к микробиологии, в частности к устройствам для периодической ферментации микроорганизмов на твердых питательных средах и может быть использовано при культивировании мицелия грибов. Аппарат содержит емкость, выполненную в виде эластичного рукава из светопроницаемого термостойкого материала. С одной стороны эластичного рукава установлен биофильтр, с другой - патрубок с трубчатыми элементами, причем рукав уложен в жесткий лоток и закреплен на биофильтре и патрубке манжетами. Предложенный аппарат обеспечивает простоту изготовления и эксплуатации, возможность сохранения стерильности среды на протяжении всего цикла культивирования мицелия и снижение трудо- и энергозатрат. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к микробиологии, к устройствам для периодической ферментации микроорганизмов на твердых питательных средах и может быть использовано при культивировании мицелия грибов.

Известен аппарат для твердофазной ферментации, содержащий емкость с технологическими патрубками, устройство для выгрузки готового продукта и размещенные в емкости вертикальные трубки с радиально расположенными в их стенках отверстиями для воздуха [А.с. N 1439120, C 12 M 1/00, 1986].

Аппарат сложен конструктивно, трудоемок в эксплуатации, нерационален для эксплуатации в небольших лабораториях.

Известен аппарат для твердофазной ферментации, содержащий емкость с патрубками для подвода и отвода газа, трубчатые элементы с отверстиями, расположенными по длине, для ввода газа в субстрат, с возможностью их перемещения [А.с. N 1406151, C 12 M 1/00, 1986 - прототип].

Аппарат выполнен в виде вертикального сосуда с прозрачной дверцей, внутри сосуда помещена емкость с перфорированными отверстиями для выращивания мицелия, а также нагреватель, охладитель и лампа для подсветки. Визуальные наблюдения за ходом процесса осуществляются через прозрачную дверцу. Конструкция технологически громоздка, сложна в устройстве, эксплуатация такой установки довольно дорога.

В настоящее время выращивание мицелия на твердых питательных средах (зерне) осуществляется, в основном, в стеклянных банках емкостью 3 л, так как они наиболее удобны в эксплуатации. Использование трехлитровых банок позволяет регулировать производство мицелия в широких пределах, от нескольких килограммов до нескольких тонн в месяц, при этом контроль ведется по всему циклу выращивания мицелия. Однако при этом требуется значительное количество банок, которые требуют бережного обращения при обработке и эксплуатации [В. А. Медведев. Гриб вешенка. Технология выращивания. М.: МП "Сатурн", 1993, с. 10].

Сущность изобретения заключается в том, что емкость для выращивания мицелия выполнена в виде эластичного рукава из светопроницаемого, термостойкого материала, с одной стороны которого установлен биофильтр, с другой - патрубок с трубчатыми элементами, уложенного в жесткий лоток, причем емкость закреплена на биофильтре и патрубке манжетами.

Лоток размещен на стеллаже с возможностью горизонтального перемещения и фиксации под углом для загрузки и выгрузки мицелия из емкости.

Емкость после ферментации, снятия биофильтра и патрубка с трубками, сворачивают в рулон, обертывают двумя слоями крафт-бумаги и проводят стерилизацию.

Лоток выполнен в виде желоба по форме емкости.

Трубчатые элементы выполнены из термостойкого материала.

Применение емкости в виде эластичного рукава для твердофазной ферментации позволяет после установки биофильтра ввести в нее смесь простерилизованного зерна (питательного субстрата) и мицелия с подачей стерильного воздуха через установленный с другого конца патрубок, а после созревания мицелия за счет эластичности рукава провести разрыхления массы мицелия и за счет фиксации желоба под определенным углом произвести выгрузку мицелия дозированными порциями в упаковочную тару. Данное техническое решение, как показал проведенный анализ, отвечает критерию "новизна".

Изготовление емкости из светопроницаемого, эластичного, термостойкого материала позволяет обеспечить визуальный контроль за ходом процесса, проводить равномерное перемешивание и встряхивание во время роста мицелия, изготовление емкостей различной вместимости в зависимости от потребностей производства, равномерное размещение на стеллажах, простоту в изготовлении и обслуживании, так как после ферментации рукав сворачивается и рулон и может быть простерилизован в паровом стерилизаторе любой мощности, также как и остальное технологическое оборудование: патрубки, трубчатые элементы, что обеспечивает асептические условия процесса ферментации. Проведенный анализ технических решений показал, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид аппарата; на фиг. 2 - общий вид емкости; на фиг. 3 - фиксация лотка с емкостью под углом; на фиг. 4 - схема размещения аппаратов.

Аппарат содержит эластичную емкость 1, уложенную в жесткий лоток 2. С одной стороны емкости 1 установлен биофильтр 3 для предотвращения загрязнения окружающей среды, с другой - патрубок 4 с трубчатыми элементами 5, заглубленными в субстрат 6. Емкость закреплена на биофильтре 3 и патрубке 4 посредством манжеты 7. Лотки с эластичными емкостями размещают на стеллаже 8 с возможностью их горизонтального перемещения за счет роликов 9 с фиксацией под необходимым углом за счет ролика-упора 10. (фиг. 3). Емкость 1 подключают к единой системе подвода воздуха (фиг. 4), причем воздух для подачи внутрь емкости 1 предварительно проходит через биофильтр 11, нагреватель 12 и охладитель 13.

Аппарат работает следующим образом. Простерилизованный эластичный рукав разворачивают и устанавливают с одной стороны на биофильтре 3 посредством резиновой манжеты 7, после чего укладывают его на жесткий лоток 2, зафиксированный ограничительными роликами 10, поднимают под определенным углом, заполняют его подготовленной смесью стерильного питательного субстрата и культуры мицелия в процентном соотношении в соответствии с технологией, после чего закрепляют свободный конец рукава на патрубке 4 посредством манжеты 7, в которой предварительно установлены трубчатые элементы 5. После заполнения полок стеллажа, емкости 1 патрубками 4 подсоединяют к единой системе подачи воздуха. По мере прорастания мицелия за ним наблюдают визуально, при возрастании температуры в емкостях 1 выше плюс 22^oC воздух после биофильтра 11 пропускают через охладитель 13, при снижении температуры ниже 19^oC, подаваемый воздух после биофильтра 11 пропускают через нагреватель 12.

После созревания мицелия, отключают емкость 1 от системы подачи воздуха, лоток 2 перемещают горизонтально по направляющим стеллажа 8 и закрепляют его ограничительными роликами 9 под определенным углом, снимают патрубок 4 и выгружают мицелий, встряхивания и разминая мицелиальную массу.

После освобождения емкости от мицелия, снимают биофильтр, расправляют рукав, сворачивают его в рулон и заворачивают в 2 слоя крафт-бумаги. Биофильтр, патрубок, трубчатые элементы и манжеты после демонтажа также заворачивают в 2 слоя крафт-бумаги. Все подготовленные таким образом элементы аппарата подвергают стерилизации в паровом стерилизаторе (автоклаве). После стерилизации и охлаждения, аппарат собирают, устанавливают, заполняют питательной средой и мицелием и цикл культивирования повторяется.

Преимущества предлагаемого технического решения заключается в следующем: - простота изготовления и эксплуатации; - возможность сохранения стерильности среды на протяжении всего цикла культивирования мицелия; - снижение трудо- и энергозатрат или культивировании; - возможность изготовления аппарата без больших материальных затрат, что существенно снижает себестоимость мицелия.

Предлагаемый аппарат для твердофазной ферментации планируется использовать в лабораториях ЗАО "Региональный Центр "Бионика", а также на других предприятиях, производящих мицелий.

Формула изобретения

1. Аппарат для твердофазной ферментации, содержащий емкость с патрубками и трубчатыми элементами для подвода стерильного воздуха, отличающийся тем, что емкость выполнена в виде эластичного рукава из светопроницаемого, термостойкого материала, с одной стороны которого установлен биофильтр, с другой - патрубок с трубчатыми элементами, уложенного в жесткий лоток, причем емкость закреплена на биофильтре и патрубке манжетами.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что лоток размещен на стеллаже с возможностью горизонтального перемещения и фиксации под углом для загрузки и выгрузки мицелия из емкости.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что емкость после ферментации, снятия биофильтра и патрубка с трубчатыми элементами сворачивают в рулон, обертывают двумя слоями крафт-бумаги и проводят стерилизацию.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде желоба по форме емкости.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что трубчатые элементы выполнены из термостойкого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4