Культивирования микроорганизмов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

243554

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.V.1967 (№ 1154061/28-13) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Х.1969. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 29.1Х.1969.

Кл, ба, 15(01

МПК С 12b

УДК 663 14 033 8 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий

flDN Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

У. Э. Виестур, lO. M. Голуб, М. Е. Бекер, И. А, Стурман и P. Я. Карклинь

Заявитель

АППАРАТ ДЛЯ КУЛЪТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ,1

Известны аппараты для культивирования микроорганизмов, выполненные в виде герметически закрытой вертикальной цилиндрической емкости с коническим днищем, сообщенным с системой подачи воздуха.

Для интенсификации массообмена и гомогенизации культуральной среды в процессе выращивания внутри цилиндрической емкости предлагаемого аппарата по всей ее высоте перпендикулярно оси установлены барботеры сферической или конической формы с бортами для увеличения сопротивления потоку воздуха, а сама емкость снабжена вертикальной циркуляционной трубой. Нижний изогнутый конец трубы подключен к днищу емкости и выполняет функции воздухораспределителя, а верхний конец сообщен с емкостью ниже уровня заполнения ее субстратом.

Для интенсификации пеногашения культуральной среды аппарат снабжен выносным пеногасителем, например циклоном, и соединен с верхним концом циркуляционной трубы и с крышкой емкости.

В циркуляционную трубу включены выносные теплообменники и датчики контрольноизмерительных приборов.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый аппарат; на фиг. 2 — узел подсоединения нижнего конца циркуляционной трубы к емкости, Предлагаемый аппарат состоит из вертикальной закрытой цилиндрической емкости 1 с коническим днищем, сообщенным с системой 2 подачи воздуха, установленных по всей высоте внутри емкости барботеров 8 конической или сферической формы с бортами, отогнутыми навстречу потоку воздуха, циркуляционной трубы 4 и выносного пеногасителя 5.

Нижний конец циркуляционной трубы вы10 полнен изогнутым и подсоединен к днищу емкости 1, причем в него врезан патрубок б с соплом системы подачи воздуха, Верхний конец трубы сообщен с емкостью 1 ниже уровня заполнения ее субстратом. В качестве

15 пеногасителя можно использовать циклон, присоединенный к верхнему концу циркуляционной трубы и к крышке емкости.

В циркуляционной трубе установлены выносные теплообменники 7 и датчики контроль20 но-измерительных приборов.

Работает аппарат следующим образом, Внутреннюю поверхность аппарата стерилизуют.

Смесь компонентов питательных сред гото25 вят в отдельных емкостях или непосредственно в аппарате до его стерилизации. Жидкие компоненты подают из соответствующих емкостей в аппарат по трубопроводам, твердые загружают через люк 8. Для перемешивания

30 смеси используют воздух, подаваемый ком243554

65 прессором по линии аэрирующего воздуха. жидкий пеногаситель заливают в мерник по трубопроводу или вручную. Если смесь компонентов готовят непосредственно в аппарате, то по окончании приготовления весь аппарат стерилизуют острым паром. Пар подают в соответствующие рубашки и продувают его через все трубопроводы. Пар можно направлять непосредственно в аппарат, если питательная среда от действия пара не меняет свои физико-химические свойства. При составлении смеси вне аппарата перед подачей в аппарат ее стерилизуют.

Через посевной штуцер в аппарат вводят чистую культуру микроорганизмов. После ввода в питательную среду микроорганизмов в субстрат подают воздух и поддерживают определенную температуру, а также так называемый режим ферментации.

Перемешивание достигается подачей воздуха от компрессора через воздушный фильтр

9 в систему подачи воздуха и далее в аппарат. Попадая в ферментируемую жидкость, воздух разделяется на мелкие пузырьки, при этом образуется мощный восходящий поток смеси жидкость — воздух при образовании некоторого разрежения в узле основного аэратора (подсоединения трубы 4 к днищу аппарата), По мере подъема потока происходит укрупнение пузырьков воздуха. Однако этому препятствуют барботеры 8, ударяясь о которые, смесь частично разделяется, при этом воздух через отверстия в барботерах попадает в вышележащие слои ферментируемой жидкости в виде мелких пузырьков, а жидкость частично остается, а частично поднимается вместе с воздухом в виде тумана от лопнувших пузырьков. Так как диаметр барботеров меньше, чем внутренний диаметр цилиндрической части аппарата, то вдоль оси аппарата образуется некоторое повышение давления по сравнению со средним давлением в аппарате и часть смеси (жидкость — воздух) устремляется к внутренним стенкам цилиндра, вызывая местное перемешивание жидкости и образование восходящего потока вдоль стенок внутренней части аппарата.

Так как труба 4 соединена с емкостью 1 аппарата ниже уровня жидкости в ней, а нижняя часть этой трубы соединена с узлом основного аэратора, то ввиду некоторого перепада давления, часть ферментируемой жидкости устремляется в трубу 4 и, уходя вниз, попадает в активную зону действия основного аэратора. Таким ооразом в аппарате созданы условия для хорошего перемешивания и аэрации ферментируемой жидкости. Интенсивность перемешивания и условия аэрации прямо пропорциональны количеству подаваемого воздуха, которое может быть постоянным во время всего периода ферментации, или может изменяться во времени в зависимости от культуры и желаемого направления процесса.

Для контроля и регулирования количества воздуха служит расходомер воздуха и запор5

4 ный вентиль, установленные за циклоном в линии отвода воздуха.

В аппарат аэрирующего воздуха подают определенную температуру теплосодержания.

Для этого используется теплообменная рубашка воздушного фильтра, в которую подают острый пар (или воду для охлаждения).

При непрерывной работе аппарата необходимо поддерживать или изменять концентрацию веществ. Для этого в аппарат подают компоненты питательной среды и различные химические вещества и отводят готовую продукцию.

Для гашения пены применяют комплекс механического и жидкостного пеногашения.

Механический способ заключается в сбивании пены крыльчаткой непосредственно в емкости или в выносном циклоне. Кроме того, в аппарате предусмотрено жидкостное пеногашение путем подачи специальных веществ, а если аппарат работает в непрерывном режиме, то путем подачи на пену свежей питательной среды. Пеногасительные вещества подают струей, направленной на лопасти вращающейся кр ыльч атки.

В зависимости от условий пенообразования и свойств пены воздух отводят по одной из следующих схем:

1) верхний уровень жидкости в аппарате, крыльчатка в аппарате, патрубок отвода воздуха, трубопровод выброса воздуха в атмосферу;

2) верхний уровень, патрубок отвода, циклон, крыльчатка в циклоне, трубопровод выброса в атмосферу из циклона;

3) верхний уровень, крыльчатка в аппарате, патрубок отвода, циклон, крыльчатка в циклоне, трубопровод выброса из циклона, B циклоне упавшая пена превращается в жидкость и через нижний фланец циклона поступает в трубу и через узел основного аэратора — в емкость.

По окончании ферментации культуральную жидкость из аппарата выгружают по трубопроводу готовой продукции. При этом для создания давления, необходимого для транспортировки жидкости, используют систему аэрирующего воздуха, прикрывая трубопроводы выброса воздуха в атмосферу.

Порожний аппарат моют, например, опрыскивая внутренние поверхности водой или поочередно прокачивая через аппарат моющие растворы. После мойки аппарат консервируют или готовят к последующей ферментации.

Предмет изобретения

1. Аппарат для культивирования микроорганизмов, выполненный в виде герметически закрытой вертикальной цилиндрической емкости с коническим днищем, сообщенным с системой подачи воздуха, отличающийся тем, что, с целью интенсификации массообмена и гомогенизации культуральной среды в процессе выращивания, внутри цилиндрической емкости

243554

Составитель М. И. Андреев» редактор Э, Н. Шибаева Техред Т. П. Курилко Корректор Е. Н. Миронова

Заказ 2454)4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 по всей ее высоте перпендикулярно оси установлены барботеры сферической или конической формы с бортами для увеличения сопротивления потоку воздуха, а емкость снабжена циркуляционной трубой, нижний конец которой выполнен изогнутым, присоединен к днищу емкости и выполняет функции воздухораспределителя, а верхний конец сообщен с емкостью ниже уровня заполнения ее субстратом.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации пеногашения культуральной среды, он снабжен выносным пеногасителем, например циклоном, соединенным с верхним концом циркуляционной трубы и с крышкой емкости.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в циркуляционную трубу включены выносные теплообменники и датчики контрольно-изме10 рительных приборов.