Биореактор для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ БИОРЕАКТОР ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ГЛУБИННОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ(71) Заявители Мурашко Алексей Сергеевич Мурашко Сергей Петрович Табала Виталий Константинович Табала Константин Брониславович(72) Авторы Мурашко Алексей Сергеевич Мурашко Сергей Петрович Табала Виталий Константинович Табала Константин Брониславович(73) Патентообладатели Мурашко Алексей Сергеевич Мурашко Сергей Петрович Табала Виталий Константинович Табала Константин Брониславович(57) Биореактор для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов, содержащий герметичную емкость в виде осесимметричного тела с штуцерами для газовых и жидких потоков для установки датчиков систем контроля и управления и устройство для перемешивания, выполненное с возможностью создания над поверхностью суспензии микроорганизмов закрученного потока газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости, осевым противотоком в приосевой зоне и перепадом давления между периферией и центром вихря, отличающийся тем, что устройство для перемешивания выполнено в виде двух и более вентиляторов с конфузорами, соединяющими отверстия в 95922013.10.30 верхней емкости с входными отверстиями вентиляторов, и патрубками, соединяющими выходные отверстия вентиляторов с равномерно распределенными отверстиями на боковой наружной поверхности емкости.(56) 1. Патент РФ 2135579 1, МПК 12 1/04,12 3/00, 1999. 2. Заявка РСТ 92/05245, МПК 12 1/04, 1992. Полезная модель относится к биотехнологии, преимущественно к разделу производства биологического сырья для синтеза искусственного топлива, может быть использована в сельском хозяйстве для производства кормов, в микробиологической промышленности для культивирования микроорганизмов. Основными элементами биореактора для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов являются емкость в виде герметичного резервуара с штуцерами для газовых и жидких потоков, для установки датчиков систем контроля и управления, и перемешивающее устройство. Известен аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов, содержащий цилиндрическую емкость с крышкой и устройство для перемешивания среды, включающее горизонтальное лопастное колесо, укрепленное на вертикальном валу и размещенное в верхней части емкости непосредственно под крышкой, кольцевую перегородку, установленную в цилиндрической емкости соосно лопастному колесу с образованием зазора между цилиндрической стенкой емкости и кольцевой перегородкой 1. Перемешивание в аппарате осуществляется с помощью создания на поверхности суспензии закрученного потока газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости, осевым противотоком в приосевой зоне и перепадом давления между периферией и центром вихря. За счет трения газового вихря на границе раздела фаз газ-жидкость и разницы давления между периферией и центром обеспечивается движение суспензии в виде вихревого кольца, вращающегося относительно оси емкости с одновременным нисходящим движением на периферии емкости и восходящим в приосевой. Недостатком этого аппарата является то, что для биореакторов больших объемов механизм перемешивания суспензии в виде размещенного под крышкой горизонтального лопастного колеса, кольцевой пластины под ним с центральным отверстием и расположенных равномерно по окружности под наклоном к горизонтальной плоскости щелевых отверстий малоэффективен, т.к. требует повышенных удельных энергозатрат на процесс культивирования. Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов, содержащий цилиндрическую емкость с крышкой и устройство для перемешивания среды 2. Устройство для перемешивания содержит горизонтальное лопастное колесо, укрепленное на вертикальном приводном валу, размещенное в верхней части емкости непосредственно под крышкой, и расположенную под ним кольцевую пластину с центральным отверстием для отвода газа, прикрепленную по периферии к стенке емкости с образованием кольцевой полости вокруг колеса. В кольцевой перегородке для прохода газа выполнены щелевые отверстия, расположенные равномерно по окружности под наклоном к горизонтальной плоскости. Недостатком аппарата является то, что плановое обслуживание или ремонт перемешивающего устройства приводит полной остановке всего аппарата. Для биореакторов промышленного глубинного культивирования микроорганизмов с объемом емкости до 30 м 3 и более это приводит к существенному снижению их производительности. Техническая задача, решаемая в настоящей полезной модели, состоит в повышении эффективности потока газа над поверхностью суспензии микроорганизмов, а также повышении надежности устройства для перемешивания. 2 95922013.10.30 Технический результат, получаемый при реализации настоящей полезной модели, состоит в повышении производительности процесса культивирования микроорганизмов,уменьшении энергозатрат на процесс культивирования, обеспечении возможности создания биореакторов различного объема, в том числе до 30 м 3 и более. Решение задачи достигается тем, в предлагаемом биореакторе для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов, содержащем герметичную емкость в виде осесимметричного тела с штуцерами для газовых и жидких потоков для установки датчиков систем контроля и управления и устройство для перемешивания, выполненное с возможностью создания над поверхностью суспензии микроорганизмов закрученного потока газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости, осевым противотоком в приосевой зоне и перепадом давления между периферией и центром вихря, устройство для перемешивания выполнено в виде двух и более вентиляторов с конфузорами, соединяющими отверстия в верхней емкости с входными отверстиями вентиляторов, и патрубками, соединяющими выходные отверстия вентиляторов с равномерно распределенными отверстиями на боковой наружной поверхности емкости. Полезная модель поясняется фигурами. На фиг. 1 приведен вид биореактора для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов в разрезе. На фиг. 2 - вид биореактора сверху. Предлагаемый биореактор для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов состоит из герметичной емкости 1 в виде осесимметричного тела. В верхней части емкости 1 имеется два или более равномерно расположенных отверстия 2. Конфузоры 3 соединяют отверстия 2 с входными отверстиями вентиляторов 4. Выходные отверстия вентиляторов 4 соединяются патрубками 5 с отверстиями 6 на боковой наружной поверхности емкости 1. Отверстия 6 равномерно распределены на боковой поверхности емкости 1. Биореактор работает следующим образом. В емкость 1 через штуцер для жидких потоков заливают жидкую питательную среду,содержащую необходимые компоненты. Поток газа из верхней части емкости 1 через отверстия 2 и конфузор 3 направляется вентилятором 4 по патрубку 5 через отверстия 6 на боковой поверхности емкости 1 на ее внутреннюю периферию. Над поверхностью жидкости образует закрученный поток с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости 1, осевым противотоком в ее приосевой зоне и перепадом давления между периферией и центром вихря. Закрученный поток газа за счет трения на границе раздела фаз газ-жидкость и разницы давления между периферией и центром газового вихря обеспечивает движение жидкости в виде вихревого кольца, вращающегося относительно оси емкости 1 с одновременным нисходящим движением на периферии емкости и восходящим в приосевой зоне. Затем в питательную жидкость вводят суспензию микроорганизмов до достижения необходимой исходной плотности клеток. При этом происходит эффективное перемешивание без образования пены, гидроударов, кавитации, высокотурбулентных и застойных зон. Равномерное распределение отверстий 6 на боковой поверхности емкости 1 позволяет повысить эффективность контакта потока газа на разделе сред газ-жидкость, увеличить массообменные процессы в этой зоне и уменьшить энергозатраты на процесс культивирования. Применение в устройстве для перемешивания нескольких вентиляторов позволяет проводить их регламентные и ремонтные работы без остановки процесса культивирования, повышая тем самым производительность процесса культивирования. Таким образом, предлагаемый по полезной модели биореактор для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов позволяет повысить производительность процесса культивирования, уменьшить энергозатраты на процесс культивирования, повы 3 95922013.10.30 сить надежность биореактора, обеспечить возможность создания биореакторов различного объема, в том числе до 30 м 3 и более. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: C12M 1/00

Метки: глубинного, микроорганизмов, биореактор, промышленного, культивирования

Код ссылки

<a href="https://bypatents.com/4-u9592-bioreaktor-dlya-promyshlennogo-glubinnogo-kultivirovaniya-mikroorganizmov.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Биореактор для промышленного глубинного культивирования микроорганизмов</a>

Похожие патенты