Установки колонного типа

Аппарат для выращивания микроорганизмов конструкции ВНИИбиотехники

Колонный аппарат для выращивания микроорганизмов (рис. 5.3) представляет собой вертикальный корпус 15, разделенный на шесть секций с радиально установленными на полом валу 13 лопастями с соплами 6 для подвода воздуха и перфорированными пластинами 16, укрепленными консольно на поворотных осях 2. Аппарат имеет охлаждающий змеевик 5, коллектор для подвода стерильного воздуха 4 и коллектор для отвода отработавшего газа 7. В верхней части емкости имеется загрузочный люк 14, а в нижней части — люк для выгрузки выросшей культуры /. Средняя часть емкости, где происходит активный рост микроорганизмов с выделением тепла, снабжена охлаждающей рубашкой 17. Вращение вала 13 осуществляется от привода через шестерню 12.

Засеянная стерильная среда загружается через люк 14 в предварительно простерилизованный аппарат. Лопастями 6, установленными на валу по высоте аппарата, среда равномерно распределяется по площади перфорированных пластин 16 первой секции аппарата.

Отработавший воздух

Стерильный

А-А

Вода

Аппарат для выращивания микроорганизмов в слое среды высотой 300 мм

Рис. 5.3. Аппарат для выращивания микроорганизмов в слое среды высотой 300 мм:

  • 7 — люк для выгрузки; 2 — поворотные оси; 3 — опора; 4 — коллектор подвода стерильного воздуха; 5 — охлаждающие змеевики; 6 — лопасть вала; 7 — коллектор отвода отработавшего воздуха; 8 — крышка; 9 — штуцер для манометра; 10 — штуцер; 11 — воздушник; 12 — шестерня привода вала; 13 — вал; 14 — люк для загрузки: 75 — корпус; 16 — перфорированные пластины; 17—рубашка
  • -ф- —-Стерильный

воздух

По окончании первой фазы процесса (через 6 ч) перфорированные пластины, на которых находится среда, переводятся в вертикальное положение. Среда сбрасывается во вторую секцию и лопастями распределяется ровным слоем на поверхности перфорированных пластин. В освободившуюся первую секцию загружается новая порция среды. Через 6 ч среда из второй секции сбрасывается в третью, а из первой — во вторую. Первая секция вновь заполняется. Таким образом

заполняются все шесть секций аппарата. Через 36 ч после загрузки среды в первую секцию культуру из нижнего отделения выгружают и направляют на дальнейшую переработку. Процесс идет непрерывно.

В ходе культивирования в аппарат подают воздух, необходимый для дыхания микроорганизмов. Отвод биологического тепла, выделяемого культурой, осуществляют водой, подаваемой в змеевики 5 и рубашку 17. Подвод тепла в верхнюю секцию к свежезагруженной среде осуществляется путем продувания через слой теплого воздуха, нагретого в нижележащей секции. При необходимости через вал 13 и лопасти 6 в аппарат подают стерильный воздух для турбулизации потока. Аппарат стерилизуют при давлении 0,3 МПа в течение 1,5—2 ч.

При выращивании культур в закрытом герметичном аппарате и аэрировании через перфорированные пластины поток газа в среде обусловлен перепадом давления и пористой структурой питательной среды. Движение газа в этом случае происходит не вдоль поверхности слоя среды, а распространяется на весь объем, в результате чего образуется режим объемной аэрации, способный обеспечить конвективный и диффузионный тепло- и массообмен по всей высоте растущей культуры.

Применение метода объемной аэрации питательной среды позволяет в 10 и более раз увеличить высоту слоя растущей культуры и создает условия для применения аппаратуры, используемой при глубинном культивировании. Увеличение высоты слоя среды с 25—40 до 300—500 мм является одним из основных направлений повышения производительности технологического оборудования. В отличие от приведенных выше типов растильных установок все технологические процессы и операции механизированы, что исключает контакт обслуживающего персонала с растущей культурой и продуктами их метаболизма. В процессе выращивания регулируемыми параметрами является температура, влажность среды и воздуха, частота вращения мешалки, содержание С02 и 02 в газовой фазе.

Аппарат для выращивания микроорганизмов

пластинчатого типа

Аппарат (рис. 5.4) представляет собой цилиндрический сосуд 4, разделенный перфорированными пластинами 8 на секции 6, 9, 10. Перфорированные пластины укреплены на поворотных осях 7. В каждой секции имеется перемешивающее устройство, укрепленное на приводном полом валу 3. Перемешивающее устройство выполнено в виде укрепленных на направляющих 15 систем ножей 14 и 13, установленных в горизонтальных и вертикальной плоскостях. Горизонтально расположенные нижние ножи 14 выполнены полыми и имеют отверстия, а верхние горизонтально расположенные ножи укреплены на направляющих с возможностью регулирования по высоте, для чего на направляющих имеются пазы. Ножи крепятся болтами. Вертикально расположенные ножи 13 установлены на направляющих осях 12 свободно с целью их поворота до соприкосновения со стенкой аппарата.

Загрузка засеянной среды

Аппарат для выращивания микроорганизмов

Рис. 5.4. Аппарат для выращивания микроорганизмов: а — общий вид; 6 — перемешивающее устройство; в — вертикальный разрез

В нижней конической части емкости установлен ворошитель 11 в виде лопастной мешалки, укрепленной на горизонтальном валу. Емкость снабжена теплообменными рубашками 1, люками 5 для загрузки засеянной питательной среды и вывода готового продукта.

Засеянную стерильную питательную среду подают в верхнюю (первую) секцию аппарата через люк 5 и включают привод перемешивающего устройства. При этом среда равномерно перемешивается и распределяется по площади перфорированных пластин 8. При вращении перемешивающего устройства вертикально расположенные ножи под воздействием сопротивления среды отжимаются к стенке аппарата и снимают прилипшую к ним среду. По окончании первой

фазы культивирования растущая культура поворотом пластин 8 сбрасывается во вторую секцию и распределяется перемешивающим устройством на поверхности перфорированных пластин. Таким же образом заполняются остальные секции аппарата. Через 36—48 ч после начала работы аппарата готовую культуру через коническую часть емкости ворошителем 12 выгружают из аппарата.

В процессе выращивания в аппарат через штуцер 2 под каждую секцию подается воздух для отвода тепла и подвода кислорода. В каждой секции периодически осуществляется перемешивание растущей культуры, причем интенсивность перемешивания выбирается оптимальной для данной стадии роста.

Возможность менять высоту расположения верхнего горизонтального ножа делает конструкцию аппарата гибкой и позволяет увеличивать его производительность по сравнению с аппаратами других типов.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >