ФЕРМЕНТАТОР ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Заявленная полезная модель относится к микробиологической промышленности для получения микроорганизмов.
В технологии получения (выращивания) микроорганизмов большое значение имеет не только подготовленная компонентная среда и температура, но и вводимый кислород, при отсутствии и недостаточности которого роста микроорганизмов не будет, что в конечном итоге приводит к значительному снижению производительности ферментатора.
Известен ферментатор, содержащий перемешивающее устройство, механический пеногаситель, штуцеры для загрузки питательной среды, посевного материала, пеногасителя, подачи и вывода воздуха (см. Калунянц К.А. Оборудование микробиологических производств. - М.: Агропромиздат, 1987. - 398 с.: ил., стр. 191).
Недостатком известного ферментатора является низкая производительность, громоздкость, малый кпд проникновения кислорода в питательную среду.
Наиболее близким к заявленной полезной модели (прототипом) является ферментатор, содержащий емкость, размещенное внутри нее перемешивающее устройство, состоящее из трех мешалок, ярусно укрепленных на полом валу. Ферментатор содержит патрубки для ввода питательной среды, посевного материала, отвода отработанного газа и готовой продукции. Полый вал соединен с установленным на нем калорифером. Нижняя мешалка перемешивающего устройства, выполненная в виде полых трубок и имеющая в поперечном сечении крестообразную форму, снабжена отверстиями (см. RU №98002, С12М 1/04, опубл. 27.09.2010 г., Бюл. №27).
Недостатками прототипа являются низкая производительность, малый кпд проникновения кислорода в питательную среду.
Технический результат полезной модели - увеличение кпд проникновения кислорода в питательную среду.
Указанный технический результат достигается тем, что в ферментаторе для культивирования микроорганизмов, включающем тепловую рубашку, вертикальную емкость, размещенное внутри нее перемешивающее устройство, состоящее из трех мешалок, ярусно укрепленных на полом валу, соединенном с установленным на нем калорифером, выполненным с возможностью нагнетания теплого воздуха в полый вал, при этом средняя мешалка выполнена в виде прямоугольной пластины с прорезями по бокам и отверстиями в самой пластине, согласно полезной модели верхняя мешалка перемешивающего устройства представляет собой рамную мешалку, состоящую из горизонтальных и вертикальных лопастей, а нижняя мешалка выполнена из четырех перпендикулярно расположенных друг к другу Г-образных лопастей, концы которых направлены вверх, при этом лопасти верхней и нижней мешалок выполнены из полых трубок, снабженных отверстиями.
Отличительным признаком заявляемого устройства является новое выполнение известных конструктивных признаков, а именно выполнение верхней мешалки в виде рамной из полых трубок с отверстиями, а нижней мешалки - из Г-образных полых трубок с отверстиями.
Рост микроорганизмов в ферментаторе зависит от насыщения кислородом питательной среды, чем больше будет кпд проникновения кислорода в питательную среду, тем эффективнее будет рост микроорганизмов. В заявляемом аппарате количество отверстий для выхода нагнетаемого воздуха в питательную среду увеличено вдвое за счет отверстий в верхней и нижней мешалках, что повышает кпд проникновения кислорода в питательную среду. Это способствует ускорению роста микроорганизмов и в конечном итоге повышает производительность ферментатора.
Заявленная полезная модель поясняется чертежом, где схематически изображен ферментатор.
Предлагаемый ферментатор для культивирования микроорганизмов содержит вертикальную емкость 1, размещенное внутри нее перемешивающее устройство, состоящее из трех мешалок 2, 3, 4, ярусно укрепленных на полом валу 5. Верхняя мешалка 2 представляет собой рамную мешалку, состоящую из горизонтальных и вертикальных лопастей, выполненных в виде полых трубок и снабженных отверстиями 6 для выхода нагнетаемого воздуха. Средняя мешалка 3 представляет собой прямоугольную пластину с прорезями по бокам и отверстиями в самой пластине. Нижняя мешалка 4 выполнена из четырех перпендикулярно расположенных друг к другу Г-образных лопастей, концы которых направлены вверх. Лопасти мешалки 4 выполнены в виде полых трубок, снабженных отверстиями 7 для выхода нагнетаемого воздуха. Полый вал 5 соединен с калорифером 8 и электродвигателем 9.
Ферментатор имеет патрубок 10 для ввода питательной среды и посевного материала, патрубок 11 отвода отработанного газа, патрубок 12 готового продукта. Корпус ферментатора снабжен тепловой рубашкой 13.
Ферментатор для культивирования микроорганизмов работает следующим образом.
Через патрубок 10 загружают питательную среду и посевной материал в емкость 1. В тепловую рубашку 13 подают тепло с целью поддержания температуры в ферментаторе. Включают электродвигатель 9, начинает вращаться полый вал 5 с перемешивающим устройством. Подогретый в калорифере 8 теплый воздух нагнетают в полый вал 5. Теплый воздух проходит в верхнюю 2 и нижнюю 4 мешалки и выходит через отверстия 6 и 7 в культуральную среду.
На выходе из отверстий 6 и 7 струя воздуха распадается на пузырьки. Пузырьки толкают жидкость вперед и в стороны, увлекая ее ближние слои вверх. Происходит интенсивное перемешивание жидкости и насыщение ее кислородом. При вращении мешалок 2, 3, 4 потоки накладываются друг на друга. Они перемещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях, при этом происходит интенсивное перемешивание всех слоев жидкости. Мешалки 2, 3, 4 не допускают залипания на стенках емкости 1 и перегрева жидкости.
Отверстия в верхней 2 и нижней 4 мешалках обеспечивают быстрое насыщение кислородом микроорганизмов по всему объему среды, не дожидаясь проникновения воздуха с нижних слоев до верхних, что имело место в существующем аналоге. В заявляемом аппарате количество отверстий для выхода воздуха в питательную среду увеличивается и, следовательно, увеличивается кпд вводимого кислорода, что несомненно скажется на росте микроорганизмов и в конечном итоге на производительности ферментатора.