SU1105500A1 - Ферментатор - Google Patents

Abstract

ФЕРМЕНТАТОР, содержащий трубчатый корпус, состо щий из р да секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной среды, воздуха и вывода готового продукта, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода биомассы, в каждой секции трубчатого ко{)пус& имеетс  участок, выполненный из полунепроницаемой пленки дл  отвода продуктов метаболизма и перемешивани  культуральной жидкости и заключенный в кожух с образованием кольцевой камеры дл  подвода охлажденной диализной жидкости, при этом кольцева  камера подключена к импульсйоМу насосу дл  создани  радиальных перемещений пленки.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  процессов ферментации и может быть использовано в микробиологической , фармацевтической и пищевой промьгашенности.

Известен трубчатый ферментатор горизонтального типа с поступательным йеремещением культуральной среды содержащий корпус, состо щий из р да секций, систему охлаждени , узлы ввода питательной срэды, воздуха и вывода готового продукта m.

Основным недостатком этого устройства  вл етс  отсутствие радиального перемешивани , что приводит к неравномерному распределению питательных компонентов и температуры по объему культуральной среды.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  ферментатор, содержащий трубчатый корпус, состо щий из р да секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной . воздуха и вывода готового продукта 2 . - - .

Однако известный ферментатор не обеспечивает радиальное перемешивание субстрата, что приводит к неравномерному распределению его по объему корпуса. Другим существенным недостатком  вл етс  невозможность проведени  диализа. Указанные недостатки не позвол ют получить достаточно высокий выход биомассы.

Цель изобретени  заключаетс  в повыщении вых.ода биомассы.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в ферментаторе, содержащем трубчатый корпус, состо щий из р да секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной среды, воздуха и вывода готового продукта в . каждой секции трубчатого корпуса имеетс  участо1к, выполненный из полупроницаемой пленки дл  отвода продутстов метаболизма и перемещивани  культуральной жидкости и заключенный в кожух с образованием кольцевой камеры дл  подвода охлажденной диализ-% ной жидкости, при этом кольцева  камера подключена к импульсному насосу дл  создани  радиальных перемещений пленки.

На фиг. 1 схематично изображен ферментатор, общий вид; на фиг. 2 секци , родольный разрез.

Ферментатор состоит из трубчатого корпуса 1, состо щего из р да секций

2, последовательно соединенных между собой. Кажда  секци  2 имеет входной 3 и выходной 4 коллекторы. На входном коллекторе 3 расположены патрубки ввода питательной среды и посевного материала 5, воздуха 6, а на выходном 4 - патрубок 7 выхода биомассы. Корпус в каждой секции 2 имеет участок 8, выполненный из полунепроницаемого материала, например типа диализной пленки дл  отвода продуктов метаболизма и заключенный в цилиндрический кожух 9. Кольцева  камера 10, образованна  участком 8 и цилиндрическим кожухом 9, служит дл  подвода охлажденной диализной жидкости и подключена к импульсному насосу 11, например мембранному, дл  создани  радиальных перемещений пленки. Входной 3 и выходной 4 коллекторы подсоединены к фигурному фланцу 12 трубчатого корпуса 1 посредством фланцевых соединений 13. На фигурном фланце 12 имеютс  штуцеры 14 подачи и слива диализной жидкости.

В каждой секции 2 имеютс  приборы 15 и 16 контрол  входных и выходных параметров культуральной среды, установленные соответственно на входном 3 и выходном 4 коллекторах, барбатер 17, расположенный во внутренней полости 18 участка 8 трубчатого корпуса 1, дегазатор 19, представл ющий собой полость, подключенную к вакуумной системе 20.

Ферментатор работает следующим образом.

После стерилизации в полость трубчатого корпуса 1 подаетс  питательна  среда и посевной материал. Дл  обеспечени  перемешивани  импульсный насос 11 создает кратковременное периодическое повышение давлени  в кольцевой камере 10, заставл ющее пульсировать пленку участка 8 каждой секции 2 и наход щуюс  в ней культуральную жидкость. При движении перемешиваемой и обогащенной кислородом культуральной среды происходит рост и развитие микроорганизмов, контроль за которыми производитс  приборами 15 и 16 контрол , установленными на входе и выходе каждой секции.

На выходе каждой секции 2 среда дегазируетс  дл  удаленг   летучих продуктов метаболизма и отход щие газы через дегазатор 19 вывод тс  из ферментатора. Дегазированна  кул туральна  среда на входе в последню секцию насыщаетс  кислородом воздуха через барбатер 17, и производитс дробна  подача необходимых питатель ных компонентов. Проход  последовательно р д секций, обеспечивающих различные услови  дл  роста микробных попул ций, из последней секции культуральна  жидкость удал етс  патрубком 21. При необходимости уда лени  диапизуе1« 1Х продуктов метаболизма вместо охлаждаемой жидкости может подаватьс  раствор, обеспечивакиций наиболее полньй диализ проду тов метаболизма из культуральной среды. В качестве примера можно привест процесс получени  лечебного препара та колибактерина, основой которого  вл ютс  жизнеспособные клетки Е.Со 11 М 17. Процесс периодического культивировани  клеток продолжаетс  шесть часов, в течение которых удельна  скорость роста от максимальной в первый час (1,0-1,2 ) снижаетс  во второй и третий до 0,6 ч, а затем к шестому часу - до 0,15- . 0,20 ч, рН в течение всего периода поддерживаетс  на уровне 7,6-7,7 с подъемом до 8,0 единиц рН в последний шестой час; дробна  добавка глюкозы в первые три часа 25-30%, в последую1чие два часа - 70-75% общего объема добавленной глюкозы, аэраци  воздухом в режиме объема во духа на объем культуральной среды все шесть часов без изменений. Концентраци  клеток экспоненциально возрастает с (0,5-0,7) х 109 в начале до (60-70) X 10 кл/мл в конце культивировани . В соответствии с этим, после заполнени  первой секции 2 питательной средой с микроорганизмами она выдерживаетс  при .температуре 37 С и периодическом радиальном перемешивании 1 4i Затем устанавливаетс  проток , равный 1 ч , и культуральна  среда из первой секции посту-, пает во вторую. После задержки культуральной среды в этой се1еции еще на 1 ч (врем  полного заполнени  внутренней полости) проток из этой секции устанавливаетс  на уровне 0,5 ч . На этом этапе о6в(ее врем  культивировани  составит 3 ч и так далее до последних секций с протоком 0,25 ч , число которых определ етс  достижением в них заданной концентрации клеток. Использование трубчатого фермента тора позвол ет проводить сложные многостадийные процессы ферментации, .в которых максимумы по накоплению биомасс и целевого продукта метаболизма не совпадают по времени. Максимальный выход биомассы обеспечиваетс  за счет возможности создани  на каждой стадии культивировани  необходимых условий дл  роста микробных попул ций, обеспечени  диализа и радиальных перемещений среды. Изобретение позвол ет отказатьс  от энергоемких перемешивающих устройств, упростить технологию обработки внутренней поверхности корпуса, унифицировать ферментаторы дл  выращивани  любых углеводородсодержащих.

i :

82

«о

Ч

Claims (1)

1. ФЕРМЕНТАТОР, содержащий трубчатый корпус, состоящий из ряда секций и снабженный дегазатором и патрубками ввода питательной среды, воздуха и вывода готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, в каждой секции трубчатого корпус^ имеется участок, выполненный из полунепроницаемой пленки для отвода продуктов метаболизма и перемешивания культуральной жидкости и заключенный в кожух с образованием кольцевой камеры для подвода охлажденной диализной жидкости, при этом кольцевая камера подключена к импульсному насосу для создания радиальных перемещений пленки.

   Фиг.1

   SU п„ 1105500

   1 1105500 2