SU1738844A1 - Установка дл культивировани микроорганизмов - Google Patents
Установка дл культивировани микроорганизмов Download PDFInfo
- Publication number
- SU1738844A1 SU1738844A1 SU894751568A SU4751568A SU1738844A1 SU 1738844 A1 SU1738844 A1 SU 1738844A1 SU 894751568 A SU894751568 A SU 894751568A SU 4751568 A SU4751568 A SU 4751568A SU 1738844 A1 SU1738844 A1 SU 1738844A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas
- fermenter
- air
- membrane
- fan
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Использование: в микробиологической промышленности при получении биомассы микроорганизмов и продуктов метаболизма их жизнеде тельности. Сущность изобретени : установка содержит ферментер и систему очистки и подвода газа, включающую внешний циркул ционный контур, содержащий рециркул ционные трубопроводы дл отвода и подвода газа, побудитель расхода и газообменное устройство. Последнее содержит корпус, разделенный дерной газоселективной мембраной на две параллельные проточные камеры, одна из которых подключена трубопроводом дл отвода газа к ферментеру, а друга снабжена вентил тором дл подвода в нее свежего воздуха о При этом указанный трубопровод и вентил тор подключены соответственно к входным участкам камер дл обеспечени движени газа и воздуха в них вдоль мембраны. 2 ил. (Л
Description
Изобретение относитс к микробиологической промышленности а именно к системам культивировани и воздухе- обеспечени аппаратов глубинного типа дл выращивани аэробных микроорганизмов на жидких питательных средах с целью получени биомассы и продуктов метаболизма, и может быть использовано в отрасл х микробиологической, химико-фармацевтической, медицинской и пищевой промышленности.
Известные системы газообеспечени ферментера представл ют собой схему
пр мой продувки культуральной жидкости воздухом с помощью компрессора через стерилизующий фильтр на входе в аппарат и фильтр очистки газовоздушных выбросов на выходе. ,
Однако така система газообеспечени ферментера в значительной степени энергоемка и малоинтенсивна по массо- переносу кислорода, а энергозатраты на прокачку воздуха возрастают по мере забиваемости фильтров и уменьшени их стерилизующей способности.
-vl
оо
00 00 42ь
Известны системы газообеспечени ферментера по схеме пр мой продувки купьтуральнойжидкости воздухом через компрессор, содержащие стерилизующие фильтры на входе и выходе аппарата, а также магистраль подачи чистого кислорода на входе.
Введение кислорода интенсифицирует процесс массопередачи даже при снижении продувки культуральной жидкости воздухом, но.приводит к увеличению энергозатрат. Так, расход энергии на производство кислорода составл ет пор дка 0,35-0,45 кВт.ч/мЭо
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой установке вл етс система газообесГпечени ферментера, включающа замкнутый контур с компрессором дл подачи воздуха, систему фильтрации и магистраль дл подачи чистого кислорода, св занную с входом ферментера .
к входным участкам камер дл обеспечени движени газа и воздуха в них вдоль мембраны.
Установка дл культивировани микроорганизмов , снабженна газообменным устройствсм, содержащим две параллельные проточные камеры, позвол ет соз-, дать два продуваемых вдоль мембран . объема. То, что одна из: камер сообщаетс с ферментером, а друга - с вентил тором дл „ ПОДЕОДЭ в нее. свежего воздуха, создает в системе фильтрации два контура - внешний и внутренний . Поскольку в этом случае нет принудительной фильтрации воздуха через мембрану, то нет закупорки пор микрочастицами и аэрозол ми.
Размеры пор дерной мембраны долж- ны-лежать в диапазоне 50-500 нм, причем нижн граница определ етс величиной , равной средней длине свободного пробега газовых молекул (при атмосферном давлении), при которой проис5
Недостатком известной установки в- „ ходит переход к промежуточному, а зал ютс высокие энергозатраты на прокачку воздуха через систему фильтрации , содержащую скруббер, фильтр и абсорбер дл улавливани двуокиси углерода, причем возрастают затраты : по мере забиваемости фильтра; низка эффективность обеспложивани микроорганизмов в целевом потоке воздуха, а следовательно, невысока степень стерильности процесса культивировани
тем к кнудсеновскому режимам течени газа, характеризующимс меньшими коэффициентами диффузии газа, а верхн граница -.значением, которое достаточно дл защиты от проскока микрочастиц 30 и микроорганизмов (например, при по влении перепада давлени на мембране ) . ,.
На фиг. t изображена установка дл культивировани микроорганизмов;
микроорганизмов, невысокие сроки эффек-35 на Фиг. 2 - газообменное устройство.
тивной эксплуатации,с частыми регене- раци ми.
Целью изобретени вл етс сокращение энергозатрат на подвод газа и повышение стерильности процесса культивировани микроорганизмов.
Указанна цель достигаетс тем, что в установке культивировани микроорганизмов , содержащей ферментер и систему очистки и подвода газа, включающую внешний циркул ционный контур, содержащий отвод щий и подвод щий рециркул ционные трубопроводы дл газа, побудитель расхода и газообменное
устройство, последнее содержит корпус,50 а служит дл наружного обдува мембра- разделенный дерной газоселективной ны. На входе в ферментер подключен мембраной.на две параллельные проточные камеры, одна из которых подключена трубопроводом дл отвода газа к ферментеру , а друга снабжена вентил то-ч ром дл подвода в нее свежего воздуха , при этом указанный:трубопровод и
баллон 8 с кислородом.
Установка работает следующим образом .
55 Воздух циркулирует по замкнутому контуру ферментера 1 с помощью компрессора 7. Газообменное устройство обеспечивает диффузию избытка двуокиси
вентил тор подключены соответственно
тем к кнудсеновскому режимам течени газа, характеризующимс меньшими коэффициентами диффузии газа, а верхн граница -.значением, которое достаточно дл защиты от проскока микрочастиц 0 и микроорганизмов (например, при по влении перепада давлени на мембране ) . ,.
На фиг. t изображена установка дл культивировани микроорганизмов;
Установка представл ет собой замкнутый контур, включающий собственно ферментер 1 с барботером 2, мешалкой 3, рубашкой 4 вод ного охлаждени
и двигателем 5 привода мешалки,
фильтр-влагоотделитель 6, компрессор 7 внутренней камеры и подключенное к ферментеру через трубопровод гаэооб менное устройство, содержащее корпус,
состо щий из верхней крышки 9, разделительных пластин 10, дерных мембран И на разделительных пластинах, нижней крышки 12, внутренней 14 и внешней 13 камер. Вентил тор внешнего возду а служит дл наружного обдува мембра- ны. На входе в ферментер подключен
баллон 8 с кислородом.
Установка работает следующим образом .
Воздух циркулирует по замкнутому контуру ферментера 1 с помощью компрессора 7. Газообменное устройство обеспечивает диффузию избытка двуокиси
51
углерода в циркулирующем воздухе внуренней камеры через дерную мембрану 1t во внешнюю камеру.
Если на выходе ферментера 1 благодар интенсивному потреблению наблюдаетс меньшее по отношению к атмосферному количество кислорода то на мембране 11 создаетс аналогичный дифузионный поток, но уже направленный в сторону внутренней камеры. Это приводит к восстановлению в установке состава воздуха по С0г и Ог практически атмосферного прокачиваемого во внешнем контуре вдоль дерной мембраны вентил тором.
Баллон с чистым кислородом служит дл интенсификации роста биомассы в ферментере 1. Однако во избежание
больших потерь кислорода на газообмен- 20 тивировани „ Помимо этого, за счет ном устройстве его концентраци на вы- замкнутой циркул ции газа во внутрен- ходе из ферментера не должна превы- , ней камере (внутреннем контуре) вышать 25-30 об,%.
Газообменное устройство может быть выполнено в виде камеры, содержащей пакет плоских перфорированных разделительных пластин, размещенных между верхней и нижней крышками, с жестко закрепленными на них по периметру дерными мембранами с диаметром пбр 0,1 мкм. Внешн камера снабжена двум вентил торами типа ВН-2 потребл емой мощностью 20 Вт.
Газообменное устройство подключено к ферментеру с побудителем расхода (компрессором) во внутренней циркул ционной камере.
Благодар имеющимс двум камерам газообменного устройства отсутствует закупорка пор микрочастицами и аэрозол ми (так как нет принудительной фильтрации воздуха через мембрану). При этом имеющиес градиенты концентрации кислорода и углекислого газа по отношению к атмосферному воздуху вызыполн ютс услови экологической чистоты - ликвидируютс выбросы в атмо25 сферу.
В случае необходимости (услови очень сильных загр знений, проскок пены культуральной жидкости и т.п.) газообменное устройство может быть
,д легко регенерировано путем промывки в воде или в другой не агрессивной к материалам конструкции жидкости.
Формула -изобретени
35 Установка дл культивировани микроорганизмов ,, содержаща ферментер и систему очистки и подвода газа, включающую внешний циркул ционный контур, содержащий отвод щий и подвод щий циркул ционные трубопроводы дл газа , побудитель расхода и газообменное устройство, отличающа с тем, что, с целью сокращени энергозатрат на подвод газа и повышени стевают взаимодиффузию компонентов и вое- 45 рильности процесса культивировани , становление воздушной среды в замкну- газообменное устройство содержит корпус , разделенный дерной газоселективной мембраной на две параллельные проточные камеры, одна из .которых
том контуре ферментере, что снижает энергозатраты.
Это обеспечивает, с одной стороны,
посто нный массоперенос газовых компо- 50 подключена трубопроводом дл отвода нентов через дерную мембрану, поры газа к ферментеру, а друга снабжена которой преп тствуют проскоку микроорганизмов , а с другой - практически бессрочную работу фильтрационного элемента - дерной мембраны, на которой 55 отсутствует перепад давлений. Обеспевентил тором дл подвода в нее свежего воздуха, при этом указанный трубопровод и вентил тор подключены соответственно к входным участкам камер дл обеспечени движени газа и воздуха в них вдоль мембраны.
чение условий свободного массопереноса компонентов воздуха через систему {фильтрации требует создани принудительной продувки частей камеры потоками воздуха о помощью компрессоров, вентил торов либо иными способами. Однако при этом гидродинамическое давление с обеих сторон мембраны должно быть равно.
Расположение мембраны параллельно оси магистрали и ее жесткое закрепление по периметру на стенках камеры позвол ют организовать вдоль ее поверхностей тангенциальные потоки воз- 5 ДУха которые увлекают микрочастицы и аэрозоли. Газоселективна дерна мембрана, поры которой преп тствуют проскоку микроорганизмов, повышает стерильность проведени процесса куль0
полн ютс услови экологической чистоты - ликвидируютс выбросы в атмосферу .
В случае необходимости (услови очень сильных загр знений, проскок пены культуральной жидкости и т.п.) газообменное устройство может быть
легко регенерировано путем промывки в воде или в другой не агрессивной к материалам конструкции жидкости.
Формула -изобретени
Установка дл культивировани микроорганизмов ,, содержаща ферментер и систему очистки и подвода газа, включающую внешний циркул ционный контур, содержащий отвод щий и подвод щий рециркул ционные трубопроводы дл газа , побудитель расхода и газообменное устройство, отличающа с тем, что, с целью сокращени энергоподключена трубопроводом дл отвода газа к ферментеру, а друга снабжена
вентил тором дл подвода в нее свежего воздуха, при этом указанный трубопровод и вентил тор подключены соответственно к входным участкам камер дл обеспечени движени газа и воздуха в них вдоль мембраны.
i&
ойЈ
(Риг. 2
Claims (1)
- Фор мула -изобретенияУстановка для культивирования микроорганизмов,, содержащая ферментер и систему очистки и подвода газа, включающую внешний циркуляционный контур, содержащий отводящий и подводящий рециркуляционные трубопроводы для газа, побудитель расхода и газообменное устройство, р т лич а ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения энерго-: затрат на подвод газа и повышения стерильности. процесса культивирования, газообменное устройство содержит корпус, разделенный ядерной газоселективной мембраной на две параллельные проточные камеры, одна из .которых подключена трубопроводом для отвода газа к ферментеру, а другая ендбжена вентилятором для подвода в нее свежего воздуха, при этом указанный трубопровод и вентилятор подключены соответственно к входным участкам камер для обеспечения движения газа и воздуха в них вдоль мембраны.-О'Фиг. 1 / ro
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894751568A SU1738844A1 (ru) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Установка дл культивировани микроорганизмов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894751568A SU1738844A1 (ru) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Установка дл культивировани микроорганизмов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1738844A1 true SU1738844A1 (ru) | 1992-06-07 |
Family
ID=21475751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894751568A SU1738844A1 (ru) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | Установка дл культивировани микроорганизмов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1738844A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5976220A (en) * | 1996-12-09 | 1999-11-02 | 3M Innovative Properties Company | Diffusional gas transfer system and method using same |
-
1989
- 1989-10-23 SU SU894751568A patent/SU1738844A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Талонов Е.П и др. Кислород в ферментационных процессах, - Обзор, М., 1984,,с. 36. Хомутов Н.А. Сравнительный техниг- ко- химический анализ обеспечени кислородом микробиологических производств. Биотехнологи , 1985, № 1 с. 116-119. Борисов В-.Л. и др. Замкнута система газообеспечени ферментера с механическим перемешиванием, Научн.сб. Киев.: Пищева промышленность, 1989, с. 55-69. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5976220A (en) * | 1996-12-09 | 1999-11-02 | 3M Innovative Properties Company | Diffusional gas transfer system and method using same |
US6248153B1 (en) | 1996-12-09 | 2001-06-19 | 3M Innovative Properties Company | Diffusional gas transfer system and method of using same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7298054B2 (ja) | 生物活性をサポートする使い捨てバイオプロセスシステム | |
AU2002333739B2 (en) | A unit and a process for carrying out high cell density fermentation | |
EP3356509B1 (en) | A filter holding device | |
CN112912482A (zh) | 制备生物分子的***和方法 | |
US4276384A (en) | Fermenter | |
RU2728193C1 (ru) | Ферментер и ферментационная установка для непрерывного культивирования микроорганизмов | |
SU1738844A1 (ru) | Установка дл культивировани микроорганизмов | |
CN103472217A (zh) | 多种生物填料氨氮去除特性快速评价方法及装置 | |
CN107098469B (zh) | 一种厌氧反应器 | |
SU1090711A1 (ru) | Ферментер | |
JP5003614B2 (ja) | 生体細胞の分離方法及び培養装置 | |
RU2596396C1 (ru) | Биореактор с мембранным устройством газового питания микроорганизмов | |
CN1164506C (zh) | 陶瓷膜管生物反应分离*** | |
JPS63156514A (ja) | 発酵槽用の酸素富化機 | |
Phares | [36] Large-scale growth of bacteria | |
WO2001058501A1 (en) | Apparatus and process for removal of carbon dioxide in a bioreactor system | |
CN206543476U (zh) | 净化***及应用其的液态微生物生产装置 | |
CN206886797U (zh) | 一种厌氧反应器 | |
SU729239A1 (ru) | Установка дл выращивани микроорганизмов | |
JP2009082029A (ja) | 有価物連続発酵生産用メンブレンバイオリアクター | |
RU2001120286A (ru) | Способ переработки навозных стоков и установка для его реализации | |
CN2402686Y (zh) | 一种培养食用菌液体菌种的装置 | |
CN203405461U (zh) | 多种生物填料氨氮去除特性快速评价装置 | |
CN219644688U (zh) | 气密室和培养*** | |
SU1276667A1 (ru) | Аппарат дл выращивани микроорганизмов |