Апарат для вирощування мікроорганізмів

Апарат для вирощування мікроорганізмів, який має вертикально встановлений на стойках циліндричний корпус з днищем і кришкою, вхідни ми і вихідними патрубками, витковий змійовик і перемішувальний пристрій, відрізняється тим, що перемішувальний пристрій встановлено на відстані від днища меншій дванадцятої частини висоти циліндричного корпуса, а витки змійовика в поперечному розрізі, з одної сторони мають форму напівтруби, а з другої сторони обмежені зовнішньою стінкою корпуса, до якого прикріплені напівтруби Винахід відноситься до хімічного і харчового машинобудування. Такі апарати використовуються в лініях по зброджуванню крохмальної або цукрової сировини на спирт, по вирощуванню дріжджів в харчовій промисловості, а також по вирощуванню мікроорганізмів в мікробіологічній промисловості. Відомий апарат для вирощування мікроорганізмів, має циліндричну частину, в якій розміщений перемішувальний пристрій, який складається з рівномірно розміщених по колу під стінкою ємності вертикальних шнеків, замкнутих в кожухи з двома каналами для підведення і відведення середовища. Такий апарат в процесі перемішування середовища руйн ує клітини мікроорганізмів, що негативно позначається на якості продукту [1]. Відомий, також апарат, що має в корпусі теплообмінник. Така конструкція потребує дуже ретельного очищення і промивання після закінчення процесу, так як на теплообміннику можливе пригорання або прилипання мікроорганізмів, які самі або під дією струменя води не видаляються. А це негативно позначається на чистоті культури мікроорганізмів [2]. Також відомий апарат для вирощування мікроорганізмів, який має вертикальну ємність з технологічними патрубками, всередині якої розміщені теплообмінник і перемішувальний пристрій. Такий пристрій не забезпечує ви ходу чистої культури мікроорганізмів при інтенсивній технології, так як видалити з теплообмінника пригорілий або прилиплий продукт практично неможливо, особливо в не доступних місцях. Також чистота культури мікроорганізмів знижується через наявність великої кількості механічних частин, об які руйнуються мікроорганізми, що рухаються під напором. Таким чином, поряд з живими клітинами в середовищі присутні й не живі [3]. За технічною суттю дане технічне рішення близьке до пропонованого. B основу винаходу - апарат для вирощування мікроорганізмів - поставлена задача шляхом зміни конструкції змійовика і місця розміщення змійовика і перемішувального пристрою забезпечити стабільну роботу апарата, поліпшити контакт середовища з стінкою змійовика і якість вирощуваних мікроорганізмів, це дозволяє проводити технологічний процес в заданих режимах при зниженні трудозатрат. Для цього, розроблене тexнічнe pішeння, яке, так як і відоме, має вертикально встановлений на стійках циліндричний корпус з днищем і кришкою, вхідними і вихідними патрубками, витковий змійовик і перемішувальний пристрій. Проте на відміну від відомого в пропонованому технічному рішенні перемішувальний пристрій встановлений на відстані від днища меншій дванадцятої частини висоти циліндричного корпусу, а витки змійовика в поперечному перерізі з однієї сторони мають форму напівтруби, а з др угої - обмежені стінкою зовнішнього боку корпусу, до якого прикріплені напівтру на відстані від днища в межах b > a > b , де 2,5 3 би на відстані від днища в межах b > a > b , де 2,5 3 (19) UA (11) 32092 (13) A а - відстань кріплення витків змійовика від днища; b - висота циліндричного корпуса. 32092 а - відстань кріплення витків змійовика від днища; b - висота циліндричного корпусу. Суть пропонованого технічного рішення визначається сукупністю суттєви х ознак, які забезпечують досягнення технічного результату, а саме: - перемішувальний пристрій встановлено на відстані від днища меншій дванадцятої частини висоти циліндричного корпусу, такий вибір висоти є оптимальним для проведення технологічного процесу вирощування мікроорганізмів, так як він забезпечує перемішування середовища по всьому об'єму апарата, враховуючи витковий змійовик, тому перемішувальний пристрій встановлено так, що середовище, що знаходиться на днищі буде перемішува тися і підніматися вгору. Тим часом верхнє середовище буде опускатися, що сприяє інтенсифікації розмноження мікроорганізмів. Тобто, якщо перемішувальний пристрій підняти вище дванадцятої частини висоти корпусу апарата, то середовище, що знаходиться на днищі, не буде підніматися і перемішува тися, виникає застійна зона середовища, що приводить до припинення розмноження мікроорганізмів, а це приводить до порушення технологічного процесу, його інтенсивності і зменшенню одержання мікроорганізмів в кількісному відношенні; - витки змійовика в поперечному перерізі з однієї сторони виконані в формі напівтруби, а з другої сторони обмежені зовнішньою стінкою корпусу, на якому закріплені напівтруби. Така конструкція витків змійовика дозволяє як би сумістити внутрішнє і зовнішнє обігрівання з мінімальними втратами, чим підвищується чистота культури мікроорганізмів через ліквідування зон налипання і пригорання мікроорганізмів середовища на стінках змійовика та зменшується зона налипання на стінках корпусу (частина змійовика), з якої легко видалити налиплий і пригорілий продукт при візуальному огляді, при цьому поліпшується контакт середовища зі стінкою змійовика; - до корпусу апарата прикріплено витковий змійовик на. відстані від днища в межах b > a > b , 2,5 3 де а - відстань кріплення витків змійовика від днища; b - висота циліндра корпусу. Таке розміщення змійовика дозволяє, максимально використовувати тепло, так як середовище при перемішуванні перемішувальним пристроєм піднімається не на всю висоту апарата, далі сприяє підйому і перемішуванню середовища витковий змійовик. Підігріте змійовиком середовище піднімається вверх. При непрацюючому перемішувальному пристрої перемішування середовища відбувається також через різниці питомої ваги нагрітого і холодного середовища. Нагріте середовище йде по колу під стінкою апарата, а охолоджена опускається вниз посередині, де і виконується умова b > a > b . Якщо ж b < a , то 2,5 3 2,5 змійовик буде розміщений вище, ніж в пропонованому технічному рішенні і не буде піднімати охолоджене середовище знизу і при непрацюючому перемішувальному пристрої середовище буде перемішува тися під дією температури тіль ки зверху. Якщо ж a a > b , 2,5 3 де а – відстань кріплення витків змійовика від днища; b - висота циліндричного корпусу. Також в циліндричному корпусі 2 встановлено перемішувальний пристрій 11 на відстані від днища не меншій дванадцятої частини висоти циліндричного корпусу. Апарат для вирощування мікроорганізмів працює таким чином. В циліндр корпусу 2 з днищем 3 поміщають середовище через патрубок 5. Під дією тепла, яке одержало середовище від циліндричної стінки виткового змійовика 9 і перемішування середовища пристроєм 11, відбувається процес вирощування мікроорганізмів. Завдяки тому, що перемішувальний пристрій 11 знаходиться на відстані від днища меншій дванадцятої частини, а змійовик 9 встановлено в межах b > a > b , де а - відстань кріплен2,5 3 ня витків змійовика від днища; b - висота циліндричного корпусу, відбувається перемішування середовища в нижній, середній і верхній частинах апарата. В процесі осаджування вирощених мікроорганізмів перемішувальний пристрій 11 відключають і перемішування середовища відбувається в верхній і середній частинах під дією змійовика 9, місце розміщення якого на циліндричному корпусі 2 вдало вибране. Так середовище, нагріте стінкою виткового змійовика 9, піднімається вгору, потім просувається до центра апарата і опускається до низу. Вирощені мікроорганізми осідають внизу, а решта середовища рухається від центра до стінок апарата, підігрівається і піднімається вверх під стінкою циліндра. Таким чином, вибрана висота встановлення змійовика забезпечила рівномірне переміщування середовища по всьому середньо 2 32092 му і верхньому об'єму апарата, при цьому застійні зони не виникають ні знизу, в районі перемішувального пристрою, ні зверху. Це спричиняє інтенсифікацію процесу збільшення виходу вирощених мікроорганізмів. Вибрана висота перемішувального пристрою забезпечує підйом середовища із днища 3 апарата. При цьому не виникає застійна зона на днищі апарата. Вказані висоти встановлення виткового змійовика 9 і перемішувального пристрою 11 дозволяють технологічний процес в потрібному режимі. Пропонована конструкція витка змійовика, а саме те, що задіяна стінка циліндричного корпусу 2, забезпечує зниження витрат матеріалу на змійовик, поліпшує візуальний огляд чистоти нагріваючої зони і видалення з неї прилиплих або пригорілих мікроорганізмів. Останнє поліпшує кон такт середовища зі стінкою змійовика і одночасно виключає попадання неживих мікроорганізмів в середовище нового технологічного циклу, чим і забезпечується чистота вирощених мікроорганізмів. До того ж, даний апарат не вміщує механічних пристроїв, за винятком перемішувального, які могли б руйнува ти мікроорганізми на шляху їх руху при перемішуванні. В результаті, нове технічне рішення має суттєві відміни і новизну, по відношенню до відомих технічних рішень і прототипу, а також корисне і придатне в промисловості. Джерела інформації 1. А.с. 1693035, МПК.С12М1/06. 2. А.с. 1693032, МПК С12М1/00. 3. А.с. 1585324, МПК С12М1/02 – прототип. Фіг. 1 3 32092 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4