Описание ферментаторов

При выращивании плесневых грибов в жидких питательных средах применяют специальные аппараты — ферментаторы, в которых предусматриваются интенсивное перемешивание среды, подвод воздуха для дыхания микроорганизмов и отвод биологического тепла.

Известны различные конструкции ферментаторов. Наибольшее распространение получил ферментатор с механической мешалкой и подводом воздуха через барботер, снабженный рубашкой или змеевиками для отвода тепла. Разработаны ферментаторы с рубашкой в виде навитой спирали.

Кроме механических мешалок, в ферментаторах применяются лопастные, турбинные и пропеллерные мешалки. Известны также ферментаторы с пневматическим перемешиванием, совмещенным с аэрированием. Для подвода воздуха в культуральную среду применяют барботеры или форсунки.

Развивающиеся культуры плесневых грибов потребляют кислород, растворенный в жидкой среде. Интенсивность растворения кислорода зависит от поверхности контакта газовой и жидкой фаз и длительности контакта. Оптимальные величины этих показателей могут быть достигнуты при тонком диспергировании воздуха, подаваемого в жидкость, и интенсивном его механическом перемешивании. При механическом перемешивании достигается дополнительное диспергирование пузырьков воздуха и удлиняется траектория их движения вследствие турбулизации жидкости.

К конструкциям ферментаторов предъявляются высокие требования в отношении обеспечения герметичности. Аппараты изготовляют в соответствии с требованиями Госгортехнадзора. Сварка швов должна быть прочноплотная. Выделения влаги на сварных швах при гидравлическом испытании не допускается, так как это может привести к попаданию инфекции в культуральную среду. Необходимо также обеспечить плотность сальника рабочего вала ферментатора, прокладок люков и фланцевых соединений. Аппарат изготовляют из нержавеющей или двухслойной стали.

Во избежание попадания в аппарат инфекции во время выращивания культуры в процессе работы под крышкой аппарата избыточное давление должно составлять 0,15—0,25 кг/см2. Это обстоятельство следует учитывать при выборе воздуходувной машины для подачи воздуха на аэрирование культуры.

Две статьи назад была показана конструкция ферментатора объемом 40 м3, разработанная во ВНИИФСе. Корпус ферментатора вертикальный цилиндрический с эллиптическими днищами (ГОСТ 6533—53). В корпусе вращается вал со скоростью 180 об/мин с двухступенчатой турбинной мешалкой. Вал приводится во вращение от электродвигателя (тип АО 72-6, N=14 кет, м = 930 об/мин).

Для подачи воздуха в среду в нижней части сосуда установлен барботер кольцевого типа с 12 лучевыми патрубками. По периферии внутренней стенки корпуса расположены четыре отбойные пластины размерами 300Х2300 мм, предназначенные для турбулизации жидкости и предотвращения кругового вращения жидкости с образованием воронки.

С наружной стороны корпус снабжен рубашкой, в которую подают воду для отвода тепла, выделяемого развивающейся культурой микроорганизмов. Контроль и регулирование температуры среды осуществляются датчиком температуры, вставленным в гильзу.