Устройства для работы с ферментами или микроорганизмами: .со средствами перемешивания, со средствами теплообмена – C12M 1/02

Изобретение относится к технологии использования возобновляемых источников энергии солнца и биомасс в сельских фермерских и приусадебных хозяйствах, занимающихся производством продуктов животноводства и растениеводства. Способ включает комплексное использование возобновляемых источников энергии солнца и биомассы навоза, биогаза, шлама в качестве органических удобрений в теплице и на участках садово-овощебахчевых культур. Первоначально в период с апреля по октябрь месяцы проводят основной режим обогрева теплицы водотрубопроводами, нагреваемыми исключительно одной энергией солнца до температуры 60 70°С при непрерывной циркуляции горячей воды в их замкнутом контуре «теплица-реактор-теплица», когда одновременно подают в реактор фильтруемый навозный субстрат, вырабатывают биогаз и выводят его через коммуникационные газотрубопроводы в газгольдер и к приборам бытового потребления и в нагреватель котельни, посредством которых обеспечивают циркуляцию горячей воды и регулирование постоянной температуры в водопроводах замкнутого контура «теплица-реактор-теплица», одновременно отрабатывают массу биошлама - органических удобрений и подают ее через трубопроводы непосредственно в теплицу и участки садово-овощебахчевых культур, затем в последующий период с ноября по март месяцы используют два промежуточных режима: первый режим, когда нет необходимости в обогреве теплицы по причине рекультивационных и прочих работ, проводят обогрев только навозного субстрата путем непрерывной циркуляции горячей воды в замкнутом контуре водотрубопроводов «котельня-реактор-котельня», выработанную же массу биошлама используют аналогично первоначально основному режиму, а биогаз - к приборам бытового потребления, посредством которых обеспечивают циркуляцию горячей воды и регулирование постоянной температуры в водотрубопроводах замкнутого контура «теплица-реактор-теплица», второй режим проводят, одновременно обогревая и теплицу, и навозной субстрат соответственно путем циркуляции горячей воды в замкнутых контурах водотрубопроводов «котельня-теплица-реактор-теплица» и «котельня-реактор-теплица», а выработанный биогаз и массу биошлама также используют аналогично первоначальному основному режиму, после чего последовательность основного первоначального и двух промежуточных режимов работы повторяют. Изобретение должно обеспечить использование энергии солнца для выработки биогаза и удобрения, во-вторых, получение экологически чистого органического удобрения, исключающего использование минерального удобрения и химикатов для борьбы с сорняками и болезнями растений и т.д. 1 ил.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения порошкообразных ферментных препаратов. Осуществляют глубинное культивирование микроорганизмов в двух ферментаторах с обогревающими рубашками. Культивирование проводят при непрерывной аэрации стерильным воздухом и механическом перемешивании при температуре 30 32^оС по всему объему ферментаторов. Полученную в двух ферментаторах культуральную жидкость под давлением попеременно подают на фильтрование в два установленных параллельно фильтра с противоточной водной регенерацией фильтрующего элемента. Фильтры попеременно работают в режиме разделения с отводом осадка и регенерации. Фильтрат культуральной жидкости c влажностью 92 95% подают в распылительную сушилку. Фильтрат в сушильной камере контактирует с сушильным агентом - горячим воздухом с температурой 70 75^оС. Получают порошок ферментного препарата с влажностью 5 7%. Нагрев воздуха, подаваемого в распылительную сушилку, осуществляют с использованием парокомпрессионного теплового насоса, включающего компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и испаритель, работающие по замкнутому термодинамическому циклу. В конденсаторе теплового насоса одну часть нагретого воздуха направляют в распылительную сушилку. Другую часть воздуха используют в качестве теплоносителя для подогрева воды до температуры 40 45^оС. Воду затем подают в обогревающие рубашки ферментаторов. Отработанный сушильный агент с температурой 30 35^оС и влагосодержанием 0,025 0,030 кг/кг охлаждают в испарителе до температуры 5 7^оС и влагосодержания 0,003 0,005 кг/кг. Сушильный агент вместе с отработанным теплоносителем вновь подают в конденсатор. Образовавшийся в испарителе конденсат отводят в сборник конденсата с последующей подачей под давлением в фильтр. Изобретение обеспечивает получение порошкообразного целевого продукта с однородным гранулометрическим составом, а также обеспечивает повышение энергетической эффективности. 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области биотехнологии и биоэнергетики и может быть использовано при утилизации отходов животноводческих хозяйств, а также для получения биогаза. Биогазовая установка содержит емкость для подготовки исходного сырья, трубопровода подачи подготовленной массы, насос для подачи сырья, трубопровод отвода полученного шлама, емкость под отработанный субстрат, систему очистки, сбора, хранения и переработки биогаза и биореактор, имеющий, по меньшей мере, три цилиндрических концентрично расположенных емкости: наружнюю - для проведения психрофильной стадии анаэробного сбраживания биомассы, среднюю - для мезофильной стадии сбраживания и центральную - для термофильной стадии сбраживания. Наружняя и средняя емкости сообщены между собой в нижней части, а средняя и центральная емкости сообщены между собой в верхней части. Установка снабжена СВЧ-излучателем, с частотой излучения 2450 МГц, расположенным в центральной емкости биореактора с возможностью обеспечения дозированного и равномерного нагрева биомассы по всему объему ее. В наружной и центральной емкостях установлено по лопастному перемешивающему устройству. Изобретение обеспечивает равномерный разогрев по всему объему биореактора, высокую степень разложения биологических отходов и высокую производительность по биогазу. 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процессов получения и вакуум-сублимационной сушки ферментных препараторов в микробиологической, медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности. Способ управления процессами получения и сушки ферментных препаратов характеризуется тем, что для получения ферментных препаратов используют ферментатор с обогревающей рубашкой для глубинного культивирования микроорганизмов ферментных препаратов с непрерывной аэрацией сжатым воздухом и механическим перемешиванием при температуре культивирования 30 32°C по всему объему ферментатора; полученную в ферментаторе культуральную жидкость фильтруют для удаления осадка и фильтрат культуральной жидкости с влажностью 92 95% подают в вакуум-сублимационную сушилку, в которой в качестве десублиматора используют двухсекционный испаритель парокомпрессионной холодильной машины, рабочая и резервная секции которого попеременно работают соответственно в режимах конденсации и регенерации; при этом получают «горячую» воду путем ее нагревания в конденсаторе холодильной машины за счет теплоты конденсации хладагента до температуры 68 73°C, одну часть которой направляют в обогревающую рубашку ферментатора, а другую - сначала направляют на размораживание секции испарителя, работающей в режиме регенерации, а затем охлажденную до температуры 5 7°C воду отводят из секции испарителя в накопительный сборник вместе с жидкостью, образовавшейся из размороженной на поверхности охлаждающего элемента ледяной корки в количестве испарившейся из ферментного препарата влаги, и далее в режиме замкнутого цикла подают по двум потокам, один из которых смешивают с отработанной водой после ферментатора перед конденсатором, а второй - с «горячей» водой перед ферментатором, при этом избыток воды из контура рециркуляции выводят через накопительный сборник, измеряют температуру культивирования в ферментаторе, расход и температуру воды на входе в обогревающую рубашку ферментатора, расход и влажность фильтрата культуральной жидкости, остаточное давление в рабочем объеме вакуум-сублимационной сушилки, влажность высушенного ферментного препарата, расход и температуру водяных паров, отводимых из вакуум-сублимационной сушилки в рабочую секцию испарителя, температуру кипения хладагента в рабочей секции испарителя, температуру несконденсировавшихся паров на выходе из рабочей секции испарителя, уровень воды в накопительном сборнике; устанавливают массовый и тепловой поток смеси охлажденной и «горячей» воды в обогревающую рубашку ферментатора путем изменения соотношения их расходов с коррекцией по температуре культивирования в ферментаторе; по измеренным значениям влажности и расхода фильтрата культуральной жидкости устанавливают мощность привода компрессора холодильной машины и требуемое остаточное давление в рабочем объеме сублимационной сушилки воздействием на мощность регулируемого привода вакуум-насоса с коррекцией остаточного давления по конечной влажности ферментного препарата; по расходу и температуре водяных паров, отводимых из вакуум-сублимационной сушилки в рабочую секцию испарителя, температуре несконденсировавшихся паров на выходе из рабочей секции испарителя и температуре кипения хладагента в рабочей секции испарителя определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от водяных паров к хладагенту на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя, и при достижении предельно минимального значения коэффициента теплопередачи сначала увеличивают мощность привода компрессора холодильной машины, а затем производят переключение рабочей секции испарителя с режима конденсации на режим регенерации с одновременным включением на режим конденсации секции, работавшей в режиме регенерации. Технической результат заключается в повышении качества ферментных препаратов за счет повышения точности и надежности управления технологическими параметрами, а также в повышении энергетической эффективности и экологической безопасности процессов их получения и вакуум-сублимационной сушки. 1 ил.

Изобретение относится к получению нефтяного топлива. Изобретение касается способа получения нефтяного топлива, в котором осуществляют смешение и проведение реакции гидролиза воды, содержащей фермент, с углеводородным нефтепродуктом, причем воду, содержащую фермент, получают путем перемешивания в воде природного растительного фермента, содержащего, по меньшей мере, липазу. Природный растительный фермент дополнительно может содержать целлюлазу. Изобретение также касается устройства для получения нефтяного топлива. Технический результат - повышение эффективности топлива, которое является стабильным, а также подавление образования опасных веществ. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 пр.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ биологического обезвреживания жидких углеводородсодержащих отходов, образовавшихся при очистке природного газа и полостей магистральных газопроводов. Вводят в жидкие углеводородсодержащие отходы биопрепарат углеводородокисляющих микроорганизмов, из расчета 1 кг биопрепарата на 10 кг углеводородов. Одновременно добавляют в рабочую емкость для получения рабочей суспензии воду при объемном соотношении отходов к воде от 1:4 до 1:50, в зависимости от начальной концентрации углеводородов. Затем добавляют макроэлементы, микроэлементы и, при необходимости, регулятор кислотности. Осуществляют обезвреживание от 12 ч до 15 ч с постоянным перемешиванием и подачей воздуха. Контролируют и поддерживают температуру от 28°С до 36°С и рН от 4 до 7. Далее осуществляют слив продукта обезвреживания из рабочей емкости, при этом оставляют в рабочей емкости не менее 25% объема рабочей суспензии. После чего повторяют весь цикл обезвреживания. Второй и последующие циклы обезвреживания осуществляют без добавления биопрепарата. Также предложено устройство для биологического обезвреживания жидких углеводородсодержащих отходов, образовавшихся при очистке природного газа и полостей магистральных газопроводов. Устройство включает рабочую емкость с технологическими патрубками, мешалку и расходную емкость, установленную над рабочей емкостью и сообщенную через соединительный трубопровод с ней. Мешалка оснащена электрическим приводом и закреплена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Рабочая емкость оснащена уровнемером, загрузочным бункером для биопрепарата, емкостью для микро- и макроэлементов, емкостью для регулятора кислотности и встроенным теплообменником. Соединительный трубопровод снабжен запорным устройством и патрубком для подачи воды. Техническим результатом является сокращение времени и повышение эффективности процесса обезвреживания, расширение области применения способа и устройства. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области биотехнологии. При культивировании фототрофов проводят перемешивание и аэрацию культуральной жидкости путем встряхивания за счет возвратно-поступательного перемещения культиваторов в горизонтальной плоскости при заданных значениях температуры и рН. Культиваторы освещают импульсным источником света с длительностью импульса 0,00001-0,001 с и с длительностью интервала между импульсами 0,01-0,1 с. Используют установку, в которой культуральную жидкость освещают диодами, расположенными под прозрачными днищами сосудов одинаковой геометрической формы и получающими питание от генератора импульсов с регулируемой частотой и длительностью светового импульса. Группа изобретений позволяет снизить энергетические затраты до 0,06-3,49 Вт·ч при культивировании 1 г биомассы фототрофов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области экологической биотехнологии и может быть использовано для наработки в полевых условиях биомассы микроорганизмов - деструкторов нефтяных загрязнений. Установка для выращивания микроорганизмов включает колонну со съемной крышкой, патрубком отвода воздуха, штуцером для слива культуральной жидкости и промывных вод, патрубками подачи питательной среды, титрующего агента и засевной культуры, размещенную в колонне многоярусную дисковую мешалку с приводом, аэратор. Колонна состоит из двух цилиндрических емкостей, размещенных одна над другой. Верхняя емкость выполнена большего диаметра для размещения в ней в транспортном положении установки нижней емкости для выращивания маточной культуры и имеет укрепленный в нижней части фланец с болтами крепления для герметизации емкостей. Вал дисковой мешалки выполнен составным. Нижняя часть вала выполнена трубчатой и размещена в емкости для выращивания маточной культуры. Верхняя часть вала выполнена в виде сплошного цилиндра, укрепленного в съемной крышке установки и вставленного в нижнюю трубчатую часть составного вала мешалки с возможностью перемещения относительно друг друга. На верхней цилиндрической части вала дисковой мешалки установлен диск с возможностью перемещения вдоль вала и фиксации его посредством штифтов на заданной высоте. На нижней трубчатой части вала дисковой мешалки диски размещены по концам трубчатой нижней части. Установка снабжена размещенными под фланцем верхней емкости подъемными механизмами для совмещения емкостей друг с другом в рабочем положении установки. Изобретение обеспечивает при его реализации повышение удобства эксплуатации за счет уменьшения габаритов и обеспечение возможности ее использования в мобильном комплексе экологической биотехнологии. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов и может быть использовано в пищевой промышленности, биотехнологии и медицине. Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов содержит цилиндрическую емкость с крышкой и устройство для аэрации и перемешивания суспензии указанных биологических объектов, выполненное с возможностью создания на поверхности суспензии закрученного потока аэрирующего газа с полем скорости потенциального вихря на периферии емкости и осевым противотоком в приосевой зоне и перепадом давления между периферией и центром вихря в пределах 10-2000 Па. В емкости соосно последней установлено осесимметричное тело вращения, прикрепленное торцом к днищу емкости, высота которого равна или больше уровня максимального заполнения емкости аппарата. Боковая поверхность указанного тела вращения плавно сопряжена с поверхностью днища емкости. Тело вращения выполнено в виде конуса или в виде цилиндра с аэродинамическим обтекателем, расположенным в его верхнем торце. Устройство позволяет повысить эффективность процесса культивирования культур клеток или микроорганизмов за счет обеспечения более равномерного распределения культур клеток в объеме жидкого субстрата. 1 з.п. ф-лы и 4 ил.

Изобретение относится к области микробиологии. Аппарат содержит емкость, заполняемую культуральной жидкостью до определенного уровня и снабженную патрубками для подвода жидкой минеральной питательной среды, воздуха и отвода накопленной биомассы, а также, как минимум, одну дополнительную емкость, являющуюся абсорбером газообразного субстрата. Эти емкости имеют обечайки с отбортовкой, установленные по оси емкости, служащие для разделения наполняемой жидкостью части емкости на подъемный и опускной каналы. Барботеры для подвода воздуха расположены в подъемных каналах емкостей. Емкости соединены в нижней части жидкостепроводом таким образом, что опускной канал основной емкости соединен с подъемным каналом дополнительной емкости, а опускной канал дополнительной емкости - с подъемным каналом основной емкости, а в жидкостепроводе между емкостями установлен побудитель циркуляции жидкости. Отбортовка в верхней части обечайки дополнительной емкости может быть выполнена в виде воронки, направленной вовнутрь опускного канала, симметричной оси опускного канала. По центру отбортовки может быть установлена дыхательная труба, соединяющая наджидкостную часть емкости с внутренней частью опускного канала, а ниже этой воронки и дыхательной трубы, соосно с ними, установлена другая воронка. Изобретение позволяет получать белковую массу аэробных микроорганизмов (гаприна) при использовании в качестве питания для микроорганизмов газообразного субстрата (природный газ). 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Водный раствор акриламида получают путем гидратации акрилонитрила в водном растворе в присутствии биокатализатора. Для проведения реакции используют устройство, включающее реактор и присоединенную к нему центрифугу. Для отделения биокатализатора от водного раствора акриламида центрифуга работает, по меньшей мере, в полунепрерывном режиме. Центрифуга оснащена оптическими средствами для контроля параметров сливаемой из нее осветленной жидкой среды. Результаты контроля используются для управления работой центрифуги. Способ обладает максимально возможной экологичностью и позволяет минимизировать количество образующихся при его осуществлении побочных продуктов. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к получению водного раствора акриламида. Способ осуществляют путем гидратации акрилонитрила в водном растворе в присутствии биокатализатора, при котором реакционную смесь, содержащую акрилонитрил, биокатализатор и воду, перемешивают в реакторе, имеющем циркуляционный контур, по которому по замкнутому циклу насосом перекачивают часть реакционной смеси и в котором предусмотрен по меньшей мере один теплообменник. Акрилонитрил непрерывно подают в перекачиваемый по циркуляционному контуру поток в точке, расположенной перед точкой возврата реакционной смеси обратно в реактор. При этом измеряют концентрацию акрилонитрила и/или акриламида в перекачиваемом по циркуляционному контуру потоке перед точкой добавления к этому потоку акрилонитрила. В качестве биокатализатора используют штамм Rhodococcus rhodochrous. Изобретение также относится к устройству для получения водного раствора акриламида, имеющему реактор с циркуляционным контуром, который предусматривает по меньшей мере один теплообменник. В циркуляционном контуре на участке, который расположен непосредственно перед точкой возврата реакционной смеси обратно в реактор, предусмотрена точка подачи акрилонитрила, и в циркуляционный контур встроено средство измерений в режиме "он-лайн", предназначенное для определения концентрации акрилонитрила и/или акриламида в перекачиваемом по этому циркуляционному контуру потоке. Технический результат - продление срока службы катализатора, снижение количества биокатализатора, подавление образования побочных продуктов, оптимизация уровня конверсии акрилонитрила в акриламид. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к приспособлениям, предназначенным для насыщения жидкой среды газом, например воздухом, и может найти применение в различных отраслях промышленности, включая пищевую, химическую и микробиологическую. Мешалка для технологической установки содержит, по меньшей мере, один газожидкостный смеситель струйного типа с, по меньшей мере, одним патрубком для газовой среды и кинематически связана с приводом. При этом патрубок газожидкостного смесителя для газовой среды берет начало из окружающей газовой среды технологической установки, расположенной над поверхностью обрабатываемой жидкой среды. Заявленное устройство имеет более простую конструкцию за счет исключения источника сжатого воздуха. 12 ил.

Изобретение относится к биотехнологии. Установка включает культуральный сосуд с пробкой и крышкой, снабженный перемешивающим устройством, патрубками для подачи воздуха, коррегирующих растворов, инокулята, отбора проб и отвода отработанного воздуха, компрессор для подачи воздуха в сосуд, pH-метр, связанный с pH-электродом, термостатирующее устройство, связанное с нагревательным элементом и термистором, и перистальтический насос, подключенный к патрубкам для подачи коррегирующих растворов в сосуд. Установка снабжена вакуумным насосом, подключенным к патрубкам отвода отработанного воздуха и отбора проб, и системой очистки отработанного воздуха, состоящей из емкостей с дезинфицирующими растворами. Указанные патрубки и патрубок для подачи инокулята снабжены клапанами. При культивировании патогенных микроорганизмов установка включает бокс безопасности. Изобретение предотвращает попадание микроорганизмов в окружающую среду и обеспечивает биологическую безопасность в процессе работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к получению органических соединений. Акрилонитрил гидратируют в водном растворе в присутствии биокатализатора. Контроль за протеканием реакции осуществляют проведением измерений параметров технологического процесса в режиме «он-лайн» методом инфракрасной спектроскопии с фурье-преобразованием. Реакцию осуществляют в реакторе, оснащенном циркуляционным контуром, в котором по замкнутому циклу перекачивают часть реакционной смеси. Устройство включает инфракрасный спектрометр с фурье-преобразованием, использование которого позволяет быстро проводить измерения в режиме «он-лайн», а также сохранять активность биокатализатора практически на неизменном уровне в ходе реакции и получать большее количество более чистого продукта. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для культивирования микроорганизмов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, а также в исследовательской практике. Аппарат включает горизонтально расположенную трубчатую ферментационную емкость, устройства для аэрации и перемешивания культуральной жидкости и теплообменник. Каждое устройство содержит корпус, сообщенный с ферментационной емкостью, и циркуляционный контур для аэрирующего газа и культуральной жидкости, состоящий из трубопроводов, пульсатора газожидкостной смеси, сменного сопла и регулятора расхода газа, установленного на одном из трубопроводов. Ферментационная емкость выполнена из прозрачного термостойкого стекла. На торцах ферментационной емкости расположены защитные экраны, выполненные из перфорированного гидрофобного материала. Изобретение обеспечивает эффективный массообмен путем равномерного распределения аэрирующего газа во всем объеме культуральной жидкости, а также повышение производительности аппарата. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.