установка для ферментации

Формула изобретения

Установка для ферментации, включающая линии подачи водяного пара, воздуха на аэрацию и управление клапанами, ферментатор, связанный с пробоотборником, блоками добавок, термостатирования культуральной жидкости, подачи аэрирующего воздуха и отвода отработанного воздуха c загрузочно-выгрузочным блоком, технологическими трубопроводами, на которых остановлены пневмоприводные клапаны, сообщающиеся с блоком пневмораспределителей, который, в свою очередь, связан с блоком подачи управляющего воздуха, и фильтры, установленные на технологических трубопроводах в блоках подачи аэрирующего воздуха и отвода отработанного воздуха, отличающаяся тем, что блоки подачи аэрирующего и отвода отработанного воздуха соединены с линией подачи водяного пара с помощью дополнительных пневмоприводных клапанов и на технологическом трубопроводе блока подачи аэрирующего воздуха после фильтра и блока отвода отработанного воздуха перед фильтром установлены также дополнительные пневмоприводные клапаны, при этом загрузочно-выгрузочный блок связан с линией водяного пара и через один технологический трубопровод с установленным на нем пневмоприводным клапаном с ферментатором, и снабжен пневмоприводными клапанами, которые имеют два привода, объединенные общей золотниковой полостью, расположенной в проходном корпусе клапана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для микробиологических процессов.

Известна установка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментатор, стерилизаторы входящего и выходящего газов, подключенные трубопроводами к ферментатору, прибор управления (ав.св. N 1143774).

Однако указанная установка не имеет тепловой стерилизации, нет возможности стерилизовать установку частями, не обеспечивается тщательная стерилизация, особенно необходимая при выращивании культур патогенных микроорганизмов.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является установка для ферментации, включающая линии подачи водяного пара, воздуха на аэрацию и управление клапанами, ферментатор, связанный с пробоотборником, блоками добавок, термостатирования культуральной жидкости, подачи аэрирующего воздуха и отвода отработанного воздуха, загрузочно-выгрузочным блоком, технологическими трубопроводами, на которых установлены пневмоприводные клапаны, сообщающиеся с блоком пневмораспределителей, который в свою очередь связан с блоком подачи управляющего воздуха. На технологических трубопроводах в блоках подачи аэрирующего воздуха и отвода отработанного воздуха установлены фильтры (ав. св. N 1707065).

Недостатком данной установки является невозможность частого проведения термовлажной стерилизации острым паром из-за быстрой выработки ресурса фильтров очистки воздуха, необходимость больших количеств технологических трубопроводов для ввода и вывода реагентов.

Предлагаемая авторами установка удобна для использования в промышленности, т.к. она обеспечивает большую надежность в целом, срок службы увеличивается в 2-3 раза, обеспечивается повышенная асептическая надежность установки.

Преимущества достигаются за счет того, что блоки подачи аэрирующего и отвода отработанного воздуха соединены с линией подачи водяного пара с помощью дополнительных пневмоприводных клапанов и на технологическом трубопроводе блока подачи аэрирующего воздуха после фильтра и блока отвода отработанного воздуха перед фильтром установлены также дополнительные пневмоприводные клапаны, при этом загрузочно-выгрузочный блок связан с линией водяного пара и снабжен пневмоприводными клапанами, которые имеют два привода, объединенные общей золотниковой полостью, расположенной в проходном корпусе клапана. Загрузочно-выгрузочный блок связан с ферментатором одним трубопроводом через пневмоприводной клапан.

На фиг. 1 представлена схема установки, на фиг. 2 пневмоприводной клапан.

Установка для ферментации содержит ферментатор 1, соединенный с помощью технологических трубопроводов А, Б, В, Г, Д, Е с пробоотборником 2, блоком добавок 3, загрузочно-выгрузочным блоком 4, блоком термостатирования культуральной жидкости 5, блоком подачи аэрирующего воздуха 6 и блоком отвода отработанного воздуха 7.

На технологических трубопроводах во всех блоках для подачи технологических потоков установлена запорная арматура-пневмоприводные клапаны 8, 16, 17, 19, 21, связанные при помощи импульсных трубок (на схеме не показаны) с блоком 9 пневмораспределителей, который в свою очередь связан с блоком 10 подачи управляющего воздуха.

В блоке 9 пневмораспределителей располагаются двухходовые электромагнитные клапаны 11 типа ПЭПР-3-314, связанные своими выходными штуцерами при помощи импульсных трубок с соответствующими запорными клапанами 6, 16, 17, 19, 21, а дренажный штуцер клапанов 11 соединен с выходным штуцером клапанов блока 10 подачи управляющего воздуха.

В блоке 10 подачи управляющего воздуха размещены вентели 12, 13 и редуктор 14, настроенный на давление 3,0 кгс/см²

В пробоотборнике 2 на технологических трубопроводах установлены пневмоприводные клапаны 8, вентиль 22, флакон для пробы 23. Блок оснащен моновакууметром 24 и конденсатоотводчиком 25.

Блок 3 содержит емкость для добавок 26, пневмоприводной клапан 8 и дозирующее устройство 27.

В блоке 4 на технологических трубопроводах для подачи воды, щелочи, инокулята и удаление культуральной жидкости, конденсата и отработанных растворов установлены пневмоприводные клапаны 16, снабженные двумя пневмоприводами 1 (фиг.2), объединенными общей золотниковой полостью 2, расположенной в проходном корпусе 3. Управляющая полость 4 привода клапана посредством импульсных трубок 5 сообщается с блоком 9.

Блок 4 соединен с ферментатором трубопроводом (В) с установленным на нем клапаном 17. К блоку подведена линия водяного пара (Ж).

На трубопроводах (Г) блока 5 установлены пневмоприводные клапаны 8.

Блок 6 для подачи аэрирующего воздуха соединен трубопроводом (Ж), снабженным дополнительным пневмоприводным клапаном 19 с линией подачи водяного пара. В блоке установлен фильтр 20 и после него (по ходу движения воздуха) дополнительный пневмоприводной клапан 21. Кроме того в блоке установлены клапаны 8.

Аналогичную обвязку имеет блок 7, соединенный с ферментатором технологическим трубопроводом (Е). К блоку подведена линия водяного пара (Ж). Возможно наличие парового нагревателя 28.

Установка для ферментации работает следующим образом. Для создания и постоянного поддержания в процессе ферментации асептических условий, обеспечивающих нормальное проведение технологического процесса, перед началом культивирования установка должна быть проверена на герметичность для выявления возможных путей и мест инфицирования культуральной жидкости посторонней микрофлорой с одной стороны, а также для исключения проникновения продуктов микробиологического синтеза в окружающее пространство с другой.

Процесс проверки герметичности начинается с подачи управляющего воздуха давлением 3 кгс/см² посредством открытия вентеля 12 через открытый электромагнитный клапан 15 в блоке 10 к клапанам 11 блока 9. Далее по сигналу с программируемого контролера системы управления установкой подается сигнал на открытие клапанов 11 и воздух давлением 3 кгс/см² по импульсным трубкам попадает в полость клапанов 8, 16, 17, 19, 21, участвующих в проверке герметичности. Под действием усилия, создаваемого давлением воздуха клапаны открываются.

Ферментатор и технологические трубопроводы заполняются воздухом до давления контроля герметичности. Контроль герметичности осуществляется по падению давления в ферментаторе и трубопроводах.

После проведения проверки ферментатора, трубопроводов и клапанов на герметичность производят стерилизацию ферментера.

Для стерилизации технологических трубопроводов Д и Е между блоками 6 и 7 и ферментатором, самого ферментатора и трубопровода В открываются клапаны 19, 17 и 8 блока 4. Клапаны 21 при этом закрыты.

Выполненная предложенным образом обвязка ферментатора позволяет продлить в 2-3 раза срок службы фильтров, существенно сократить время стерилизации и металлоемкость установки, сохранив высокий уровень стерилизации. Исключается проникновение продуктов культивирования, способных ухудшить санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала, в окружающее пространство и позволяет завершить процесс ферментации в стерильных условиях.

После стерилизации системы начинают проводить процесс ферментации традиционным способом.

Подача реагентов и слив отработанной жидкости осуществляется за счет клапанов 16, снабженных двумя приводами, объединенными общей золотниковой полостью, расположенной в проходном корпусе клапана. Такая компановка клапанов значительно снижает металлоемкость установки, уменьшает объем стерилизации и позволяют блок 4 соединять с ферментатором одним трубопроводом через клапан 17.