Материал: 69.24

Рис. 5.14..Ферментер з турбінною мішалкою та барботером, розроблений КБ ВНИИФСа (об`єм 40 м3): 1 — корпус; 2 — сальник; 3 — тяги; 4 — вал с мішалками; 5 — барботер; 6—підп`ятник; 7 — стійка; 8 — лаз-павук діаметром 400 мм; 9 и 10 — муфти; 11 — стійка; 12 — електродвигун; 13 — смотрове скло; 14 — гільза для термометра; 15—проміжний вал; 16 — редуктор; 17, 18 и 19 — штуцери для виходу води, для гільзи термометру та для наповнення; 20, 21 и 22

— штуцера для завантаження посівного середовища, для барботера та подачі води; 23, 24 и 25 — штуцера для манометра, відбору проби та виходу повітря.

96

конструкцій;

-промислове використання орієнтоване на проведення асептичного біосинтезу;

-використання приводу мотор-редуктор дозволяє змінювати в широко-

му діапазоні рівень зрізових зусиль.

-при необхідності в типовому корпусі можлива установка додаткових пристроїв – дифузори, центральні або периферійні аератори, різні конструкції піногасників ( вмонтовані, виносні ), секційонування за допомогою тарілок різних конструкцій.

-додаткова турбулізація поживного середовища забезпечується за -до помогою відбиваючих перегородок;

-для створення циркуляційних контурів поживного середовища використовують вбудовані в ферментер спіральні теплообмінники або дифузори.

Таблиця 5.4. Технічна характеристика промислових ферментерів з комбінованим введенням енергії

97

Ферментер, ( рис. 5.15 б) що серійно випускається Дзержинськхіммаш місткістю 100 м3 має циліндричний корпус з приварними еліптичними дном і кришкою. По центру апарата проходить вал з багатоярусною мішалкою. Нижня мішалка, яка розташована безпосередньо над барботером представляє собою закриту турбіну з криволінійними лопатями і статором для випрямлення потоку. Над нижньою закритою турбіною розташовані дві закриті турбіні мішалки з прямими лопатями. В самій нижній частині апарата встановлена пропелерна мішалка. Барботер – трубчастий, квадратний. Всередині апарата симетрично розташовані чотири трубчасті змійовики. Поверхня теплообміну складається з секціонованої сорочки і змійовиків. В ферментері використовується верхній привод мішалки з електродвигуном потужністю 120/180 кВт частота обертання валу мішалок 2 та 3 с-1.

Торцьові ущільнення

Забезпечення необхідного рівня асептики в процесі біосинтезу залежить від засобів герметизації ферментера. Найбільш вразливим місцем для герметизації у ферментерів з комбінованим введенням енергії є місце введення валу мішалки в ферментер.

Для забезпечення асептичності біосинтезу в якості герметизуючого пристрою валів, що обертаються, використовують торцеві ущільнення з паровим

захистом. Торцеві ущільнення є невід’ємною частиною ферментерів з комбінованим введенням енергії, які працюють в асептичних умовах.

Торцеві ущільнення випускає Дзержинськхіммаш для герметизації валів апаратів, що працюють при надлишковому тиску до0,25 МПа, температурі середовища –від 30 до 250 С та швидкості обертання валу до 10 с-1.

Виготовляється шість типів торцевих ущільнювачів: ТД-6, ТДП, ТДМ, ТДПЗ, ТТ, ТСК ( ТД – подвійне, ТДП –подвійне з вбудованим підшипником,

98

ТДМ – подвійне для малогабаритних апаратів, ТДПЗ – подвійне з підшипником і захистом, ТСК –одинарне з сильфоном з корозійностійкої сталі. торцеві ущільнення, що контактують з поживним середовищем, виготовляються із сталі Х18Н10Т і Х17Н13М2Т, а також з титану ВТ1-0.Тривалість безвідказної роботи

– не менше 2000 годин. Припустиме биття валу в зоні торцевого ущільненняне більше 9,25 мм, кутове биття валу – не більше 0,25 мм.

Рис. 5.15. А. Схема ферментера фірми «Рудислебен» (Німеччина):

1 — корпус, 2 — вал, 3 — мішалка, 4 — барботер, 5 - теплообмінник, 6 — привід мішалки. Б. Схема ферментера (Дзержинськхіммаш): 1 — корпус, 2 — вал, 3 — турбінна мішалка із криволінійними лопатями, 4 — статор, 5 — барботер, 6 — пропелерна мішалка, 7 — змійовиковий теплообмінник, 8 — турбінна мішалка із прямими лопатями.

99

В біотехнологічних виробництвах де існують високі вимоги до рівня асептики використовують торцеві ущільнювачі типа ТТ з термічним затвором (рис. 5.16). Корпус ущільнювача заповнюють високов’язким авіаційним маслом МС-20 або МК 22, яке створює термічний затвор і змащує тертьові пари. Корпус ущільнювача має сорочку, в яку подається пара для стерилізації.

При експлуатації торцевого ущільнювача потрібна циркуляція запорної рідини (масла).Для цього використовують природну циркуляцію масла В цій схемі залучені теплообмінник та фільтр масла.

Технічна характеристика торцевих ущільнювачів, типа ТТ для вертикальних валів, які працюють при надлишковому тиску0,3 МПа і залишковому– 0,02-0,03МПа представлена в табл.5.5.

Табл.5.5. Характеристика торцевих ущільнювачів, типа ТТ для вертикальних валів

Таким чином, підбір обладнання для забезпечення оптимальних умов протікання стадії біосинтезу є надзвичайно важливим етапом в організації цього процесу. Оскільки єдиною метою кожного технологічного процесу є отримання максимальної кількості біологічно активних речовин або біомаси при повному використанні біологічного потенціалу біологічних агентів, необхідно ретельно аналізувати та підбирати найкращі умови для протікання кожної стадії виробництва.

Конструкція ферментеру для вирощування продуцента БАР повинна

цесу біосинтезу. На основі порівнянь описаних вище технічних засобів, що забезпечують аерацію культури, перемішування середовища, а також охолодження середовища для підтримання необхідного температурного режиму, для ви-

рощування продуценту БАР оптимальною є конструкція ферментеру з комбінованим введенням енергії.

100