Изучение устройства и принципа работы

Ферментатор (рис. 5.11.1 ) состоит из цилиндрического корпуса 1 выполненного из стали Х18Н10Т, оснащенного теплообменной рубашкой 2 для подачи охлаждающей воды в период культивирования биомассы. В нижней части корпуса 1 смонтирован кольцевой барботер, предназначенный для аэрирования культуральной среды кислородом воздуха, нагнетаемым в трубку подачи воздуха 12 из ресивера воздушного компрессора 17. Отвод воздуха осуществляется по трубке 13. Для контроля давления в ферментаторе предусмотрен манометр 9.

Лопастная мешалка 3, консольно закрепленная в промежуточной опоре 5, приводится в движение от электродвигателя 6 и обеспечивает перемешивание биомассы в процессе размножения и роста.

Для подачи исходного маточного раствора и питательных сред в ферментатор предназначены патрубки 8, а смотровые окна 7 позволяют осуществлять визуальное наблюдение за процессом культивирования биомассы.

Культуральная среда после завершения процесса культивирования отводится по трубе 10.

Для пропарки внутренного объема ферментатора предназначены встроенные электронагреватели (ТЭНы) 11, обеспечивающие нагрев и кипячение промывной воды, залитой в корпус 1.

Рис. 5.11.1. Схема ферментатора:

1 – цилиндрический корпус; 2 – теплообменная рубашка; 3 - мешалка; 4 – барботер; 5 – промежуточная опора; 6 – электродвигатель; 7 – смотровые окна; 8 – патрубки подачи маточного раствора и питательных сред; 9 - манометр; 10 – труба отвода культуральной среды; 11 - встроенные электронагреватели (ТЭНы); 12 – вентиль трубки подачи воздуха; 13 – трубка отвода воздуха; 14 – патрубок подачи охлаждающей воды; 15 – патрубок отвода охлаждающей воды; 16 – наружная облицовка; 17 – воздушный компрессор;

Техническая характеристика

Внутренний диаметр корпуса 0,27 м

Объем ферментатора 2510^-3 м³

Расход воздуха для аэрации 0,5…0,6 м³/ч

Длительность культивирования 18 ч

Ток переменный трехфазный частотой 50 Гц

Напряжение 380 В

Мощность электродвигателя 0,8 кВт

Мощность ТЕНов 4,0 кВт

Габаритные размеры, мм 560х1820 мм

Масса, кг 87,0 кг

Методика выполнения работы

1. Убедитесь, что ферментатор и воздушный компрессор отключены от электрической сети и надежно заземлены.

2. Внимательно изучите устройство и принцип работы привода ферментатора и воздушного компрессора.

3. Тщательно проверьте герметичность системы подачи и отвода воздуха и охлаждаемой жидкости в корпус ферментатора.

4. В случае негерметичности произведите подтяжку соединений.

5. Перед культивированием необходимо получить стерильную питательную среду для засева посевного материала продуцента комплекса протеолитических ферментов Aspergillus oryzae 8F₁, выращенного в несколько засевов на агаризованных средах.

6. Первоначально на весах взвесьте мерную колбу, а затем поочередно в эту колбу отвесьте все необходимые компоненты питательной среды.

7. Отмерьте жидкие компоненты среды по объему или отвесьте отдельно.

8. Смешайте муку в соотношении 1:10 с холодной водой при постоянном помешивании. Количество добавляемой воды рассчитывается с учетом всех жидких компонентов среды.

9. После приготовления исходных компонентов осуществите их смешивание, разваривание и стерилизацию в ферментаторе в течение 10 мин.

10. После кипячения и стерилизации питательную среду охлаждите до 40 – 45 °С при непрерывном перемешивании, а затем отмерьте и залейте в ферментатор отмеренное количество маточного раствора ферментного препарата Aspergillus oryzae 8F₁, предварительно определив в нем содержание сухих веществ.

11. Включите привод воздушного компрессора 17 для нагнетания воздуха в его ресивер, зафиксируйте давление всасывания и нагнетания воздушного компрессора 17.

12. Откройте вентили 12 на трубке подачи воздуха и одновременно вентили патрубка 14, предназначенного для подачи охлаждающей воды в ферментатор. При этом заглушка трубки отвода воздуха из ферментатора должна быть открыта для свободного удаления воздуха из внутреннего объема аппарата в атмосферу.

13. Включите электродвигатель 6, приводящий в действие мешалку 3 и проведите цикл выращивания в течение заданного преподавателем интервала времени.

14. После окончания глубинного культивирования ферментного препарата Aspergillus oryzae 8F₁ выключите электродвигатель 6 мешалки и воздушный компрессор 17, и осуществите опорожнение ферментатора. Для этого:

• закройте заглушкой трубку 13 отвода воздуха,

• нагнетайте в аппарат воздух,

• произведите выгрузку ферментного препарата через трубу 10 для отвода культуральной среды.

15. Из объема выращенного ферментного препарата отбирите пробу для определения в ней содержания сухих веществ.

16. Осуществите мойку и пропаривание ферментатора путем кипячения промывной воды, заливаемой в ферментатор после проведения его ополаскивания. Нагрев воды осуществляяется с помощью встроенных электронагревателей (ТЭНов) 11.

17. После кипячения промывную воду слейте в канализацию.

Таблица 5.11.1 Протокол наблюдений

Номер опыта	Количество культуры, внесенное в ферментер, дм3	Содержание сухих веществ		Длительность культивирования, ч	Прирост биомассы, дм3
		Исходной среды, %	Конечного продукта, %

18. После окончания мойки и пропаривания:

• закройте все вентили,

• отключите ферментатор от электрической сети путем выключения рубильника

• уберите рабочее место.