Учебно-методический комплекс дисциплины «Биотехнологическое оборудование» (стр. 6 )

-  а верхняя плоскость расположена наклонно к оси вала.

Соответственно, при вращении мешалки:

-  нижняя плоскость лопасти движется параллельно поперечному сечению аппарата;

-  верхняя плоскость лопасти образует наклон, по которой перемещается среда.

Таким образом, лопасть как клин вклинивается в продукт, она имеет малое лобовое сопротивление и не прессует продукт.

4) В состав стерилизатора вибрационного типа непрерывного действия входит (рис. 5.2):

-  загрузочный бункер 1;

-  прямоугольный горизонтальный корпус 2, снабженный теплоизоляционным слоем;

-  горизонтальный, герметичный прямоугольный желоб 3, установленный внутри корпуса;

-  трубчатые электрические нагреватели для нагрева среды 4 (муфели);

-  трубы для разбрызгивания стерильной воды 5;

-  штуцеры для подачи посевной культуры 6;

-  штуцер для выгрузки стерильной среды 7;

-  и эксцентриковый вибратор 8 с электродвигателем, расположенный в средней части аппарата (на схеме не показан).

Рис. 5.2. Схема вибрационного стерилизатора.

Желоб стерилизатора по длине разделен на три части:

-  загрузочную;

-  стерилизационную;

-  и посевную.

Загрузочная часть выполняет функции дозатора.

Стерилизационная часть располагается в первом муфеле:

·  здесь происходит нагрев и стерилизация среды при температуре 130 –140 0С.

Посевная часть располагается в другом муфеле.

Здесь происходит:

·  увлажнение среды при добавлении холодной стерильной воды,

·  а также засев твердой питательной среды и перемешивание.

Вибростерилизатор работает следующим образом:

-  пшеничные отруби из бункера поступают в загрузочную часть;

-  с помощью регулирующей шиберной заслонки они равномерно рассыпаются по лотку;

-  дозирование отрубей регулируется частотой колебаний, сообщаемых вибратором;

-  отруби перемещаются по лотку установленному с небольшим уклоном, за счет колебаний последнего;

-  твердая питательная среда, проходя стерилизационную часть, стерилизуется за счет тепла передаваемого радиацией от муфелей;

-  в засевной части аппарата происходит охлаждение среды водой поступающей в змеевик и стерильной холодной водой предназначенной для увлажнения среды;

-  после охлаждения в аппарат подается дозированное количество конидии гриба и за счет колебаний, непрерывно сообщаемых лотку-желобу вибратором, происходит интенсивное перемешивание среды.

5) Высокочастотный стерилизатор состоит из двух ступеней. Первая ступень представляет собой стерилизационную экранированную камеру, снабженную бункером с роторным дозатором для загрузки среды.

Внутри камеры установлены:

·  термоустойчивый ленточный транспортер, высокочастотный генератор,

·  плоскопараллельный конденсатор одна пластина, которого находится под, а вторая над лентой транспортера,

·  бактерицидные лампы БУВ-30.

Вторая ступень стерилизатора представляет собой двухсекционный шнековый транспортер с дозаторами стерильной воды и посевной культуры.

Кроме того, внутри камеры установлены приводы ленточного и шнекового транспортеров.

Работа стерилизатора происходит следующим образом:

-  питательная среда загружается в бункер и равномерным слоем (30 мм) поступает на ленту транспортера;

-  перемещаясь в зону высокочастотного электромагнитного поля создаваемого генератором между пластинами плоскопараллельного конденсатора, среда нагревается до температуры стерилизации;

-  возникновение спонтанной микрофлоры в питательной среде исключается за счет излучения бактерицидных ламп;

-  при выходе из зоны нагрева среда начинает охлаждаться и затем ссыпается в бункер второй ступени стерилизатора, которая представляет собой шнековый транспортер;

-  здесь происходит охлаждение и увлажнение твердой питательной среды.

Высокочастотный стерилизатор имеет ряд преимуществ по сравнению с паровыми стерилизаторами твердых питательных сред:

-  нагрев происходит очень быстро (скорость нагрева в 18 –20 раз быстрее);

-  время стерилизации в 12 – 30 раз сокращается в сравнении с паровыми.

Таковы основные разновидности стерилизаторов для стерилизации ТПС перед культивированием.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называют стерилизацией?

2. Как классифицируются аппараты для стерилизации?

3. Что относится к тепловым способам стерилизации?

4. Что относится к холодным способам стерилизации?

5. Какими могут быть стерилизаторы по структуре рабочего цикла?

6. Какими могут быть стерилизаторы для твердых питательных сред по конструктивному исполнению?

7. Из чего состоит стерилизатор конструкции ВНИИЭКИпродмаша?

8. Какова конструкция двухступенчатого стерилизатора горизонтального типа?

9. Для чего предназначен двухступенчатый стерилизатор вертикального типа?

10. Что входит в состав стерилизатора вибрационного типа непрерывного действия?

11. Как работает вибростерилизатор?

12. Из чего состоит высокочастотный стерилизатор состоит из?

Рекомендуемая литература

1. , , Оборудование микробиологических производств М.; Агропромиздат, 1987. - 398 с.

2. , , Машины и аппараты микробиологических производств. Минск, Высшая школа, 1982. - 288 с.

3. , , Жаксыбаев оборудование. Учебное пособие. – Семипалатинск, 2006. – 296 с.

Лекция № 6. Оборудование для стерилизации воздуха.

План лекции:

1)  Основные сведения о процессе фильтрации воздуха.

2)  Фильтрующие материалы.

3)  Фильтры для биологической очистки воздуха.

4)  Парные автоматизированные фильтрующие комплексы.

1) В биотехнологии очень высокие требования предъявляются к чистоте воздуха.

Воздух, подаваемый для аэрации в ферментаторы не должен содержать постороннюю микрофлору.

Помимо посторонней микрофлоры в воздухе содержится и пыль. Концентрация пыли в воздухе обычно от 5 до 100 мг/м3.

Очистка воздуха осуществляется за счет его фильтрации.

Фильтрация воздуха и есть его стерилизация, поскольку отфильтрованный воздух становится стерильным, т. е. безопасным в микробиологическом отношении.

Для фильтрации воздуха используются многоступенчатые фильтрующие комплексы.

Это связано с тем, что посторонние частицы, витающие в воздухе весьма полидисперсны.

Такой комплекс состоит (рис. 6.1):

Рис. 6.1. Схема комплекса по очистке воздуха, подаваемого в ферментатор. 1- заборник воздуха; 2-ячейковый фильтр предварительной очистки; 3 – компрессор; 4 – теплообменник; 5 – брызгоуловитель; 6 – ресивер; 7 – теплообменник; 8 – головной фильтр; 9 – фильтр грубой очистки; 10 – фильтр тонкой очистки.

-  из фильтров предварительной очистки воздуха от пыли содержащей частицы размером до 150 мкм;

-  компрессора для нагнетания воздуха;

-  теплообменника;

-  каскада биологических фильтров.

Работает система очистки следующим образом.

Воздух перемещается по всей системе очистки с помощью компрессора 3.

Предварительно воздух проходит через заборник 1 и ячейковый фильтр предварительной очистки 2, где очищается от механической пыли.

В компрессоре 3 воздух сжимается. В результате сжатия воздух нагревается. В связи с этим его необходимо охладить. Поэтому воздух поступает в кожухотрубный теплообменник 4, после чего через брызгоуловитель 5 попадает в ресивер 6.После ресивера воздух вновь охлаждается в кожухотрубном теплообменнике 7, а затем последовательно проходит через три фильтра биологической очистки 8, 9, 10.

2) Внутри фильтров используются фильтрующие материалы в основном двух типов: пористые и насыпные.

Пористые материалы делятся на четыре группы:

-  1. Волокнистые и не тканные.

-  2. Бумаги и картоны.

-  3. Спеченные керамические и порошковые зернистые материалы.

-  4. Пористые мембраны-пленки.

В фильтрах грубой предварительной очистки используются в основном материалы первой группы, т. е. волокнистые и не тканные.

По структуре они представляют собой как бы многослойные частично перекрываемые сетки.

В качестве волокнистых материалов используются:

а) стекловата с диаметром пор до 21,0 мкм;

б) стеклосрезы с диаметром пор до 6,0 мкм;

в) базальтовые волокна с диаметром пор до 26,0 мкм;

В качестве не тканных используются такие синтетические материалы как:

а) лавсан с диаметром пор до 17,0 мкм;

б) полипропилен (до 6 – 8 мкм);

в) поливинилхлорид (до 14 – 17 мкм), а также ряд других материалов.

В фильтрах грубой предварительной очистки используются также и материалы из третьей группы, т. е. пористые и керамические материалы на основе:

а) порошковой нержавеющей стали (диаметр пор до 9 – 10 мкм);

б) порошкового титана (12 – 16 мкм).

В фильтрах тонкой очистки используются материалы из всех четырех групп, однако, диаметр пор намного меньше, чем у тех же материалов для фильтров предварительной очистки.

Так, например, в качестве волокнистых материалов используется:

-  супертонкое стекловолокно (диаметр пор 2,5 – 3,0 мкм);

-  базальтовое супертонкое волокно (1,0 мкм);

-  базальтовое ультратонкое волокно (0,7 мкм);

-  синтетические волокна (1,4 мкм).

Из второй группы материалов, т. е. из бумаги и картонов используются:

-  бумага из минеральных волокон; - картон.

Из третьей группы используются:

-  пористые материалы из порошка пластмасс (фторопласт);

Из четвертой группы: пористые ацетат-целлюлозные мембраны.

Достоинства фильтров изготовленных из материалов первой группы – относительная дешевизна и химическая инертность.