THÙNG QUAY
Thiết bị nuôi cấy bằng cơ khí hoá của Hãng Valerschein (Mỹ). Loại này là thiết bị nằm ngang dạng thùng quay có đường kính 2100 và chiều dài 5200 mm. Trên bề mặt của nó được phân bổ các đai tựa, bánh răng bị động và các cửa để nạp và tháo (hình 9.10).
Các đai tựa được định vị trên khung móng nền. Bộ dẫn động làm chuyển động bánh răng bị động. Bộ dẫn động gồm hộp giảm tốc hai cấp và động cơ hai tốc độ với công suất 15 kW, số vòng quay của trục 960 ÷ 1800 vòng/phút.
Các đường ống dẫn không khí và nước được bố trí ở các đáy elip. Quạt 14 đẩy không khí với lượng 2000 m3/h vào thiết bị qua ống khuếch tán nhằm đảm bảo phân bổ dòng theo chu vi thùng quay. Hệ thổi khí được đóng kín bởi đường ống 8 và xyclon 7 để làm sạch không khí và tách bụi. Bên trong vỏ 1 có giàn để phân bổ môi trường. Nạp
môi trường dinh dưỡng tiệt trùng với một lượng 2000 kg vào thùng quay và nuôi cấy canh trường ở số vòng quay 1 vòng/phút, thổi không khí có độ ẩm cao và điều chỉnh nhiệt độ của nó phù hợp với sự phát triển của giống.
Thùng quay làm chuyển đảo môi trường, làm tăng trao đổi nhiệt và trao đổi khối, nhờ đó mà bề dày của lớp môi trường có thể đạt 200 mm.
Hình 9.10. Thiết bị để nuôi cấy chủng nấm mốc dạng thùng quay của Hãng
Valerschein:
1- Vỏ; 2- Cửa ; 3- Ống góp; 4- Bánh răng; 5- Đai tựa; 6- Bộ làm tơi; 7- Xyclon; 8- Đường ống thải không khí; 9- Ống khuếch tán không khí; 10- Dẫn động;
11- Khớp nối; 12- Bệ tựa; 13- Ống dẫn không khí; 14- Quạt
Thiết bị để nuôi cấy vi sinh vật- sản phẩm tổng hợp sinh học protein. Với mục đích đơn giản hoá kết cấu, tăng cường quá trình đảo trộn và thổi môi trường cũng như để làm tốt hơn các điều kiện nuôi cấy vi sinh vật, trên các tường của thùng quay được định vị các cánh đàn hồi. Đầu ống thoát hơi được bố trí bên trong thiết bị. Nó được phân nhánh và đồng thời dùng để tháo canh trường nuôi cấy.
Thiết bị để nuôi cấy vi sinh vật (hình 9.11) được thể hiện ở dạng quay xung quanh trục nằm ngang của thùng 1, có cửa nạp liệu 5 và hai ngõng trục rỗng 6.
Hình 9.11. Thiết bị để nuôi cấy vi sinh vật- tạo sinh khối protein
Ở đầu một trong những nhánh ống được định vị các chốt dùng để truyền dao động cho các cánh khi thùng quay. Cửa nạp liệu có vải bọc.
Các ống 7 và 11 được cắm vào các lỗ của chốt. Ống 7 dùng để nạp hơi, nuớc tiệt trùng, không khí, canh trường đã được cấy, còn ống 11- để thải hơi và huyền phù của canh trường nuôi cấy.
Nạp môi trường dinh dưỡng, ví dụ như cám lúa mì vào thùng quay. Sau đó nạp hơi qua van 9 theo đường ống 7 để tiệt trùng môi trường. Tiến hành quá trình tiệt trùng ở áp suất hơi 0,2 ÷ 0,3 MPa trong 60 ÷ 70 phút. Sau đó làm lạnh môi trường do thải nhiệt qua vỏ và gờ 2 của thùng. Để tăng nhanh quá trình làm lạnh có thể ứng dụng thổi không khí lạnh hay tưới nước lạnh lên thùng. Sau khi làm lạnh môi trường, nạp nước tiệt trùng và huyền phù của canh trường đã được cấy vào thùng.
Dùng không khí có trong thùng để thông gió môi trường, điều này có khả năng khi nạp môi trường với một lượng 3 ÷ 5 kg/m3.
Khi chất liệu riêng của thùng tương đối lớn thì phải nạp oxy từ bên ngoài hay ở chế độ tự động thông gió của thùng để tiến hành nuôi cấy.
Cuối cùng vặn chặt vòng bao vải lọc trên cửa 5, khi thùng quay các cánh đàn hồi 3 bị va đập vào các chốt 4 để tạo ra sóng dao động của không khí trong thùng. Kết quả
trên dẫn đến sự hình thành quá trình nạp không khí cho hoạt động sống của vi sinh vật. Sau khi kết thúc quá trình nuôi cấy, nạp nước tiệt trùng theo tỷ lệ 1:15 để huyền phù hoá canh trường vi sinh vật và nạp vào thùng quay qua van 8 theo đường ống 7. Huyền phù thoát ra theo đường ống 11 bằng phương pháp ép hơi hay thổi bằng không khí tiệt trùng.
Sau khi kết thúc chu kỳ nuôi cấy vi sinh vật, rửa thùng quay và tiệt trùng bằng hơi. Nước rửa thải ra ngoài qua lỗ xả đã được nút 10 đậy kín trước đó.
Thiết bị liên tục để nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp bề mặt. Loại thiết bị này cho phép tăng cường quá trình nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp nạp môi
Hơi
trường nuôi cấy và không khí bằng xung động, cho phép thu nhận phần trích ly từ canh trường nuôi cấy.
Thiết bị (hình 9.12) gồm bộ nạp 1, bộ định lượng 2, nồi tiệt trùng 3, cơ cấu làm sạch và làm ẩm môi trường 7 và bộ để nuôi cấy vi sinh vật. Bộ nuôi cấy được quay quanh trục ngang của thùng quay 17, ở bề mặt sườn bên trong của thùng có các cánh 15. Thùng được trang bị cơ cấu để nạp môi trường giống, không khí và bộ trích ly 20. Cơ cấu để nạp môi trường giống và không khí là một ngõng trục có các rãnh toả tia 11 được lắp chặt trên thùng và được trang bị các đoạn ống hướng theo đường kính 10 và 13 để nạp môi trường giống và không khí.
Hơi
Nước ngưng
T
Tách sinh khối
Bộ trích ly có các đoạn ống 8, 17, 16 để nạp dung môi, thoát không khí thải và phần chiết của canh trường nuôi cấy. Vải lọc được bịt chặt trên đoạn ống 17.
Môi trường được nạp liên tục vào nồi tiệt trùng qua thùng nạp liệu 1 và bộ định lượng, tại đây môi trường được tiệt trùng với các thông số quy định. Môi trường tiệt trùng qua bộ định lượng 6 vào cơ cấu 7 để làm lạnh, làm ẩm bằng phương pháp nạp nước tiệt trùng từ bộ định lượng 5 và được cấy giống, giống được nạp vào từ bộ định lượng 4. Canh trường nạp vào thùng qua cơ cấu nạp môi trường nuôi cấy và không khí. Việc nạp được thực hiện vào thời điểm các rãnh toả tia 11 và các đoạn ống 10, 13 trùng nhau. Dao động sóng bằng xung lượng được truyền cho bộ chứa không khí và các tiểu phần môi trường làm tăng quá trình nuôi cấy.
Bộ trích ly là một ống rỗng có vít tải 19 ở bên trong, phần thoát của nó có bộ ép 9. Để nuôi cấy vi sinh vật trong thiết bị, môi trường nuôi cấy được chuyển đảo nhờ các cánh 15. Tốc độ chuyển đảo của môi trường dọc theo bề mặt sườn của thùng quay có thể điều chỉnh bằng phương pháp thay đổi số vòng quay của thùng và góc nghiêng của các cánh. Giống được nuôi cấy với môi trường được chuyển vào cơ cấu nạp 18 của máy trích ly nhờ cánh cuối cùng, tại đây vít tải chuyển đến phần thoát và máy ép sẽ nén canh trường lại. Nạp dung môi vào bộ trích ly qua đoạn ống 8 cùng chiều với môi trường nuôi cấy.
Phần chiết thoát ra qua đoạn ống 16, còn không khí thải qua đoạn ống 17 có vải lọc. Khi thoát thì dòng không khí chuyển hướng với một góc 1800, nhờ đó mà các phần tử lơ lửng bị lôi cuốn vào phần chiết của canh trường. Việc thải nhiệt được thực hiện bằng phương pháp tưới bề mặt bên ngoài của thùng quay hay qua áo nước.
Những mô tả kết cấu đã được nêu trên, cho cơ sở để khẳng định rằng những điểm đặc biệt về kết cấu của các thiết bị nuôi cấy dạng tháp có trang bị áo điều nhiệt với các cơ cấu chuyển đảo bên trong, cũng như các thiết bị dạng thùng quay có năng suất đơn vị lớn, cho phép tiến hành quá trình nuôi cấy với lớp có chiều cao từ 200 đến 1000 mm trong các điều kiện kín và tiệt trùng là những thiết bị có triển vọng nhất để sản xuất giống với mức độ lớn và để sản xuất phần cô đặc chứa protein và enzim trên các môi trường rắn tơi.