147986. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és levegőfúvóka süllyesztett fermentációk levegőztetésére
Megjelent: 1961. február 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.986. .SZÁM 6. b. 16—21.. OSZTÁLY — BU~225. ALAPSZÁM r' Eljárás és levegőfúvóka süllyesztett fermentációk levegőztetésére Búzna Árpád üzemvezető, debreceni lakos A bejelentés napja: 1959. október 9. A süllyesztett aerob fermentációk levgőztetésére az irodalomban többféle módszer és berendezés ismeretes. E módszerek és berendezések egybevágó célja az, hogy minimális energiafelhasználással maximális levegőztetési hatásfokot érjenek el. A süllyesztett fermentációk levegőztetésével és kevertetésével legrészletesebben egy E. B. Chain és munkatársai által közölt összefoglaló tanulmány foglalkozik (World Health Organization Monograph Series, No. 10., 73—97. oldalak, 1952.). Az ismeretes levegőztetési módszerek legtöbb-' jénéi'a levegőt fúvókán keresztül juttatják be a fermentációs táptalajba. A levegőfúvókák alakja, kiképzése és szerkezeti anyaga igen sokféle lehet. A fúvókák készülhetnek fémekből, ötvözetekből, porózus kerámiai anyagokból, karborundumból stb. A levegőfúvókák lehetnek kör, sokszög, csavarmenet, csillag stb. alakúak. Átmérőjük a fermentációs tartályban alkalmazott keverők lapáthosszának, illetve átmérőjének rendszerint többszöröse azért, hogy a befúvatott levegő minél finomabb eloszlatása érdekében felületükön minél több 1—3 mm átmérőjű lyuk legyen elhelyezhető. A lyukak mérete, átmérője, száma, valamint a fúvóka felületén történő elhelyezkedésük a különféle levegőztetési rendszereknél változó. Ismeretes még olyan leszűkített, egynyílású levegőfúvóka is, amelyből a levegő nagy áramlási sebességgel jut a magas fordulatszámmal működtetett keverő lapátjai alá és a gyorsan forgó keverő lapátok a bejutó levegőt a fermentációs folyadékban jól diszpergálják. A nagyfelületű, soknyílású levegőfúvókák alkalmazása esetén a keverő fordulatszáma viszonylag alacsony (150—250 fordulat/perc), ezzel szemben az eddig ismeretes egynyílású levgőfúvókák esetében a használat során a levegőztetés jó hatásfokát csak magas fordulatszámú kevertetéssel (350—750 fordulat/perc) lehet elérni. Előbbi eljárás jelentős hátránya, hogy fermentáció közben a fúvóka kis átmérőjű nyílásai részben eldugulnak és ez a levegőztetés hatásfokának jelentős csökkenését, ezáltal pedig nagy mennyiségű, jelentős energiaráfordítással előállítható steril levegő felhasználásának szükségességét eredményezi. Utóbbi eljárás hátránya, hogy az általa elengedhetetlenül megkívánt magasabb fordulatszámú kevertetés megvalósítása a 30—50 m3 űrtartalmú üzemi fermentációs tartályoknál igen körülményes, sőt többnyire lehetetlen. Az ismeretes levegőztetési eljárásokban a betáplált, jelentős energiaráfordítással előállított, steril levegő kihasználásának hatásfoka mindössze 7—15% között mozog. Vizsgálataim során arra a meglepő felismerésre jutottam, hogy megfelelően kiképzett korgyűrű . alakú nyílással rendelkező . levegőfúvóka használata esetén egyrészt elkerülhető a soknyílású fúvókáknál tapasztalt eltömődés, másrészt áz irodalomban leírtakkal szemben alacsony fordulatszámú kevertetés mellett is közel 40%-os levegőkihasználási hatásfok érhető el. A viszonylag alacsony fordulatszámú (150—250 fordulat/perc) kevertetés az ismert és használatos nagyüzemi fermentációs tartályoknál könnyűszerrel megoldható és így a találmány szerinti eljárás és levegőfúvóka alkalmazása a levegő jobb kihasználása révén az alacsony fordulatszámú kevertetést alkalmazó ismert módszerekkel szemben • jelentős energiamegtakarítást eredményez. A jelenleg legáltalánosabban használt alacsony fordulatszámú ke vertetést és soknyílású fúvókát alkalmazó ismert levegőztetési eljáráséhoz képest a találmány szerinti levegőztetési eljárás energiaigénye 50—75%-kal kevesebb azonos fermentációs kitermelés mellett. Alkalmazása esetén egy 20 m3 -es fermentációnál a korábbi, ismert módszernél szükséges 1800 m3 /óra levegőmennyiséggel szemben, 600—900 m3 /óra levegőellátás mellett is azonos antibiotikum termelési szint érhető el. A levegőfúvókát, melyet oldalnézetben, illetve metszetben, valamint felülnézetben a mellékelt ábra szemléltet, úgy képezzük ki. hogy felső részén —1— körgyűrű alakú nyílás van elhelyezve, kettős fala van, közepén —2— henger alakú üreges nyílás helyezkedik el és a levegő befúvatása a fúvóka \ henger alakú testéhez tangenciálisan csatlakozó '—4;— csonkon keresztül történik. A,' fúvóka alsó részén —3— körgyűrű alakú, zárt
