199896. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fermentációs folyamatok aszeptikus körülmények közötti elvégzésére
1 HU 199896 B 2 A találmány tárgya berendezés fermentációs folyamatok aszpetikus körülmények közötti elvégzésére, amely tartalmaz függőleges szimmetriatengelyű, álló elrendezésű, hengeres, kettősfalú fermentortestel, amely fermentortest sík van adott esetben domború fedélelemmel és lefelé domború fenékelemmel, valamint levegőztető csőrendszerrel van kialakítva; a fermentortest függőleges szimmetriatengelye mentén keverőtengely és a keverőtengely mentén keverőelemek vannak; továbbá a függőleges szimmetriatengelylyel párhuzamosan elrendezett torlóelemekkel van kiképezve. Ismeretes, hogy mikroorganizmusok, sejtek növekedéséhez, bioszintéziséhez szükséges körülményeket, továbbá más mikrobiológiai folyamatokat fermentorok segítségével valósítanak meg. A fermentorokkal szembeni alapvető követelmények: a terilitás, az oxigén ellátás, a fermentlé kevertelése, termosztálás, valamint az üzemi paraméterek mérése. A fenti körülmények megvalósítására ismeretesek különböző berendezések amelyeket az alább felsorolt szabadalmi iratok ismertetnek. Az 1 911 039 sz. NSZK-beli közzétételi iratban olyan berendezsét ismertetnek, amely ún. Waldhoff rendszerű kevertetéssel és levegőztetéssel van kialakítva. A hivatkozott számú közzétételi iratban ismertetett megoldás további jellegzetessége a mechanikus habletörd, valamint a folyamatos tenyésztéshez szükséges táptalaj adagolását és a tenyészet elvezetését biztosító szerkezet. Ismeretes továbbá a 2 924 181 Isz. NSZK-beli szabadalmi leírás, amely szerinti berendezés ugyancsak Waldhoff rendszerű kevertető, továbbá forgó mechanikus habletörő szerkezettel van kialakítva. Ennél a megoldásnál egy speciális alsó körgyűrűegység alkalmazásával szabályozzák a belső fermentortér áramlási viszonyait; amely körgyűrűegységen helyezik el továbbá a beavatkozó nyílásokat. A 175 206 Isz. magyar szabadalmi leírás olyan konstrukciót ismertet, amelynél a fermentor áramlástörő és hőcserélő funkcióját egyazon szerkezeti elem valósítja meg. A technika állásához tartozó felsorolt megoldások hiányossága főként abban áll, hogy viszonylag bonyolult szerkezeti kialakításokkal érik el a megvalósítandó mikrobiológiai folyamatokhoz szükséges feltételeket. A technika állása szerint ismeretes továbbá a 170 667 Isz. magyar szabadalmi megoldás, amely olyan szabályozó berendezést ismertet, amely segítségével a fermentáció során jelentkező habzás visszaszorítható. A berendezés lényeges elemei: az érzékelő-, a parancsadó- és a beavatkozó egység. A berendezés a habgátló anyagot kis adagokban és folyamatosan adagolja a fermentlébe; s az adagolás üteme szorosan követi a habzásintenzitás változását. A szóbanforgó berendezés hiányossága, hogy a fermentációk során felmerülő problémák közül csupán egyetlen — nevezetesen a habzás - kiküszöbölésére nyújt megoldást. Az 1 256 839 Isz. amerikai egyesült államokbeli szabadalom szerinti megoldás nagyon viszkózus fermentlevek esetén az oxigénátvitel optimalizásálásra ismertet olyan reaktort, amelyben a folyadék alul és felül, különálló, egymástól független és egymástól eltérő típusú keverővei kevertethető, s amelybe a levegőt a fermentációs folyadék alján és felső részén, de mindenképpen a fermentlébe vezetik be, s ez a körülmény további jelentős habzárt eredményezhet, ami a szóbanforgó megoldás hiányossága. A fellépő hab stabilitásának csökkentésére a levegő egy részét vagy teljes mennyiségét nem vezetik egy ún. külön felső levegőbevezető csonkon ál a fermentációs folyadék felszíne feletti légtérbe — ami által csökkenne a fellépő hab stabilitása - és ez a konstrukciós jellemző szintén a szóbanforgó megoldás hiányosságához tartozik. A technika állása szerint ismeretes megoldások további hiányossága, hogy viszonylag alacsonyabb térfogatú üzemi adagoknál konkrétan pl. a leürítőtér feletti részen, a rendszerint a palást hosszanti szimmetriatengelye mentén, magasabb mértani helyen elhelyezett keverőelemek keverőhatása nem elegendő. A technika állásához tartozó megoldások további hiányosságaként említhető, hogy a konstrukciók többségénél a fermentor belső felülete egy nem teljesen homogén felület, éppen ellenkezőleg a felületet különböző tartók, kitüremkedések, hegesztési pontok törik meg. Ebből következik, hogy a fermentor tisztántarthatósága, sterilezhelősége a felületi kialakítás bonyolultsága következtében csorbát szenved. A találmánnyal célunk a bevezetőben leírt típusú beredezés tökéletesítése, azaz olyan továbbfejlesztett konstrukció létrehozása, amely lényegesen jobb hatásfokkal jellemezhető, mint az ismert megoldások. A találmánnyal megoldandó feladat a fermentor belső terén belül az egyenletesebb anyag-, illetve energiaátadás megvalósítása az ehhez szükséges áramoltatási és hőátadási feltételek megteremtésével. A találmány alapja az a felismerés, hogy a fermentorban lejátszódó mikrobiológiai folyamatok hatékonyabban megvalósíthatók, ha a fermentorban az anyag-, illetve energiaátadás intenzitását fokozzuk. A kitűzött feladatot a bevezetőben leírt típusú berendezésnél a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a berendezésnek- keverőtengelye alsó végén leürítőtér fölé benyúló járulékos keverőeleme van,- torlóelemei fermentálás közben folyamatosan, aszpetikusan állítható helyzetűek,- felső levegőbevezető csonkja van,- hengeres, kettősfalú palásttal kialakított fermentortest falai között a függőleges szimmetriatengely körül menetszerűen haladó és emelkedőén elrendezett áramlás terelő szalagja van,- a fermentortest a műszercsonkokat és/vagy a tisztítónyílást a paláston kialakított vakkarimán tartalmazza. Méretnövelés esetén célszerű a berendezést domborított fedélelemmel kialakítani. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
