193041. lajstromszámú szabadalom • Fermentáló berendezés
A találmány tárgya fermentáló berendezés, amely folyékony,szilárd,illetve vegyes tápszubsztrátumot igénylő, különböző biológiai mikroobjektumok periodikus tenyésztésére alkalmas. Minden fermentációs folyamat egymással összefüggő biokémiai, fizikai-kémiai és diffúziós átalakulásokat egyesít, amelyeknek lefolyás! intenzitása jelentős mértékben a fermentáló berendezéstől, illetve annak hidrodinamikai karakterisztikájától függ. A gyakorlatban mikroorganizmusok, gombák, mikroalgák, ill. egyedi szövetek tenyésztésére kémiai lombikok terjedtek el, amelyek vattaszűrővel vannak bedugaszolva és amelyekben a mindenkori biológiai objektum van elrendezve, míg annak tenyésztése hőszabályozott mozgóegységen történik. Ezen berendezések egyszerűek, hozzáférhetők és különböző biológiai organizmusok tenyésztésére alkalmasak. Az univerzalitásuk ellenére laboratóriumi gyakorlatban történő alkalmazásuk gyenge anyagcsere miatt korlátozott. Ezenfelül a lombikok biológiai mikroobjektumok szilárd tápszubsztrátumon történő tenyésztésére nem alkalmasak. Ismertek különböző felépítésű fermentáló berendezések, amelyeknek a mindenkori mikroorganizmus aktív növekedését előidéző hidrodinamikai karakterisztikája van. Az E.U. Viestur és mások „Mikroorganizmusok tenyésztése" című 1980-ban Moszkvában kiadott könyvében,a 141 —191. oldalakon ismertetett fermentáló berendezésnek többemeletes centrifugál keverőként kialakított keverőegységgel ellátott tartálya van. Ez a fermentáló berendezés baktériumok, illetve élesztő folyékony tápszubsztrátumon való tenyésztésére alkalmas, szilárd, illetve vegyes tápszubsztrátum alkalmazása esetén viszont nem alkalmazható. Ezen fermentáló berendezések keverőegységeinek működése során a tápfolyadék pezsgésbe jön, a haboltásra mechanikus, kémiai, illetve összetett oltást alkalmaznak, amely következtében a folyamat karakterisztikája változik. Ezenfelül a fentiekben említett berendezések csupán egy, illetve két mikroorganizmusfaj (például élesztő, illetve baktériumok) tenyésztését teszik lehetővé. A svájci Bioengineering AG cég prospektusából ismert továbbá olyan fermentáló berendezés, amelynek hőcserélő köpennyel ellátott tartálya, szellőzője,valamint függőleges keringtetőcsőként kialakított keverőegysége van, a keringtetőcső alsó vége alatt vezérlőhajtással összekötött membrán van elrendezve és a tartály belépőnyílásában baktériumzáró levegőszűrő van elhelyezve. Ilyen felépítésű fermentáló berendezés baktériumoknak, illetve élesztőnek folyékony tápszubsztrátum felhasználásával való tenyésztésére alkalmas. Ebben a fermentáló berendezésben a folyadékkultúra levegőoxigénnel való telítettségét, valamint keverését a szellőző által a függőleges keringtető- 2 1 csőbe szívatott levegővel biztosítják, aminek során gáz-folyadék keverék képződik. Ezen fermentáló berendezés gombák, mikroalgák és egyedi szövetek tenyésztésére, valamint biológiailag aktív anyagoknak inmobilizált sejtek felhasználásával való mikrobiológiai átalakítására nem alkalmas és szilárd, illetve vegyes tápszubsztrátummal nem működtethető. Ez arra vezethető vissza, hogy ebben a fermentáló berendezésben a szellőztetés folyadéksugár által történő levegőbeszívással történik, amely folyadék kiáramlási sebessége a viszkozitásától függ. így micélium tenyésztése esetén a tápfolyadék áramlási sebessége ugrásszerűen csökken és a szellőztetés teljesen megszűnik. Mivel az alkalmazott szubsztrátum a membránhoz szabadon hozzájuthat,ezért szilárd és vegyes szubsztrátumon fermentációs folyamat nem valósítható meg,mivel a folyadékban nem oldódó szubsztrátum (pl. széna, forgács, -szén stb.) a keringtetőcső belépőnyílását elzárja, aminek következtében a ker ngtetőcső eldugul és a folyamat megszakad. Hasonló okból ez a fermentáló berendezés egyedi szövetekkel, illetve immobilizált sejtekkel végzendő folyamatok esetén nem alkalmazható. A találmány feladata, hogy olyan fermentáló berendezést hozzunk létre, amelynek felépítésénél fogva szélesebb alkalmazási területe van és amely mikroorganizmusok, mikroalgák és egyedi szövetek folyékony, szilárd, illetve vegyes szubsztrátumon való tenyésztését teszi lehetővé. A feladat megoldására olyan fermentáló berendezést dolgoztunk ki, amelynek hőcserélő köpennyel ellátott tartálya és a tartályban elhelyezett szellőzője, valamint függőleges keringtetőcsővel és a keringtetőcső alsó vége alatt elrendezett, vezérlőhajtással összekötött membránnal kialakított keverőegysége van és a tartály belépőnyílásában haktériumzáró levegőszűrő van elhelyezve. A találmány szerint a membrán és a kering’etőcső között merev válaszfal van elhelyezve, amely a középpontjához viszonyítva el'oltan átmenő furattal van ellátva, és a membránnal együtt zárt teret képez,míg az (így egységet alkotó szellőző és keverőegység a válaszfalon van elrendezve és folyadék- vala- Tiint gázáramot elosztó kamrával van ellátva, amely függőlegesen két visszacsapó szeleppel három térközre van felosztva, amelyek közül a két visszacsapó szelep között levő térköz a merev válaszfal furatával, a visszacsapó szelepek alatti térköz a tartály folyadékzónájával és a visszacsapó szelepek fölött kialakított térköz a keringtetőcső szabad vége a tartály folyadékszintje feletti zónába van vezetve. Előnyös, ha a keringtetőcső szabad végén a keringtetőcsőből kiáramló folyadékáramot formáló rátét van elrendezve. Továbbá előnyös, ha a tartályban vízszintes, szilárd szub-2 193041 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
