Тема 1
ЗАЯВКА НА ОТКРЫТИЕ
Настоящая (повторная) Заявка не была принята в ВНИИГПЭ В Государственное патентное ведомство Российской Федерации 121658, Москва, Бережковская наб.,30,к.1 ВНИИГПЭ

Фамилия,имя отчество автора	Место работы	Должность	Образование, Ученая степень	Гражданство	Домашний адрес, № телефона
Зимин Борис Алексеевич	Пенсионер	-	Высшее, уч. степени не имею	Россия	(095)4567570

З А Я В Л Е Н И Е

     Прилагая нижеперечисленные документы, прошу внести в Государственный реестр открытий РФ заявляемое открытие и выдать мне диплом на открытие под названием

      ЗАКОНОМЕРНОСТЬ МАССООБМЕНА МЕЖДУ АЭРИРУЮЩИМ АГЕНТОМ, СОДЕРЖАЩИМ КИСЛОРОД (НАПРИМЕР, ВОЗДУХОМ ИЛИ ТЕХНИЧЕСКИМ КИСЛОРОДОМ) И ЖИДКОСТЬЮ, СОДЕРЖАЩЕЙ КУЛЬТУРУ АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ (НАПРИМЕР, КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ, В КОТОРОЙ ВЫРАЩИВАЮТ АЭРОБНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ ИЛИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ АКТИВНЫЙ ИЛ)
      Я утверждаю, что в заявлении указаны все без исключения действительные авторы данного открытия. При этом мне известно, что соавторами открытия могутбыть только лица внесшие творческий вклад в установление открытия.
Материалы настоящей заявки оформлены в соответствии с Указаниями по составлению заявки на открытие, введенными в действие Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий с 1 января 1974 г.

Приложения::
1. Описание открытия, подписанное автором на …. Листах в 3-х экземплярах.
2. Копия испытаний дрожжерастильного аппарата на Архангельском Гидролизном заводе.

Подпись _________
"_____" августа 2004 г. Автор: Зимин Борис Алексеевич

      ЗАКОНОМЕРНОСТЬ МАССОГОММЕНА МЕЖДУ АЭРИРУЮЩИМ АГЕНТОМ, СОДЕРЖАЩИМ КИСЛОРОД (НАПРИМЕР, ВОЗДУХОМ ИЛИ ТЕХНИЧЕСКИМ КИСЛОРОДОМ) И ЖИДКОСТЬЮ, СОДЕРЖАЩЕЙ КУЛЬТУРУ АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ (НАПРИМЕР, КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ, В КОТОРОЙ ВЫРАЩИВАЮТ АЭРОБНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ ИЛИ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ АКТИВНЫЙ ИЛ)

      Вводная часть
      Открытие относится к области микробиологической промышленности - производство кормовых и пекарских дрожжей и белково- витаминных концентратов (БВК) с ипользованием в качестве углеводородного сырья сахаров, жидких парафинов нефти и газообразных субстратов (например, природного газа), а так же к технике биологической очистки сточных вод.

      При выращивании аэробных микроорганизмов в ферментерах (например, при производстве кормовых и пекарских дрожжей) и при биологической очистке загрязненных вод при помощи активного ила в аэротенках, жидкость содержащая культуру аэробных микроорганизмов, органические питательные вещества (сахара, парафины нефти, газообразные углеводороды при производстве дрожжей и белково- витаминных концентратов или органические загрязнения при очистке сточных вод), соли азота и фосфора ( далее культуральная жидкость - КЖ) подвергается аэрации воздухом или техническим кислородом.

      1. Существующая модель массообмена между КЖ и аэрирующим воздухом предполагает поэтапную массопередачу кислорода от аэрирующего воздуха к микроорганизмам. Сначала кислород растворяется в воде (микроорганизмы при этом рассматриваются как примеси, мешающие растворению кислорода. Коэффициент массопередачи кислорода к КЖ принимается ниже, чем при массопередаче к чистой воде).
(см. Л.1 "Канализация", Москва, Стройиздат , 1975). Моделирование процесса массопередачи кислорода от воздуха к воде производилось путем растворения кислорода и поглощения его из воды с помощью химических реактивов. Не принималось во внимание, что находящиеся в воде микроорганизмы являются живой системой и эта система подчиняется другим законам масообмена кислорода и углекислоты. Чем выше концентрация микроорганизмов в воде, тем больше отличается эта система от системы не содержащей живых микроорганизмов. "В аэротенках влияние активного ила на растворение кислорода должно рассматриваться только как влияние твердой фазы с определенными свойсвами (а не биохимически активного агента)" (см. Л.2. ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ ВОДГЕО Авторы: Б.М.Худенко, Е.А.Шпирт "АЭРАТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД", Москва, СТРОЙИЗДАТ, 1973 г.,стр.28).

     Массопередача кислорода от аэрирующего агента к воде подчиняется закону растворимости газов в воде в зависимости от парциального давления газа (Закон Генри).

      Исходя из закона Генри, учеными отраслевых институтов была разработана теория интенсивного массообмена между культуральной жидкостью (КЖ) и аэрирующим агентом (воздухом, техническим кислородом или смесью газообразных углеводородов с воздухом или с техническим кислородом). При выращивании микроорганизмов на жидких парафинах нефти были разработаны и установлены аппараты Б-50 на многих крупных заводах. На бочку объемом 800 куб. м было установлено 12 турбоаэраторов мощностью по 315 квт каждый -3780 квт (турбоаэратор предназначен эжектировать из атмосферы воздух и перемешивать его с культуральной жидкостью (КЖ) при давлении 2,7 кгс/см2. По законам Генри (а они неоспоримы для воды), при повышении давления в 2,7 раза во столько же раз повышается парциальное давление кислорода и увеличивается растворимость и скорость растворения кислорода в КЖ По сравнению с аэрлифтными аппаратами по производству дрожжей в гидролизной промышленности их производительность по выработке биомассы возросла до 25 -35 т/сутки (аэрлифтные аппараты объемом 1300 куб.м производят 12-13 т/сутки). При этом удельные расходы энергии только на привод турбоаэраторов (по сравнению с расходом энергии на воздуходувку) возросли в 6 раз, а по сравнению с аппаратом, применяющим вентиляторный воздух - в 21 раз. Удельные тепловыделения при биосинтезе одного кг биомассы возросли в несколько раз. Даже мощные градирни не справляются с отводом этого тепла (следует отметить, что производительность аппарата стала больше, чем у аэрлифтного, только за счет увеличения количества воздуха, засасываемого турбоаэратором, по сравнению с производительностью воздуходувки, а не за счет ввода дополнительной энергии - повышения давления и интенсивного перемешивания).
     Проанализировав работу аппаратов различных видов мною был предложен критерий (назовем его Кр1): выработка (в кг) биомассы (в пересчете на абсолютно сухую массу - АСБ) на 1000 куб.м. аэрирующего воздуха или на 210 куб.м чистого кислорода (или в граммах на 1 куб м воздуха или на 0,21 куб.м кислорода). Я интересовался производительностью аппаратов различных типов, пересчитывая часовую производительность на АСБ и расходом аэрирующего воздуха. Оказалось, что в мире не существует аппаратов, в которых бы на 1000 куб м аэрирующего воздуха (или на 210 куб. м чистого кислорода) вырабатывалось бы более 34 кг АСБ независимо от способа аэрации и от затрат энергии на перемешивание жидкости с воздухом. Удельная выработка продукта, отнесенная к единице поданного в аппарат аэрирующего воздуха упала с 33-34 г АСБ на каждый кубометр воздуха до 29. Но за это, по мнению отраслевых институтов, "удалось утилизировать" до 25% кислорода, содержащегося в аэрирующем воздухе, вместо 10 - 11% в аэрлифтных аппаратах.
     В аппаратах по выращиванию микроорганизмов на газообразном субстрате - природном газе (газобелковых установках) ученым НИИ "удалось" утилизировать до 95% природного газа и кислорода (в аппарат подавался чистый кислород) за счет увеличения давления до 9 кгс/см2 и за счет многократной рециркуляции газокислородной смеси. Расход природного газа и кислорода на выработку 1 кг биомассы (в пересчете на абсолютно сухую биомассу - АСБ) возрос с 1 кг до 3-3,8 кг (из заключений института НИИсинтезбелок на мои заявки на изобретения). По паспортным данным газобелкового аппарата, случайно увиденных мною, и детально обсчитанных, получалось, что на 0,21 куб.м чистого кислорода, что эквивалентно 1 куб. м воздуха, было выработано не более 34 г АСБ, т.е. не более, чем в аэрлифтных аппаратах. Затраты энергии на транспортировку смеси газа и кислорода, с доведением их давления до 9 кгс/см2 возросли многократно (на два порядка). Большие затраты энергии и кап. затраты пошли на получение чистого технического кислорода (при аэрировании КЖ воздухом вместо кислорода мощность компрессоров была бы в пять раз больше). При этом большая часть кислорода и газообразного субстрата превратилась в углекислоту, а не в биомассу. Тепловыделения (биологическое тепло, не считая Джоулева тепла) возросли в 3- 3,8 раза. Фактически основным процессом в газобелковом аппарате является процесс образования углекислого газа из природного газа и кислорода, а побочным - синтез биомассы микроорганизмов (на прирост биомассы расходуется по 1 кг метана и кислорода, а на производство углекислоты и дополнительного тепла 2 - 2,8 кг). Чтобы получать углекислый газ из метана и кислорода достаточно сжечь газ в топке, а не перемешивать в турбоаэраторе жидкость с кислородом.
     2. Существует неверное представление, что в аппаратах, где производят биомассу микроорганизмов (дрожжи, БВК) для нормального роста микроорганизмов они должны находиться в жидкости, имеющей растворенный кислород (чем больше, тем лучше).
     Однажды я был принят Начальником Главного Управления Микробиологической промышленности Беляевым В.Д (министром) по поводу моих изобретений. 95 процентов отпущенного мне времени он просвещал меня и доказывал, что для роста микроорганизмов необходим растворенный в КЖ кислород, не менее 2 процентов.
     Во время экскурсионного посещения очистных сооружений (аэротенков) я слышал команду: "уменьшить возврат активного ила, так как содержание кислорода в воде уменьшилось до величины менее 5 процентов".
     В аэрлифтных дрожчанах старого образца с точечным воздухораспределением воздуха (наиболее распространенный из них см. Л. 3, стр. 157, рис 34). Пробоотборник для анализа жидкости на содержание кислорода был расположен внутри диффузора, т.е. в подъемном канале, по которому поднимаются КЖ с аэрирующим воздухом. В 1974 году я отдал руководству Бендерского гидролизного завода свои чертежи на реконструкцию такого аппарата согласно моему изобретению (авт. Свид. СССР № 388016) с расположением аэраторов в кольцевом пространстве между диффузором и стенкой бака, а всасывающих труб- внутри диффузора (как на фиг.4 изобретения по авт. Свид.СССР № 644821). На следующий день после запуска аппарата в работу я получил тревожную телеграмму, что в КЖ полностью отсутствует растворенный кислород, и, что дрожжи могут погибнуть. Однако дрожжи не погибли, и производительность аппарата была увеличена на 20% (имеется акт) при том же расходе аэрирующего воздуха. Производительность этого аппарата достигла максимально возможной при данном расходе аэрирующего воздуха. Выработка АСБ на 1000 куб.м воздуха составила 33-34 кг.
     Существующая теория массообмена между КЖ и аэрирующим агентом пытается совмещать два несовместимых явления: 1 - Обеспечивать процесс выращивания микроорганизмов в КЖ при обязательном наличии в КЖ растворенного кислорода (чем больше, тем лучше) и 2 - утилизировать как можно больше кислорода, поступающего в КЖ с аэрирующим агентом.
     "Увеличенные расходы воздуха приводят к повышению расхода электроэнергии для привода в действие воздуходувных машин. И по этой причине надо стремиться к максимальному снижению непроизводительного расхода воздуха. А для этого надо обеспечить максимальное распыливание (диспергирование) частиц воздуха в жидкой среде, на которой выращивают дрожжи. Кислород относится к труднорастворимым газам, и при прохождении через жидкость только некоторая часть его переходит в раствор, а остальное количество не используется" (см. Л.3 А.А.Андреев, Л.И.Брызгалов "Производство кормовых дрожжей, Издательство "Лесная промышленность", Москва, 1970 г.,стр. 110). "Расход кислорода, а также воздуха в процессе аэрации жидкости уменьшается прямо пропорционально увеличению столба жидкости, а с увеличением гидростатического столба жидкости в аппарате и высоты самого аппарата снижаются удельные затраты электроэнергии на аэрацию, улучшается использование емкости аппарата" (см. Л.3 стр.111). Это абсолютно неверное мнение. Фактически все наоборот. Наличие растворенного кислорода в культуральной жидкости (КЖ) говорит о том, что концентрация микроорганизмов в объеме емкости мала. При этом из аэрирующего воздуха поглощается микроорганизмами ровно столько кислорода, сколько требуется для их максимального роста. По физиологическим возможностям самих микроорганизмов они могут увеличить свою массу только на 22 процента в час. Следовательно потребленная масса кислорода за один час (общепринято, что на 1 кг биомассы расходуется 1 кг кислорода) будет равна приращенной массе микроорганизмов - общей массе микроорганизмов, находящихся в емкости, умноженной на 0,22 G мо х 0,22
     В аэротенках биологической очистки воды всегда поддерживается наличие растворенного кислорода в воде. Поэтому там низок процент использования кислорода, поданного с аэрирующим воздухом (около 5%). Масса утилизированного кислорода равна массе приращенных микроорганизмов и не может быть больше, а общая масса микроорганизмов в аэротенке мала. Никакая мелкопузырчатая аэрация (диспергирование пузырьков воздуха путем пропускания его через фильтросные пластина, имеющие микронные поры) не может увеличить процент утилизации кислорода.
     В аэрлифтных дрожжерастильных аппаратах, где концентрация микроорагизмов значительная, и где отсутствует растворенный в КЖ кислород наблюдается нехватка аэрирующего воздуха. Утилизируется на прирост биомассы до 11% кислорода, поданного в аппарат. Приращенная за один час масса дрожжей равна массе потребленного кислорода. Процент прироста биомассы менее 22% из-за недостатка воздуха, но максимальный для данного расхода воздуха. Увеличив расход аэрирующего воздуха можно увеличить производительность аппарата, но получить прирост биомассы более, чем 34 грамма на 1 куб. метр аэрирующего воздуха невозможно ни в каком аппарате (интенсивного или экстенсивного массообмена).

      Сущность открытия

     1. Массообмен между КЖ и аэрирующим агентом (жидкостью, содержащей культуру аэробных микроорганизмов, органические питательные вещества и необходимые для жизнежеятельности микроорганизмов соли) происходит не по закону растворимости газов в воде в соответствии с их парциальным давлением (законом Генри), а совсем по другим законам присущим только жидкостям содержащим живые микроорганизмы. Коэффициент массопередачи кислорода от аэрирующего воздуха к КЖ, содержащей микроорганизмы (Кмп), может превосходить теоретически возможный для чистой воды в несколько раз (и даже на порядок и более).

     Зависит это от концентрации микроорганизмов в КЖ и от количества подаваемого воздуха. КЖ поглощает кислород воздуха как легкие животных и человека. Он (Кмп) увеличивается с ростом концентрации микроорганизмов и с ростом расхода аэрирующего агента. Каждой определенной концентрации микроорганизмов соответствует определенный оптимальный расход аэрирующего агента.

     Например, при выращивании кормовых дрожжей в дрожжерастильных аппаратах гидролизной промышленности наблюдается нехватка аэрирующего воздуха. Увеличение расхода аэрирующего воздуха приводит к увеличению выхода продукта. При этом содержание растворенного кислорода в КЖ (не движущейся вверх вместе с пузырьками воздуха) равно нулю (концентрация дрожжей в КЖ там достаточная). Процент усвоения микроорганизмами кислорода из аэрирующего воздуха достигает максимума (около 11%), в прирост биомассы на каждый поданный в аппарат куб метр воздуха достигает максимума (по моим расчетам - около 34 г на 1 куб.м воздуха)

     В аэротенках же постоянно поддерживается определенная концентрация кислорода за счет снижения концентрации активного ила, что уменьшает окислительную способность аэротенка и его пороизводительность по количеству очищаемой воды. При этом процент усваивания микроорганизмами кислорода и аэрирующего воздуха падает до5-6% по сравнению с 11% в КЖ, в которой отсутствует растворены кислород. Выработка биомассы на каждый кубометр аэрирующего воздуха снижается пропорцианально доле усвоенного кислорода: приблизительно равна 34 х 6: 11 = 18,5 грамма на 1 куб м аэрирующего воздуха, вместо 34. При наличие растворенного кислорода в КЖ увеличение расхода аэрирующего воздуха и мелкопузырчатое диспергирование воздуха не приводит к увеличению роста микроорганизмов, если не увеличить концентрацию микроорганизмов в жидкости.

     2. По п.2. Наивысшая производительность по приросту биомассы любого аппарата, в котором происходит рост аэробных микроорганизмов, достигается при увеличенной концентрации микроорганизмов, и, как следствие, при отсутствии растворенного кислорода во всем объеме емкости (исключая совместные подъемные потоки КЖ с аэрирующим агентом). Существующие в промышленности аппараты по выращиванию микроорганизмов (дрожжей, БВК) и аэротенки имеют высоконапорные воздуходувные машины определенной производительности (как правило, недостаточной). Если в КЖ (или в очищаемой в аэротенках воде) имеется растворенный кислород, то это значит, что концентрация микроорганизмов недостаточна и производительность аппарата мала. При существующей на данном аппарате воздуходувке можно несколько увеличить производительность аппарата по приросту биомассы за счет увеличения концентрации микроорганизмов в КЖ) но не более, чем до величины, соответствующей потреблению из аэрирующего агента 10 - 11% кислорода (до величины, когда на каждый куб метр аэрирующего воздуха вырабатывается 33- 34 г АСБ). Дальнейшее увеличение производительности можно достигнуть путем увеличения количества аэрирующего агента. При интенсификации процесса контакта КЖ с аэрирующим агентом, потребленный сверх 11% кислород не дает прироста биомассы а лишь окисляет субстрат с образованием дополнительной углекислоты.

     3. Наличие в КЖ растворенного кислорода показывает, что концентрация микрооганизмов в КЖ недостаточна и максимальная производительность для данного аппарата не может быть достигнута.

     При наличии растворенного кислорода в КЖ происходит максимальный относительный прирост биомассы в единицу времени (до 22 процентов за час по отношению к общей массе микроорганизмов, находящихся в данном аппарате), но минимальный абсолютный прирост биомассы из-за малой общей массы микроорганизмов, находящейся в аппарате. При этом удельные расходы энергии на выработку 1 кг биомассы повышенные и мала удельная производительность аппарата, отнесенная к единице объема аппарата.

     4. Если же в КЖ отсутствует кислород, то продуктивность (производительность) этого аппарата можно увеличить за счет увеличения подачи аэрирующего воздуха. Например, производительность любого дрожжерастильного аппарата можно увеличить за счет увеличения подачи аэрирующего воздуха. Эффективнее применять дешевый воздух от низконапорных дутьевых вентиляторов, а не от высоконапорных компрессоров и возуходувок при обеспечении надежной циркуляции КЖ.

     Максимально возможную производительность любого дрожжерастильного аппарата (в кг АСБ) можно вычислить по производительности установленной воздуходувки: 1)определить весовое количество кислорода, подаваемого воздуходувкой с воздухом за час и умножить на коэффициент К = 0,11, или производительность воздуходувки в м3/ч умножить на 34. Получим часовую производительность аппарата в граммах (по АСБ).

     5. Мною были проанализированы эксплуатационные данные работы аппаратов различных типов, включая аэрлифтные дрожчаны, аппараты интенсивного массообмена Б-50 и газобелковые установки. Наивысший выход продукции (АСБ) в расчете на каждый поданный кубометр аэрирующего воздуха дают аэрлифтные аппараты (типа УКРНИИ и а.с.№ 388016). На каждый куб. метр аэрирующего воздуха вырабатывается 33-34 грамма АСБ при потреблении до 11 % кислорода из аэрирующего воздуха. Аппараты интенсивного массообмена Б-50 вырабатывают 29 г АСБ на каждый куб.м аэрирующего воздуха при потреблении из аэрируюшего воздуха 25% кислорода. Газобелковые аппараты, производящие биомассу микроорганизмов на природном газе, вырабатывают на каждые 0,21 куб.м чистого кислорода, что эквивалентно 1 куб. м воздуха, поданного в качестве аэрирующего агента, - 34 грамма АСБ при потреблении из аэрирующей среды до 95% кислорода.

     Какое значение для науки и развития производства имеет настоящее открытие

     1. В области производства кормовых дрожжей и БВК на жидких парафинах нефти позволит реконструировать существующие аппараты с применением аэрирования КЖ с помощью низконапорного вентиляторного воздуха. Это позволит увеличить в несколько раз производительность аппаратов и многократно снизить удельные затраты энергии на привод воздуходувных машин. Я уже предлагал в 70-х годах реконструировать Б-50 с увеличением его производительности в 2-3 раза и с уменьшением затрат энергии на аэрацию и циркуляцию КЖ, как минимум, в 21 раз.

     2. Позволит повысить пропускную способность по воде сооружений биологической очистки сточных вод (аэротенков) при уменьшении конечного БПК в воде и при снижении удельных затрат энергии. Аэротенки это очень дорогостоящие очистные сооружения. Позволит применять в качестве аэротенков (особенно на заводах, загрязняющих воду органикой) сравнительно небольшие емкости в качестве аппаратов биологичесой очистки сточных вод. (На гидролизных заводах применяют дрожжерастильные аппараты для очистки сточных вод, но при сушествующих малопроизводительных и высоконапорных воздуходувках это менее эффективно).

     3. Позволит реконструировать существующие окситенки (аппараты биологической очистки сточных вод при помощи турбоаэраторов и за счет подачи в них чистого кислорода вместо воздуха. (См.Л.4 стр.182 рис. 11.20 С.В.Яковлев Ю.М. Ласков "КАНАЛИЗАЦИЯ" Москва, Стройиздат 1978), заменив в них аэрацию кислородом на аэрацию вентиляторным низконапорным воздухом. При этом будет увеличена их окислительная способность при уменьшении удельных затрат энергии на два порядка.

     4. Позволит сконструировать новые аппараты по производству белковой массы микроорганизмов (БВК) на газообразных субстратах (на природном газе). Для аэрации КЖ в них будет применяться вентиляторный воздух. На два порядка снизятся расходы энергии. Природный газ не будет сжиматься в компрессорах, а будет дросселироваться, так как в газопроводах всегда большее давление. Потребление газообразного субстрата на выработку 1 кг биомассы снизится до 1 кг (как и в аэрлифтных аппаратах). Улучшится технологичность. Возрастет производительность. Аэрирующий воздух не будет подвергаться многократной рециркуляции (аэрация КЖ воздухом будет такой же как в аэрлифтных аппаратах. Аппараты будут очень просты по конструкции и технологичны. Себестоимость БВК будет ниже себестоимости гидролизных дрожжей. Страна будет способна решить проблему снабжения животноводства и птицеводства дешевыми кормовыми белками.

     Я готов решить любую из поставленных проблем, выполнив проект с необходимыми расчетами (гидравлическими, аэродинамическими, материальными)

     Доказательства достоверности открытия br>
     1. Доказательством, полученным опытным путем, является акт испытаний дрожжерастильного 40-кубового аппарата на Архангельском гидролизном заводе. Акт находится в ВНИИГПЭ (у меня только рукописная копия акта, полученная в ВНИИГПЭ). br>
      Утверждаю Зам. Директора Архангельского br>
     

Гидролизного завода br>
     

подпись А.Л.Борисов 30.10. 79 г.

      А К Т о проведении испытаний устройства для ферментации субстратов, изготовленного Архангельском гидролизном заводе по предложению В.И.Каменного и др.

      Мы, нижеподписавшиеся, нач. ЦЗЛ - ОТК Меркулова Э.П. инженер ЦЗЛ Голышева Л.Н., инженер микробиолог дрожжевого цеха Матигорова Е.А. составили настоящий акт в том, что в октябре с.г. в дрожжевом цехе Архангельского гидролизного завода проводились испытания нового устройства, изготовленного в соответствии с прилагаемым эскизом.
      Объем испытуемого устройства составил 40 куб.м.
      На ферментацию подавали субстрат в количестве 15 куб.м./час из производственной линии, после первой ступени выращивания дрожжей (БПК5 около 3,5 кг О2 на куб.м). Ферментация осуществлялась с помощью производственной ассоциации дрожжевых и плесневых грибов (РН среды 4,5 - 4,7).
      Подача воздуха на аэрацию осуществлялось вентилятором марки ЦД - 7 - 40 № 6 с электродвигателем мощностью 14 квт.
      Отбор из аппарата осуществлялся в два потока: верхний - суспензия микроорганизмов и нижний - отработанный субстрат.
      В ходе испытаний, в которых установлена стабильная работа аппарата, были сняты следующие показатели:
      Д - удельная производительность аппарата по жидкому потоку в куб.м. общего объема в час на куб. м. ( м.куб./м.куб,час)
      N1 - удельный расход электроэнергии на аэрацию жидкости в квт.ч на 1 куб.м.жидкости в час (квт.ч/куб.м.час).
      N2 - Удельный расход электроэнергии в квт.ч на 1 тонну ассимилированной органики по БПК5 ( квт.ч/т.БПК5 ).
      Р - удельная окислительная мощность в кг БПК5 на 1 куб.м. общего объема аппарата за час (кг БПК5/кубм.час).
      Показатели работы опытного аппарата приведены в таблице; здесь же для сравнения приведены показатели работы серийного устройства для ферментации (по авторскому свидетельству № 265828), снятые в октябре месяце при работе на идентичном субстрате.

     

	Д	N1	N2	P
Опытный	0,375	0,935	720	0,49
Серийный	0, 116	3,57	3570	0,116

      Из приведенной таблицы видно, что испытанный аппарат по всем сравнительным показателям значительно превосходит серийный.

ВЫВОД

     Устройство для ферментации субстратов, предложенное В.И.Каменным и др. вполне работоспособно и имеет лучшие технико-экономические показатели, чем серийный, наиболее эффективный в гидролизной промышленности аппарат системы УКРНИИСП (по авт. св. № 265828).

     Подписи

     Настоящий акт послужил основанием для выдачи мне авторского свидетельства № 1096933 через 12 лет после его подачи в ВНИИГПЭ в 1972 году. Вначале было отказано в выдаче авторского свидетельства из- за отрицательного заключения НИИ о его полезности. Автором повторившим мое изобретение через 8 лет и испытавшим его был Владимир Иванович Каменный, работавший Главным инженером Управления Гидролизной промышленности министерства (в настоящее время он профессор Архангельского университета). Я сожалею, что Владимир Иванович не стал моим соавтором. Он прикладывал силы, чтобы внедрить мое изобретение (а.св. № 644821), но и ему это не удалось.

     Мною проведен анализ данных этого акта. Была рассчитана максимально возможная кратность циркуляции жидкости в 40-кубовом аппарате, заполненным наполовину (учитывая скорость всплывания пузырьков при глубине барботирования воздуха 200 мм, равной 30 см/сек). Она оказалась равной 67 1/час (за час каждый элементарный объем жидкости проходил через аэрирующие устройства 67 раз). В культуральной жидкости нисходящего потока содержание кислорода было равным нулю. Время контакта циркулирующей жидкости с аэрирующим воздухом в аэрирующем устройстве - не более 1 - 2 секунд.

     По закону Генри, при температуре жидкости 30 градусов, даже при длительном контакте (а не за одну секунду) в чистой, а не загрязненной, воде может раствориться не более 6 мг/л кислорода (6 г/куб.м.). Следовательно, если принять концепцию, которой придерживаются ученые института НИИсинтезбелок и ее зам директора Градовой Н.Б., за каждый цикл циркуляции (1/67 часа) в жидкости могло раствориться не более (менее) 6 х 20=120 г кислорода (20 - это заполненный объем аппарата) и синтезироваться 120 г дрожжей (приращенная биомасса микроорганизмов равна потребленному кислороду). За час - 120 х 67 = 8040 г кислорода (8,04 кг/ч). Суточная производительность аппарата по выработке дрожжей по абсолютно сухой биомассе не должна была быть более 8,04 кг/ч. Фактическая производительность составила 19,6 кг/ч, что в 2,44 раза больше теоретически возможной в соответствии с законом Генри при длительном контакте фаз (а не за 1 - 2 сек). По мнению же института ВНИИсинтезбелок производительность аппарата должна была снизится в 8 раз по сравнению с типовыми аэрлифтными. Фактически производительность была увеличена в 4,22 раза (т.е. производительность оказалась в 33 раза выше предсказанной НИИ в заключениях о бесполезности моих изобретений).

     Основным доводом в пользу отрицательных заключений на мои заявки на изобретения институт (ВНИИсинтезбелок) считает незнание автором (Зиминым Б.А.) элементарного закона соответствия растворимости газов парциальному давлению и температуре - Закону Генри и относит этот закон к культуральным жидкостям.

     "Максимальная растворимость кислорода при пропускании через водную среду при температуре 30 град. С и атмосферном давлении составляет 6 мг/л"…

     "Кроме того, учитывая время, необходимое для насыщения культуральной жидкости кислородом при вентиляции низконапорным воздухом, составляет менее 1 мин. В связи с чем, для аэрации потока 500 г/л час требуется емкость, по крайней мере, в 8 раз превышающая рабочий объем ферментера (уменьшение объема емкости приводит к снижению количества растворенного кислорода и, следовательно, уменьшению продуктивности процесса выращивания микроорганизмов"… (предполагается, что за время менее 1 минуты, а фактически время контакта КЖ с пузырьками воздуха составляет всего 2 сек, не может растворится и 6 мг/л кислорода - Прим. автора).

     Зам директора института ВНИИсинтезбелок

      Н.Б. Градова 21.02.1983 г. (ответ на одну из моих заявок на изобретение по ферментерам, в которой предлагалось увеличить расход аэрирующего воздуха за счет использования вентиляторного воздуха).

     Из результатов испытаний и проведенных доводов видно, что КЖ за одну- две секунды контакта фаз успевает потребить из аэрирующего воздуха кислорода в несколько раз больше, чем возможно его растворить при аэрировании чистой воды. Культуральная жидкость потребляет кислород из воздуха, как легкие животных - без всякого соблюдения закона Генри для чистой воды. Коэффициент массопередачи кислорода от аэрирующего агента к КЖ многократно превосходит этот коэффициент, определенный для чистой воды.

     2. Доказательство 2. В 1974 году на Бендерском биохимическом заводе был реконструирован 600- кубовый дрожжерастильный аппарат аэрлифтного типа с точечной системой воздухораспределения. До реконструкции воздух подавался в центр аппарата под циркуляционным диффузором. КЖ поднималась вверх внутри диффузора и опускалась по кольцевому пространству между стенками бака и диффузором. Пробоотборник для анализа КЖ на кислород находился внутри диффузора над воздухораспределительным устройством. Прибор всегда показывал содержание кислорода в КЖ 2 мг/л.

     Мною были выданы заводу чертежи реконструкции аппарата, позднее защищенного авт. св. № 388016. Воздухораспределительные устройства были опущены на полную глубину бака и рассредоточены по окружности вокруг диффузора, а всасывающие трубы от них были подведены внутрь диффузора (как у аппарата по авторскому свидетельству СССР № 644821,см. фиг. 1, 2 описания изобретения). На следующий день после пуска мне прислали тревожную телеграмму, что содержание кислорода в КЖ равно нулю, что дрожжи могут погибнуть (реконструкцией было предусмотрено опрокидывание циркуляции в обратную сторону и пробоотборная точка оказалась в нисходящем потоке КЖ). В дальнейшем оказалось, что дрожжи не погибли, а производительность дрожчана возрасла на 20% при том же расходе аэрирующего воздуха (имеется акт, подтверждающий повышение производительности на 20%, находящийся в ВНИИГПЭ). Такого же результата добились другие заводы, реконструировавшие дрожчаны согласно изобретению УКРНИИСП и изменившие циркуляцию на противоположную.

     Это убедило меня в том, что для увеличения производительности аэрлифтных аппаратов не хватает воздуха. Другой факт, подтверждающий нехватку воздуха: Первоначально на гидролизных заводах были только 600-кубовые дрожчаны и менее. Затем стали строить 1300-кубовые аппараты, надеясь получить увеличение производительности пропорционально увеличению объема аппарата. Однако, повышение производительности произошло только в 1,68 раза вместо 2,16 раза. Почему? Потому, что была установлена воздуходувка производительностью 16800 м3/ч вместо воздуходувки в 10000 м3/ч у 600-кубовых аппаратов. Некоторые заводы подключали к аппарату вторую воздуходувку и добивались удвоения производительности.

     Увеличение подачи воздуха, например, за счет дешевого вентиляторного воздуха позволит увеличить производительность любого аппарата в несколько раз. Это техническое решение защищено авторским свидетельством СССР № 644821.

     3. Косвенным доказательствм достоверности открытия (косвенным) может служить история получения авторского свидетельства № 644821. В нем объединены три заявки на изобретения. На первые две я получил отказ из-за отсутствия полезности, а на третью - из-за отсутствия новизны. Изобретение пытались украсть ученые, но я их поймал за руку. Один из Сибирских НИИ (не буду егоназывать), получив копию моей первой заявки (Главмикробиопром направил им на заключение) написал и отправил заключение о бесполезности моего изобретения и в тот же день отправил свою заявку, немного изменив конструкцию (объединил несколько всасывающих труб в одну), и подрисовав на концах аэраторов турбоаэраторы (в формуле же названные не турбоаэраторами а диффузорами, как в моей заявке). Аппарат по моей третьей заявке подходил под эту формулу. После моей жалобы на ИркутскНИИхиммаш мне было выдано авторское свидетельство № 644821, в котором были объединены все три заявки, а институту пришлось называть турбоаэраторы своим именем, что полностью обесценило изобретение. По ходатайству В.И. Каменного (еще до подачи им заявки на изобретение аналогичной моему а.с. № 1096933). Техническое Управление Министерства включило внедрение изобретения (а.с.№ 644821) в план Министерства. По моим эскизным чертежам институтом Севгипробиосинтез был выполнен проект реконструкции 1300-кубового дрожжерастильного аппарата на Кировском гидролизном заводе с целью повышения в несколько раз его производительности и снижения удельных затрат энергии (было применено дополнительное аэрирование КЖ вентиляторным воздухом). В течение последующих десяти лет внедрение этого изобретения включалось в план Министерства, но внедрение так и не началось.

     4. Доказательство 4. В 1988 году я посетил Московский дрожжевой завод (производство пекарских дрожжей). Тогда я занимался энергетическим оборудованием котельной завода и попросил дать мне ведомости процесса выращивания пекарских дрожжей в аппарате периодического действия. 100-кубовый аппарат заполняют жидкостью содержащей сахар (мелассу), необходимые соли, и чистую культуру микроорганизмов, полученную в лаборатории. Включают воздуходувку (с постоянной производительностью по расходу воздуха) и начинают процесс наращивания биомассы дрожжей. Ежечасно контролируется концентрация дрожжей и вычисляется прирост биомассы дрожжей.

     Первые часы процесса прирост биомассы дрожжей составляет 20 - 22 процента по отношению ко всей биомассе, находящейся в аппарате. Концентрация растворенного в КЖ кислорода максимальная, потому, что минимальная концентрация дрожжей.

     Из учебников известно, что на каждый килограмм приращенной биомассы потребляется 1 кг кислорода, то есть БПК (биологическое потребление кислорода).

     Далее процесс наращивания биомассы дрожжей идет следующим образом. Концентрация дрожжей возрастает, расход аэрирующего воздуха сохраняется постоянным, содержание растворенного кислорода в КЖ падает, процентный прирост биомассы дрожжей падает и, наконец, при достижении определенной концентрации дрожжей в аппарате, стабилизируется абсолютный прирост дрожжей в единицу времени при отсутствии растворенного кислорода в КЖ. Концентрация микроорганизмов в КЖ продолжает расти, концентрация растворенного кислорода в опускающемся потоке циркулирующей культуральной жидкости становится равной нулю, а абсолютный прирост биомассы дрожжей в единицу времени (кг/ч) становится постоянным и равным, приблизительно, 10 - 11 % от веса кислорода, поданного в аппарат воздуходувкой, или 33- 34 г АСБ на каждый куб. метр аэрирующего воздуха.

     Далее увеличить прирост биомассы дрожжей в единицу времени можно только за счет увеличения подачи аэрирующего воздуха. Но промышленные аппараты имеют только одну воздуходувку.

     Из примера видно, что скорость прироста биомассы микроорганизмов в единицу времени (скорость БПК - биологического потребления кислорода) при самых благоприятных условиях зависит от концентрации микроорганизмов и от того, что прирост биомассы МО не может превышать 22 процента в час (удвоение массы микроорганизмов может произойти только через 4 часа, даже при самых благоприятных условиях выращивания МО).

     Повышение концентрации микроорганизмов в КЖ приводит к увеличению производительности аппаратов (ферментеров, аэротенков), если достаточен расход аэрирующего агента. И наоборот, увеличение расхода аэрирующего агента, если концентрация МО в КЖ достаточна, так же приводит к росту производительности аппаратов.

     Оптимальная концентрация МО, при которой достигается максимальная производительность любого аппарата, может быть только при отсутствии растворенного кислорода). Если концентрация микроорганизмов (МО) в КЖ такова, что отсутствует растворенный кислород, то производительность аппарата зависит от расхода аэрирующего воздуха при оптимальной поверхности контакта фаз (Наиболее оптимальной является среднепузырчатая аэрация - выход воздуха через отверстия 4-10 мм. Крупнопузырчатая аэрация (точечное воздухорапределение, как у аппарата Л.3, стр. 157, рис 34, когда крупные пузыри воздуха объединяются в цепи) приводит к уменьшению производительности на 20% против максимально возможной для данного расхода воздуха), мелкопузырчатая аэрация (диаметр отверстий для прохода воздуха составляет микроны) приводит только к неоправданным расходам энергии на преодоление сопротивления аэрирующих устройств и к уменьшению окислительной способности аэротенка, так как повышенное сопротивление аэраторов приводит к сокращению расхода аэрирующего воздуха. Скорость массобмена - количество (БПК) - кислорода, потребленного в единицу времени аэробными микроорганизмами (при производстве дрожжей, при биологической очистке сточных вод и т.п.) определяется не скоростью растворения кислорода в воде, а скоростью потребления кислорода микроорганизмами при их росте (невозможно потребить массу кислорода для прироста биомассы каждый час более 22% к массе микроорганизмов, находящихся в КЖ). При этом скорость потребления кислорода из аэрирующего агента микроорганизмами при достаточной концентрации МО и достаточном расходе аэрирующего агента может превышать теоретически возможную скорость растворения кислорода в воде, рассчитанную по закону Генри, на порядок и более. Область научного и практического использования открытия На основании этого открытия могут быть решены следующие проблемы:

     1.Повышение производительности имеющихся дрожжерастильных аппаратов аэрлифтного типа, широко распространенных в гидролизной и целлюлозно- бумажной промышленности, с многократным увеличением их производительности и многократным уменьшением удельных затрат энергии на единицу продукции путем их реконструкции с небольшими капитальными затратами и замены высоконапорных воздуходувок на низконапорные дутьевые вентиляторы (использование изобретений, защищенных авт. свид. № 1096933, № 644821 и 388016, формула которого позволяет использовать низконапорный вентиляторный воздух). Создание новых типов дрожжерастильных аппаратов, например, по авт. свид. № 420659, защищенным мною в 1972 году.

     2. Реконструкция ферментера Б-50, предназначенного для выращивания аэробных микроорганизмов с использованием в качестве питательной среды жидких парафинов нефти, заключающаяся в демонтаже турбоаэраторов и замене их на устройства, обеспечивающие аэрацию КЖ вентиляторным воздухом и необходимую циркуляцию КЖ, даст следующие результаты:

     а) Повышение производительности в 2-3 раза,

     б) Уменьшение удельных затрат энергии, минимум в 21 раз (не считая сокращения затрат энергии на отвод тепла из аппарата Б-50).

     в) Многократное уменьшение тепловыделений внутри аппарата (в настоящее время градирни не справляются с отводом тепла из аппарата Б-50). 12 турбоаэраторов мощностью по 315 квт каждый вносят в аппарат 3250000 Ккал/час джоулева тепла, не считая выделений биологического тепла, а непроизводительное окисление кислородом углеводородного сырья (по сведениям НИИсинтезбелок "удалось" утилизировать 25% кислорода, подаваемого турбоаэратором с аэрирующим воздухом, вместо 11% у аэрлифтных аппаратов). С применением аэрации КЖ низконапорным воздухом фактически отпадает надобность в градирне, а биологическое тепло будет отводиться за счет подачи увеличенного количества низконапорного вентиляторного воздуха. Снижение себестоимости продукции - как минимум, в полтора раза.

     3. Решить проблему увеличения окислительной способности аэротенков в несколько раз путем установки в них устройств обеспечивающих аэрацию жидкости низконапорным вентиляторным воздухом и надежную циркуляцию жидкости (см. патент РФ № 2226182 "Аэротенк"). При строительстве новых аэротенков в три раза снижаются капитальные затраты за счет увеличения их пропускной способности и улучшения качества очистки воды.

     4. Реконструировать окситенки биологической очистки сточных вод (см. Л.4 С.В.Яковлев, Ю.М.Ласков "Канализация", Москва, Стройиздат 1978), заменив аэрацию чистым кислородом на аэрацию низконапорным вентиляторным воздухом в больших количествах, при обеспечении надежной циркуляции жидкости. Удельный расход энергии на единицу БПК будет уменьшен на два порядка (вместе с расходом энергии на получение чистого кислорода).

     5.Самый большой экономический эффект от настоящего открытия можно получить от применения его в технике биосинтеза белка из природного газа (производство биомассы микроорганизмов на газообразном субстрате - производство гаприна). Мною был разработан эффективный, требующий малых затрат энергии, способ выращивания микроорганизмов на газообразном субстрате при низком давление аэрирующих агентов и аппараты, использующие этот способ. Этот способ безопасен (исключено образование взрывоопасной газовоздушной смеси).

     6.Позволяет отказаться от применения в газобелковых установках и окситенках технического кислорода, заменив его низконапорным вентиляторным воздухом. Отпадут расходы на строительство и эксплуатацию цехов по производству кислорода и затраты на его эксплуатации. Мною было сделано несколько изобретений, защищенных авторскими свидетельствами СССР и патентом РФ, подтверждающих данное открытие.

     1) А.с. СССР № 388016, формула которого позволяет использовать как высоконапорный, так и низконапоный вентиляторный воздух, 2) А.с.СССР № 1096933, 3) А.с. СССР № 420659, 4) А.с.СССР № 644821 - аппараты для выращивания аэробных микроорганизмов, 5) Патент РФ № 2226182 "Аэротенк". (Эти авторские свидетельства, кроме аэротенка, были получены вопреки заключениям НИИ об их бесполезности). Кроме этого мною было подано несколько заявок на изобретения, которые не были защищены авторскими свидетельствами с мотивировкой "отсутствие полезности" (с этой же мотивировкой вначале было отклонено изобретение -а.с.№ 1096933. Через 12 лет, после испытаний аналогичного аппарата на Архангельском Г.З. мне было выдано авторское свидетельство на изобретение).
     1.Заявка № 3282264/13 от 27 апреля 1981 г. "Аппарат для выращивания микроорганизмов".
     2.Заявка № 4183225/13 от 19 января 1987 г. "Способ производства биомассы"
     3. Заявка № 3389383/13 "Аппарат для производства биомассы"
     4. Заявка № 3679468/13 "Аппарат для выращивания микроорганизмов"
     5. Заявка № 3299378/28-13 "Способ производства биомассы"
     6. Заявка № 1901223/28-13
     7. Заявка № 1985556/28-13
     8. Заявка № 4609767/13
     Все указанные заявки на изобретения относятся к аппаратам по производству белковой биомассы на газообразном субстрате. На них были даны отрицательные заключения о полезности отраслевыми НИИ.
     Заключения сводились или к полному отрицанию работоспособности предложенных аппаратов или - "Принципиально предлагаемый аппарат может работать для производства биомассы из природного газа, но …" Зав. Лаб. Вниисинтезбелок" к.т.н.Кузнецов В.Н. 11.12.1982 г.
     "Принципиально предложенная конструкция работоспособна, но ее полезность и технико- экономические показателимогут быть определены только после испытаний опытного образца" Утверждаю: Зам директора "ВНИИсинтезбелок" Канн С.Б. 02.03.1984
     Смысл всех заключений НИИ сводился к тому, что автор стремится преодолеть закон Генри, а это невозможно. Поэтому аппараты будут громоздкими и малопроизводительными. Испытания дрожжерастильного аппарата на Архангельском Г.З. с аэрацией КЖ при помощи вентиляторного воздуха, при котором производительность аппарата была увеличена в 4,96 раза опровергла мнение ученых, писавших отрицательные заключения.
     Сведения о приоритете и признании открытия
     1. На настоящее открытие мною уже подавалась Заявка на открытие
     № 32 -от- 9494 от 1977 г. В выдаче диплома было отказано.
     Мною было сделано несколько изобретений, отражающих суть открытия, защищенных авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ ( 1). а.с. СССР № 1096933, приоритет от 21.12. 1972 г. 2) а.с. СССР № 420659, приоритет от 30.05. 1972 г.3) а.с. СССР .№ 388016, формула которого позволяет применять для аэрации КЖ низконапорный воздух, приоритет от 22.10.1971 г. 4) а.с.СССР № 644821 приоритет от 16.12. 1975 г - аппараты для выращивания аэробных микроорганизмов, 5) Патент РФ № 2226182 "Аэротенк", приоритет от 26.03.2002 г
     Мною было подано несколько заявок на изобретения, на способ выращивания микроорганизмов на газообразных субстратах и на конструкции ферментеров, которые были признаны бесполезными и они не были защищены авторскими свидетельствами. Заявка № 3282264/13 от 27 апреля 1981 г. "Аппарат для выращивания микроорганизмов". Отказано в выдаче авторского свидетельства из-за отсутствия полезности. Заявка № 4183225/13 от 19 января 1987 г. "Способ производства биомассы при помощи аппарата по заявке № 3282264/13, заявка № 3861086/13 "Способ аэрирования культуральной жидкости" при помощи того же аппарата. Заявка № 3389383/13 "Аппарат для производства биомассы". Заявка № 3861086 "Способ аэрирования культуральной жидкости". Заявка № 3679468/13 "Аппарат для выращивания микроорганизмов" и др. Заявка № 3299378/13 "Способ производства биомассы), заявка № 1901223/28-13 "Аппарат для производства биомассы, заявка №1985556/28-13 "Аппарат для производства биомассы", заявка № 4609767/13 "Аппарат для производства гаприна".
     В некоторых заключениях ВНИИ признают, что аппарат работоспособен, но с силу закона Генри о растворимости газов в воде, будет малопроизводительным (все заключения институтов имеются в ВНИИГПЭ).
     Приоритет есть, доказательства есть - признания пока нет.
     Зимин Б.А.

      Формула открытия

     1.Установлена ранее неизвестная закономерность массообмена между аэрирующим агентом, содержащим кислород (воздухом, техническим кислородом, газообразным субстратом, смесью газообразных углеводородов с воздухом или с кислородом) и жидкостью, содержащей аэробные микроорганизмы и необходимые для их жизнедеятельности, минеральные соли и органические вещества (в дальнейшем культуральная жидкость - КЖ), состоящая в том, что при постоянстве расхода аэрирующего агента скорость массопередачи от аэрирующего агента к культуральной жидкости и выход биомассы в единицу времени возрастает по мере увеличения концентрации микроорганизмов в КЖ, при этом уменьшается концентрация растворенного кислорода в КЖ, и при достижении определенной концентрации микроорганизмов становится равной нулю, причем при нулевой концентрации кислорода в КЖ наблюдается максимальная скорость массопередачи кислорода от аэрирующеего агента к КЖ, когда коэффициент массопередачи кислорода от аэрирующего агента к КЖ превосходит теоретически возможный коэффициент массопередачи кислорода для чистой воды в несколько раз, кроме того установлена ранее неизвестная закономерность, заключающаяся в том, что в любом аппарате (ферментере, аэротенке) при постоянстве расхода аэрирующего агента, при достаточной кратности циркуляции жидкости, при достаточной поверхности контакта фаз, при отсутствии растворенного кислорода в КЖ наблюдается наибольший абсолютный прирост биомассы в единицу времени и наибольший процент усвоения микроорганизмами кислорода из аэрирующего агента, а при появлении растворенного кислорода в КЖ, что наблюдается при уменьшении концентрации микроорганизмов, и при дальнейшем увеличении концентрации растворенного кислорода, уменьшаются абсолютный прирост биомассы в единицу времени и доля усвоенного кислорода из аэрирующего агента, кроме этого увеличение расхода аэрирующего агента при отсутствии растворенного кислорода в КЖ приводит к увеличению количества приращенной биомассы в единицу времени (а при наличии растворенного кислорода не приводит), а интенсификация процесса массообмена между аэрирующим агентом и КЖ (повышение давления, увеличение степени диспергирования аэрирующего агента, рециркуляция аэрирующего агента и т.п.) при постоянстве расхода аэрирующего агента не приводит к приросту биомассы, а только к окислению субстрата с образованием углекислоты и к дополнительным тепловыделениям.
      Автор: Зимин Б.А.
     

     Библиографический список литературы и работ.
     1. "Канализация", Москва, Стройиздат , 1975
     2. ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ ВОДГЕО Авторы: Б.М.Худенко, Е.А.Шпирт "АЭРАТОРЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД", Москва, СТРОЙИЗДАТ 1973
     3. А.А.Андреев, Л.И.Брызгалов "Производство кормовых дрожжей, Издательство "Лесная промышленность", Москва, 1970 г
     4. С.В.Яковлев Ю.М. Ласков "Канализация", Москва, Стройиздат 1978
     5. Авторское свидетельство СССР № 388016, М.Кл. С 12б 1/10 "Аппарат для выращивания микроорганизмов
     6. Авт. свид. № 420659 М.Кл. С 12б 1/10 "Аппарат для выращивания микроорганизмов"
     7. Авт. свид. № 1096933 М.кл. С 12 М 1/02 "Аппарат для выращивания микроорганизмов"
     8. Авт. свид.№ 644821 М.Кл. С 12б 1/10 "Аппарат для выращивания микроорганизмов аэрлифтного типа"
     9. Патент РФ № 2226182 М.кл. С 02 F 3/22 "Аэротенк"
     10. Заявка № 3282264/13, от 27 апреля 1981 г. "Аппарат для выращивания микроорганизмов"
      микроорганизмов"
     12. Заявка № 3299378/13 от 20.04.81 "Способ производства биомассы"
     13. заявка № 3861086/13 "Способ аэрирования культуральной жидкости" от 21.02.1985
     14 Заявка № 1913790/28-13 "способ производства биомассы" от 26.04.1973
     15. Заявка № 1973331 /28-13 "Аппарат для производства биомассы" от 29.11. 1974
     16.Заявка № 1985556/28-13 "Аппарат для производства биомассы" от 08.01.1974
     17. Заявка № 1901223/28-13 "Аппарат для производства биомассы" от 30.03. 1973 (все отказные заявки касаются производства биомассы микроорганизмов на газообразных субстратах)
      18. Заявка № 4609767/13. "Аппарат для производства гаприна" от 23.11.1988 г.
     19. Заявка № 3679468/13 "Аппарат для производства биомассы" от 26.12.83
     20. Заявка на открытие № 32-от-9494 от 07. 02. 1977 "Закономерность массообмена между аэрирующим агентом, содержащим кислород и жидкостью, содержащей аэробные микроорганизмы.
      Автор: Зимин Б.А.