!HU000006326T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 006 326 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 04 0182 (22) A bejelentés napja: 2004. 08. 02. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 200400182 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 102946 A1 200. 02. 02. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 102946 B1 2009. 02. 04. (1) Int. Cl.: C12M 1/02 (2006.01) C12M 1/16 (2006.01) C12M 1/14 (2006.01) (30) Elsõbbségi adatok: 103322 2003. 07. 31. DE (72) Feltaláló: Lüth, Peter, 23970 Wismar (DE) (73) Jogosult: PROPHYTA BIOLOGISCHER PFLANZENSCHUTZ GmbH, 23999 Malchow (DE) (74) Képviselõ: dr. Antalffy-Zsiros András, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (4) Szilárd közegû fermentor (7) Kivonat Nagyméretû szilárd közegû ipari fermentor reaktor szerelvény szilárd szubsztrátumon mikroorganizmusokat tenyészt. A szerelvénynek egy, vagy több, egymás tetejére rakott, levegõ- és vízáteresztõ fermentortálcája van, amelyek a tartalom által kifejtett nyomás révén le vannak szigetelve az oldalfal felé. A tálcák tartalmát a tálcákon (4) átnyúló függõleges lándzsák (3) hûtik. A hûtõlándzsák egyenlõ oldalú háromszög alakzatban vannak elrendezve. Mindegyik hûtõlándzsát két koncentrikus csõ alkotja, melyek közül a külsõ csõ a betápláló csõ. HU 006 326 T2 A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1 HU 006 326 T2 2 A találmány tárgya szilárd közegû fermentor mikroorganizmusok tenyésztésére szilárd szubsztrátumokon, különösen nagy volumenekben. A találmány alkalmazási területe a mikrobiológiai ipar. A WO99/72839 számú szabadalmi leírásból olyan szilárd közegû fermentor ismert, amely legalább két, levegõ- és vízáteresztõ, egymás felett elrendezett fermentortálcából áll, amelyek úgy vannak a tartály falával összekötve, hogy sem levegõ, sem víz nem tud oldaluk mentén áramolni, ahol a fermentortálcákon a tenyésztendõ mikroorganizmus tartozó tenyésztéshez használt szubsztrátum helyezkedik el és minden tálca alatt egyegy hûtõberendezés van elrendezve. Ennek a fermentornak a használat során több hátránya jelentkezik. 1. Egy olyan hûtõrendszer használata következtében, amely minden egyes fermentortálca vonatkozásában olyan hûtõkígyóként van kiképezve, amely az adott tálca alatt húzódik és egy-egy hûtõközeg hozzávezetéssel, valamint hûtõközeg elvezetéssel a fermentor falán keresztül kívülrõl kapja táplálását, a hûtéshez használt hûtõközeg erõteljes szennyezési veszélyt jelent a fermentálandó anyagra nézve. Ezt a szennyezési veszélyt fõleg az okozza, hogy minden egyes hûtõkígyót két-két (a hûtõközeg hozzávezetésére és elvezetésére szolgáló) csatlakozóelem segítségével kell összekötni a fermentoron kívül található, a hûtõközeg hozzávezetésére és elvezetésére szolgáló csövekkel. Ezeknél a csatlakozóidomoknál szivárgás léphet fel. Az ilyen jellegû szivárgás fellépésének a veszélye a fermentortálcák számának növekedésével ugyancsak nõ. A kívülrõl, oldalról a fermentorba benyúló hûtõrendszer csatlakozóidomok (fermentortálcánként egy-egy hozzávezetés és elvezetés) következtében az alatta elhelyezkedõ fermentortálcák behelyezése nehézkessé válik. Az egyes fermentortálcákat tudniillik behelyezésük során vagy ferdén kell tartani, vagy megfelelõ kivágással kell ellátni, hogy az említett csatlakozók mellett a fermentor alsó részébe le lehessen süllyeszteni. 2. További problémát jelent a WO99/72839 számú szabadalmi dokumentumban leírt szilárd közegû fermentor esetében, hogy az egyes fermentortálcákat gyûrûkre vagy más kialakítású eszközökre kell ráhelyezni (4. igénypont). Ezek a gyûrûk vagy más kialakítású eszközök hõálló tömítéssel vannak ellátva. Ennek kell megakadályoznia, hogy a fermentortálcák mentén oldalt víz vagy levegõ áramoljon keresztül. Ezek a gyûrûk vagy más kialakítású eszközök azonban oda vezetnek, hogy az adott tálca alatti tálca behelyezése nehézkessé válik. A találmánynak így az a feladat szolgált alapjául, hogy a WO99/72839 számú szabadalmi dokumentumban igényelt szilárd közegû fermentor nevezett hátrányait szerkezeti változtatásokkal kiküszöbölje, és lehetõvé tegye nagy volumenek alkalmazását. Ezt a feladatot az alább leírt találmánnyal oldottuk meg. A találmány lényeges jellemzõi: a fermentált anyag újszerû hûtése, és az egyes fermentortálcák és a fermentor fala közötti újszerû tömítés. 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 1. A fermentált anyag hûtése A fermentált anyag hûtését a fermentor aljából függõlegesen kiinduló hûtõlándzsákkal (1/3. ábra) biztosítjuk. Az egyes hûtõlándzsák távolságát a tenyésztett mikroorganizmusok által keltett hõmennyiség határozza meg. A hûtõlándzsák egymáshoz képest egy háromszög alakzatban (2. ábra) vannak elrendezve úgy, hogy mindegyik hûtõlándzsa azonos távolságra helyezkedik el a hozzá legközelebb húzódó lándzsától. A hûtõlándzsák a hûtõközeg visszavezetésére szolgáló, kis átmérõjû, belül húzódó csõbõl, valamint egy olyan nagyobb átmérõjû csõbõl állnak, amelyben az elõbb említett csõ központosan van elrendezve, és amely az elõremenõ hûtõközeg szállítására szolgál (3. ábra). A hûtõlándzsa keresztmetszetben egy kör alakú gyûrû. A külsõ csõ felsõ végén kúpos lezárással van ellátva. A belsõ csõ elõnyösen a külsõ csõ lezárásától 1¹2 cm¹re, nyitottan végzõdik. A hûtõlándzsák elõnyösen 1 3 cm külsõ átmérõjûek. A két csõ egymáshoz viszonyított átmérõjének arányát elõnyösen úgy kell megválasztani, hogy az elõremenõ hûtõközeg áramlási sebessége megegyezzen a visszatérõ hûtõfolyadék áramlási sebességével. A hûtõlándzsák a legalsó fermentortálca alatt, az 1. ábrán látható módon, a fermentorba bevezetett két csõvel vannak összekötve, ahol az egyik az elõremenõ hûtõfolyadék számára, a másik pedig a visszatérõ hûtõfolyadék számára van kialakítva. Így a nyomásálló edényként kialakított fermentor külsõ falát a fermentált anyag hûtése céljából csupán két helyen kell áttörni. A fermentortálcán fenéklemeze lyukakkal van ellátva. A lyukak átmérõje kb. 1 mm¹rel nagyobb, mint a hûtõlándzsák külsõ átmérõje. A lyukak fedelekkel láthatók el, amelyek felfelé, a tenyésztéshez használt szubsztrátumba nyílnak. Az egyes fermentortálcáknak felülrõl a fermentorba történõ behelyezése során ezeket a fedeleket a hûtõlándzsák felnyomják és ily módon szabaddá teszik az utat. Kúpos hegyüknek köszönhetõen a hûtõlándzsák a tenyésztéshez használt szubsztrátumot a fermentortálcáknak a fermentorba történõ behelyezése során gond nélkül átszúrják, azon keresztül tudnak hatolni. A hûtõlándzsák által elfoglalt térfogat miatt egy fermentortálcát annak a fermentorba történõ behelyezését megelõzõen csak olyan mértékben szabad tenyésztéshez használt szubsztrátummal megtölteni, hogy annak a fermentorba történõ behelyezést követõen a fermentortálcán elegendõ helye legyen. A fermentortálcák feltöltése azonban azután is végbemehet, miután a szóban forgó tálcát már behelyeztük a fermentorba, nevezetesen úgy, hogy a tálca pont a fermentor nyílása alatt helyezkedik el, és a hûtõlándzsák a fermentor alját a tenyésztéshez használt szubsztrátum tervezett magasságáig már átszúrták, azon áthatoltak. Ilyen feltöltési mód esetén nincs szükség a fermentortálcákban lévõ nyílások lezárására szolgáló fedelekre. Az egyes tálcákat a tervezett magasságig feltöltjük, majd beengedjük a fermentorba, 2
1 HU 006 326 T2 2 addig, amíg az egyes tálcák felfekszenek az alattuk elhelyezkedõ tálcán. Egy különleges esetben a leírt fermentor csupán egyetlen, tenyésztéshez használt szubsztrátummal megtöltött tálcával is mûködtethetõ. Ez különösen akkor lehetséges, ha a felhasznált granulátum formátumú tenyésztéshez használt szubsztrátum nagyon stabil szerkezetû és így nem áll fenn a veszély, hogy a tenyésztéshez használt szubsztrátum a sterilizálás vagy a fermentálás alatt besûrûsödik vagy tulajdonságait más módon, a tenyésztési folyamat szempontjából kedvezõtlen módon megváltoztassa. A fermentortálcák letömítése a fermentor falánál Egy aerob mikroorganizmus fermentálásához, illetve tenyésztéséhez folyamatosan szükség van oxigén tenyésztéshez használt szubsztrátumhoz vezetésére, amelyen a mikroorganizmus fejlõdik. Így a WO99/7239 számú szabadalmi dokumentumban igényelt találmánynak megfelelõen levegõt vezetünk keresztül a tenyésztéshez használt szubsztrátumon. Erre azonban csak akkor van lehetõség, ha a fermentortálcákat a fermentor fala felé letömítjük. Egyébként a levegõ a csekély ellenállás következtében elszállna az egyes tálcák mellett és a tenyésztéshez használt szubsztrátum nem lenne kellõképpen oxigénnel ellátva. A fermentortálcáknak a fermentor fala felé történõ letömítése ezenkívül a fermentor beoltásához is szükséges. A beoltás a WO99/7239 számú szabadalmi dokumentumban igényelt találmánynak megfelelõen történik, amennyiben a fermentort a legfelsõ fermentortálca feletti tálcáig steril vízzel elárasztjuk. A fedélben lévõ nyíláson keresztül azután bejuttatjuk az inokulumot, amely eloszlik a vízben. Az összes fermentortálca egyenletes beoltását ezután úgy érjük el, hogy a vizet a fermentor aljában lévõ lefolyón keresztül leengedjük a fermentorból. Ezáltal az összes fermentortálca egyenletesen átmosódik és egyben szennyezõdik az inokulummal. Ez ugyancsak kizárólag akkor lehetséges, ha a víz nem tud a fermentor oldalánál a fermentortálcák mellett elfolyni. A lég- és víztömör csatlakozást a találmány értelmében egy olyan tömítéssel érjük el, amelyet az egyes fermentortálcák közé telepítünk és amelyet a felül fekvõ tálca tömege összenyom (1/6. és 1/6a. ábra). A tömítés rugalmas, hõálló anyagból (például szilikonból) áll. A tömítés összenyomásával a tömítés oldalra kitüremkedik és nekinyomódik a fermentor belsõ falának. Ezáltal biztosítjuk a szükséges lég- és víztömör lezárást. Annak megakadályozására, hogy a tömítés túlságosan erõsen összenyomódjon, a mindenkori fent elhelyezkedõ fermentortálca az alatta fekvõ tálcán áll. Ezt például olyan távtartókkal (1/6a. ábra) érhetjük el, amelyek révén az összenyomott tömítés számára rendelkezésre álló tér az összes tálca között azonos nagyságú. A tömítés vagy az alsó tálca felsõ szélén, vagy a felsõ tálca alja alatti peremen, például egy horony segítségével szerelhetõ fel. 10 1 20 2 30 3 40 4 0 60 Csupán a legtöbbször egy nedvesítõ közeg befogadására használt legalsó fermentortálca áll egy, a fermentor falán szilárdan rögzített gyûrûn (1. ábra), amelyen egy tömítés helyezkedik el. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Szilárd közegû fermentor, egy, vagy több, egymás fölött elrendezett, levegõ- és vízáteresztõ fermentortálcával, amelyek oly módon vannak a tartály falával összekötve, hogy oldalt sem levegõ, sem víz nem tud mellettük eláramlani, ahol a fermentortálcákon a tenyésztendõ mikroorganizmusok számára tenyésztéshez használt szubsztrátum helyezkedik el, azzal jellemezve, hogy a fermentált anyag hûtése a fermentor aljából függõlegesen kiinduló és a fermentortálcákon (4) keresztülvezetett hûtõlándzsákkal (3) van megvalósítva, és a fermentortálcák (4) között tömítés (6) van beszerelve, amelyet a felül elhelyezkedõ fermentortálca (4) tömege a fermentor belsõ falának szorít. 2. Az 1. igénypont szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a hûtõlándzsák (3) egymáshoz képest háromszögû alakzatban vannak elrendezve, és mindegyik hûtõlándzsa azonos távolságban helyezkedik el a hozzá legközelebb lévõ lándzsától. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a hûtõlándzsák (3) visszatérõ hûtõközeghez való kis átmérõjû belsõ csõbõl, valamint az elõremenõ hûtõközeghez való nagyobb átmérõjû csõbõl áll, amelyben az elsõ csõ központosan van elrendezve. 4. Az 1 3. igénypontok bármelyike szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a külsõ csõ felsõ végén kúp alakú lezárással van ellátva és a belsõ csõ elõnyösen 1¹2 cm¹rel a külsõ csõ lezárása elõtt nyitottan végzõdik.. Az 1 4. igénypontok bármelyike szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a hûtõlándzsák külsõ átmérõje elõnyösen 1 3 cm. 6. Az 1. igénypontok bármelyike szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a csövek átmérõjének egymáshoz viszonyított aránya úgy van kialakítva, hogy az elõremenõ hûtõfolyadék áramlási sebessége megegyezik a visszatérõ hûtõfolyadék áramlási sebességével. 7. Az 1. igénypont szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a tömítés rugalmas, hõálló anyagból áll, amelyet a felette fekvõ fermentortálca (4) tömege a fermentor belsõ falának szorít. 8. Az 1. és 7. igénypont szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a tömítés szilikonból készül. 9. Az 1. és 7 8. igénypontok bármelyike szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a fermentortálcák (4) között távtartók (6a) vannak elrendezve. 3
1 HU 006 326 T2 2 10. Az 1. és 7 9. igénypontok bármelyike szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a tömítés vagy az alsó fermentortálca (4) felsõ peremén, vagy a felsõ fermentortálca (4) alja alatti peremen van például horony segítségével felszerelve. 11. Az 1. és 7 10. igénypontok bármelyike szerinti szilárd közegû fermentor, azzal jellemezve, hogy a leginkább egy nedvesítõ közeg befogadására használt legalsó fermentortálca (4) a fermentor falon szilárdan felszerelt gyûrûn áll, amelyen egy tömítés fekszik. 4
HU 006 326 T2 Int. Cl.: C12M 1/02
HU 006 326 T2 Int. Cl.: C12M 1/02 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest