Устройство для пеногашения

Устройство для пеногашения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕНОГАI ШЕНИЯ преимущественно к ферментерам, содержащее корпус с патрубками для j подвода пены и отвода обеспененной . кости, центрально установленный патрубок для отвода газа и винтоеую направляющую , укрепленную на последнем, о т л и ч ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени разделения пе . ны, оно снабжено расположеннойГвокруг нижней части . корпуса герметичной кам&рой для сбора выделенной из пены жилкости , при этом в стенке корпуса в его выпускной части и над входным отверстием патрубка для отвода .газа вьшолнеi ны отверстия для прохода исидкости, винтовая направляющая и внутренняя . (Л поверхность имеют несмачиваемое покрытие.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1044629 ш С 12 М 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHO5hV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3446414/28-13 (22) 31.05. 82 . (46) 30. 09,83. Бюл. ¹ 3 6. .(72) А. Г. Ветешкин. и А. М. Кутепов (71) Московский ордена Трудового Краойого Знамейй институт химического ма шиностроения (53) 663. 14. 036 (088.8) (56) 1. Способ и устройства для пено гашения в микробиологической промышленности. Обзор. СОНТИТЭИмикробиопром.

М., 1973, с; 49-56.

2. Авторское свидетельство СССР

l4 558709, кл. С 12 М 1/00, 1977.

3. Патент Англии № 1481126, .кл. В 2 P опублик. 1977 (прототип).:

t(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕНОГА-! ШЕНИЯ преимущественно к ферментерам, содержащее корпус с патрубками для подвода пены и отвода обеспененной жидкости, центрально установленный патрубок для отвода газа и винтовую направляющую, укрепленную на последнем, отличающееся тем, что, с целью повышения степени разделения пены, оно снабжено - расположеннои вокруг нижней части, корпуса герметичной камерой для сбора выделенной из пены жидкости, при этом в стенке корпуса в его выпускной части и над входным отверстием патрубка для отвода, газа выполнены отверстия для прохода жидкости, при- ю с чем винтовая направляющая и внутренняя поверхность корпуса имеют несмачиваемое покрытие. С:

Винтовая направляющая и внутренняя

55 поверхность корпуса имеют несмачиваемое

, покрьггие иэ фтороцласта или силиконовой шюнки, обладающее гидрофобными свойствами по отношению к поверхности пу-

1 1044

Изобретение относится к оборудованию для микробиологической промышленности и может быть использовано в ферментерах при выращивании микроорганизмов, например кормовых дрожжей. 5

Известны циклонные устройства для гашения пены, состоящие из цилиндрического корпуса с тангенциально установленным штуцером для подачи пены и верхним патрубком для отвода газа, конического дни-. 10 ща Со сливным штуцером для вывода обеспененной жидкости t. 1 ) .

Принцип действия данных устройств основан на центробежном разделении соо тавляющих пену фаэ во вращающемся 15 тонком слов, образованном на внутренних поверхностях корпуса и днища.

Недостатком устройств является неполное разделение пены вследствие малой величины окружной скоросги пото» 20 ка пены при ее движении по стенке цик. лона, что обусловлено высокой структур -. ной вязкостью пены. Это приводит к накоплению неразрушенной пены в комическом днище циклона и ее уносу вмес- 25 те с отходящим газом.

Известно также устройство циклонно- го типа для гашения пены, снабженное усеченным перфорированным конусом .с рассекателями, размещенным с зазором в 30 полости конического днища 2 j., В указанном пеногасителе центробежное разделение пены дополняется механическим разрушением пузырьков в зазоре между перфорированным конусом и стен- З5 кой днища вследствие воздействия рассекателей на движущийся поток пены. Однако устройство не обеспечивает достаточно полного гашения мелкодисперсной устойчивой пены так Как дополнитель 40 ное трение о рассекатели приводит к снижению окружной скорости потока пены, вследствие чего уменьшается величина центробежной силы, которая в этом случае является основным фактором разделения. 45

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для пеногашения преимущественно к ферментерам, содер- жащее корпус с патрубками для подвода пены и отвода обеспененной жидкости, 50 центрально установленный патрубок для отвода газа и винтовую направляющую, укрепленную на последнем (З.Д.

Гашение пены в известном устройтсве интенсифицируется дополнительной центробежной силой, возникающей в ка нале, образованном винтовой направляю щей. Обесцененная жидкость выводится из

629 2 нижней части корпуса, а газ - по ценя

I ру корпуса, Недостатком устройства является непол-ное гашение устойчивой мелкодисперсной пены, накапливающейся в нижней части корпуса и уносимой через центрально установленный патрубок отходящим газом.

Бель изобретения - повышение степени разделения пены.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для пеногашения, преимущественно к форментерам, содержащее корпус с патрубками для подвода пены и отвода обеспененной жидкости, центрально установленный патрубок для отвода газа и винтовую направляющую, укрепленную на последнем, снабжено расположенной вокруг нижней части корпуса герметичной камерой для сбора выделенной иэ пены жидкости, при этом в стенке корпуса в его выпускной части и над входным отверстием патрубка для отвода газа выполнены отверстия для прохода жидкос ти, причем винтовая направляющая и внутренняя поверхность корпуса имеют несмачиваемое покрытие.

На фиг. 1 показано устройство для пеногашения, продольный разрез „ на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1.

Устройство для пеногашения состоит иэ цилиндрического корпуса 1 с танген Ф циально подсоединенным патрубком 2 пщ подвода пены, установленным под углом к горизонтали, и укрепленным в егоконической части патрубком 3 для отвода обеспененной жкдкосги. В полости корпуса 1 центрально установлен патрубок 4 для отвода rasa с укрепленной на всей его длине винтовой направляющей 5 с несколькими витками. Вокруг нижней части корпуса 1 расположена герметичная цилиндрическая камера 6 для сбора выделенной иэ пены жидкости.

В стенке корпуса 1 в его выпускной ко» нической части выполнены отверстия 7 для прохода жидкости иэ камеры 6 в патрубок 3. Ниже винтовой направляющей 8 в стенке цилиндрической части корпуса выполнены отверстия 8 для прохода жидкости иэ полости корпуса 1 в камеру 6, при атом Отверстия 8 расположены над входным отверстием патрубка 4,.,,и пены Ф по радиусу Р, из которого ,видно, что скорости газа и пены умен шаются с увеличением радиуса циклона.

Возникающая при закручивании потэков центробежная сила, воздействующая, на жидкость, вследствие большой разности плотностей газа, осушенной пены и жидкости намного превосходит аналогич; ную силу для потоков газа и пены, что обеспечивает перетекание жидкости со стенки корпуса в герметичную камеру через выполненные отверстия и предок вращает дробление жидкой пленки и вто ричное пенообразование. Кроме того, отделение осушенных пузырьков от плен- . ки жидкости позволяет осуществить разрушение пены путем деформации ее. пу- . зырьков при их взаимодействии со стенкой корпуса в его конической части.

Гидрофобное покрытие винтовой направляющей и внутренней поверхности корпуса устройства способствует прилипанию к наружной несмачиваемой поверхности пузырьков пены, что приводит к возраотанию градиента скорости движения пото- ка осушенной пены при одинаковой ок- ружной скорости потока и действующих на ее пузырьки касательных напряже ний, определяемых соотношением

1где ٠— структурная вязкость

dH и д„ и пены - градиент скорости потока пены, м ° dq

В результате увеличения действующих на пену. касательных напряжений интенсифи цируется процесс разрушения пены, пре дотвращается ее накопление в нижней . части корпуса и унос с отходящим газом через центрально установленный патрубок, что способствует повышению степени разделения пены.

По сравнению с используемым в меди цинской и микробиологической промьпплен- . ности химическим пеногашением предлагаемое устройство для пеногашения имеет ряд преимуществ. Его использование не вйзы вает побочные отрицательные являения. при массоперенасе, кислорода из газовых пузырько) в культуральную жидкость при аэробном культивировании микроорганизмов. Кроме того, применение предла гаемого устройства приводит к уменьше нию размеров газовых пузырьков в слое жидкости, увеличению времени контакта фаэ на,3.0%, газосодержания слоя и по верхности фазового контакта в среднем на 1,5 S% °

3 1044629 4 зырьков пены, полученной из водных растворов культуральной жидкости.

Устройство работает следующим образом, Пена подается под углом к горизонтали через подводящий патрубок 2 со скоростью 15-30 м/с в корпус 1 пеногасителя по касательной к его внутренней поверхности и приобретает вращательное движение. При движении пены по 10 стенке корпуса в образованном винтсвой направляющей 5 канале под действием центробежной силы происходит осаждение жидкости из ее пузырьков в радиальном направлении. Одновременно при контакте внешней гидрофобной стороны образованной из водных растворов пенной пленки с гидрофобными поверхностями корпуса и винтовой направляющей вследствие смачиваемости и их взаимного прилипа- р0 ния происходит растягивание и деформа. ция пленок пены..

Под влиянием возникающих растяги — . вающих усилий пена разрушается и рас1 слаивается на жидкую пленку, текущею 1. д5 по стенке корпуса, слой пенной эмульсии

1и газ, На свободную поверхность пенной эмульсии воздействует динамический на- . пор потока газа, который транспортна рует пену и одновременно разрушает обо- 30 лочки внешних пузырьков пены. Образовавшаяся плннка жидкости вытесняется . тангенциальным потоком через отверотия В .корпуса в камеру 6, откуда она стекает через отверстия 7 на конической части корпуса в сливной патрубок 3

Часть неразрушенной пенной эмульсии закрученным потоком стекает в коничео-. кую часть корпуса, где происходит ее разрушение нри контакте с его.гидрофоб 40 ной поверхностью. Обеспеченная жид;кость выводится из пеногасителя через ,сливной патрубок 3, а выделившийся as пены газ смещается к центру пеногаси

45 бок 4, Ф

Наличие герметичной камеры для сбо ра жидкости, выделенной.из пены в ци.ж линдрической части корпуса, и выполне ../ ние в стенке корпуса отверстий для про- 50 хода жидкости иэ полости корпуса в гер метичную камеру позволяет отделить по» ,токи жидкости неразрушенной пены и газа, что исключает их дальнейший контакт и образование вторичной пены. :55

Это следует иэ циклонного соотноше ния. ® R " ""-сот М, связывающего расаре;

0 деление фангенциальных скоростей газа

1044629

Фиг,L

Ъ

Составитель Г, Лошкарева

Редактор В. Петраш Тещзед В.Далек орей Корректор С, Черни

3акаэ 7462/21 Тираж 823 Подлы

ВНИИ ПИ Государственного коьпаета СССР о делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-38, Раушская наб., д. 4/8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проемюя, 4

Использование изобретения вмес.то химических веществ пеногасителей позволяет повысить на 23% масс ообменные характеристики ферментеров и их единичную производитель ность,