Устройство для разделения и гашения пены к ферментерам

Устройство для разделения и гашения пены к ферментерам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: микробиологическая промышленность. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус с коническим днищем и технологическими патрубками и размещенный в корпусе барабан с перфорированной стенкой для прохода отдельного газа, установленный на вертикальном проводном валу, полость которого служит для отвода газа. Под днищем емкости размещена камера, сообщенная с емкостью посредством центрального отверстия для прохода газожидкостной смеси, в которой установлены горизонтальное лопастное колесо, укрепленное н$ приводном валу, служащее центробежным насосом, и расположенные под ним неподвижно, равномерно по окружности вертикальные пластины для направления и отвода жидкости, при этом лопасти колеса и пластины выполнены изогнутыми в противоположные стороны , а образованные между пластинами полости сообщены с патрубком для отвода дегазированной жидкости. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 761 790À1 (51)5 С 12 М 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869994/13 (22) 27.09.90 (46) 15.09.92. Бюл. М 34 (71) Научно-исследовательское объединение биологического приборостроения АН СССР (72) Б.Ф.Нестеров (56) Е,С.Левитан и др„Разработка и исследование механических пеногасителей, сборник "Микробиологическая промышленность" М 1, 1979 г., с. 31 — 33.

Авторское свидетельство СССР

М 1414412, кл. В 01 О 9/02, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 367139, кл. С 12 М 1/18, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И

ГАШЕНИЯ ПЕНЫ К ФЕРМЕНТЕРАМ (57) Использование: микробиологическая промышленность, Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корИзобретение относится к устройствам для культивирования различных микроорганизмов в ферментационных аппаратах на пенообраэующих культуральных средах и может быть использовано в микробиологической, фармацевтической, пищевой, химической промышленностях, а также в исследовательской практике в этих областях, Известен и подробно исследован ряд конструкций вращающихся дисковых пеногасителей, диски которых перфорированы отверстиями, некоторые из них имеют радиальные лопатки.

Исследование их показало, что в них наблюдается значительный унос жидкости газом за счет эффекта вторичного пенообрапус с коническим днищем и технологическими патрубками и размещенный в корпусе барабан с перфорированной стенкой для прохода отдельного газа, установленный на вертикальном проводном валу, полость которого служит для отвода газа, Под днищем емкости размещена камера, сообщенная с емкостью посредством центрального отверстия для прохода газожидкостной смеси, в которой установлены горизонтальное лопастное колесо, укрепленное на приводном валу, служащее центробежным насосом, и расположенные под ним неподвижно, равномерно по окружности вертикальные пластины для направления и отвода жидкости, при этом лопасти колеса и пластины выполнены изогнутыми в противоположные стороны, а образованные между пластинами полости сообщены с патрубком для отвода дегазированной жидкости. 4 ил. зования, "захлебывание" пеногасителей в эмульсионном оежиме.

Известен пеногаситель, содержащий набор концентрически установленных на вращающемся валу конических тарелок, на поверхность которых направляется безпенная культуральная жидкость, подаваемая иэ нижней части ферментера, с целью смыва пены встречным потоком этой жидкости.

Однако, недостаток и этого устройства заключается в уносе части жидкости с уходящим газом из-за вторичного пенообраэования в лабиринтах между коническими тарелками и возникновения эффекта "3aхлебывания" работы пеногасителя.

Из известных пеногасящих устройств наиболее подходящим с учетом вышеизло1761790 женного и близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является пеногаситель, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем и технологическими патрубками и размещенный в корпусе барабан с перфорированной стенкой для прохода отделенного газа, установленный на вертикальном приводном валу, полость которого служит для отвода газа (3).

К его недостаткам следует отнести: — невозможность ускорения пеноотделения этим устройством в случаях усиления пенообразования в ферментационном аппарате, т.к. в этом случае пена накапливается в корпусе и не успевает уходить через патрубок для выхода жидкости, т,е, происходит опять-таки "захлебывание" пеногасителя и унос пены с газом; — эффективность этого устройства недостаточна, даже если увеличивать обороты барабана, т.к. требуется еще устройство, которое бы в таком случае ускоряло и эвакуацию скапливающейся пены (жидкости) из корпуса через соответствующий патрубок, Целью изобретения является ускорение пеногашения и более полное разделение пены на газовую и жидкую составляющие. Эта цель достигается тем, что в устройстве для разделения и гашения пены к ферментерам, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем и технологическими патрубками и размещенный в корпусе барабан с перфорированной стенкой для прохода отделенного газа, установленный на вертикальном приводном валу, полость которого служит для отвода газа, под днищем емкости размещена камера, сообщенная с емкостью посредством центрального отверстия для прохода газожидкостной смеси, в которой установлены горизонтальное лопастное колесо, укрепленное на приводном валу, служащее центробежным насосом, и расположенным под ним неподвижно, равномерно по окружности вертикальные пластины для направления и отвода жидкости, при этом лопасти колеса и пластины выполнены изогнутыми в противоположные сгороны, а образованные между пластинами полости сообщены с патрубком для отвода загазированной жидкости.

На фиг, 1 представлена конструктивная схема устройства для разделения и гашения пены к ферментерам, вертикальный разрез; на фиг, 2 — конструкция камеры с центробежным насосом. вертикальный разрез; на фиг, 3 — сечение А-А на фиг. 2; на фиг, 4 — сечение Б-Б на фиг, 2.

Данное устройство содержит корпус 1, коническое днище 2, технологические пат40

5

35 рубки 3 — для входа газопенной смеси, 4— для выхода отделенного газа и Б — для выхода дегазированной жидкости, барабан 6 с перфорированной отверстиями 7 стенкой для прохода отделенного газа, Барабан 6 установлен на вертикальном приводном валу 8, внутренняя полость которого служит для отвода газа в патрубок 4 для выхода газа, Под днищем 2 размещена камера 9, сообщенная с емкостью корпуса 1 отверстием

10 и в которой установлено горизонтальное лопастное колесо 11, укрепленное на валу

12, являющегося продолжением вала 8. Комплекс этих элементов служит центробежным насосом.

Под лопастным колесом 11 расположены равномерно по окружности неподвижные вертикальные пластины 13, при этом лопасти колеса 11 и пластины 13 изогнуты в противоположные стороны, а секторальные полост : между пластинами 13 сообщены каналами 14 с патрубком 5, который расположен на крышке 15, герметично закрывающей полость камеры 9.

Пластины 13 выполнены заодно с горизонтальным диском 16, который жестко притянут к крышке 15 винтом 17.

Камера 9 имеет периферийную кольцевую полость 18, а ее корпус герметично прикреплен к фланцу днища 2 винтами 19.

Лопастное колесо 11 фиксируется на резьбовом конце вала 12 гайками 20, при этом необходимый зазор между этим колесом и корпусом камеры выставляется шайбами

21, Вращающийся полый вал 8 герметизирован в корпусе 1 уплотнением 22 (например, магнитно-жидкостным).

Устройство для оазделения и гашения пены к ферментерам работает следующим образом.

Смесь пены и газа, выходящая из фер ментера, поступает через патрубок 3 в полость корпуса 1 и далее попадает на поверхность барабана 6.

Под действием центробежных сил о. вращения барабана 6 жидкость и пена отбрасывается на внутренние стенки корпуса

1. За счет многократного соударения пены об эти стенки большая часть ее разрушается, жидкость стекает по стенкам в коническое днище 2, а освободившийся газ через отверстия 7 попадает внутрь барабана 6 и далее по полому валу 8 в патрубок 4 для выхода отделенного газа.

Одновременно с вращением барабана 6 вал 12 вращает лопастное колесо 11, кото,рое как центробежный насос засасывает из емкости конического днища 2 через цент1761790 ральное отверстие 10 жидкость и неразрушенную часть пены и направляет их в периферийную кольцевую полость 18 камеры 9.

За счет инерции вращения эта жидкость из полости 18 поступает в изогнутые под направление ее вращения секторальные полости между пластинами 13, из которых с малыми гидравлическими потерями она по каналам 14 направляется в патрубок 5.

Как правило, патрубок 5 подсоединяют к нижней части ферментера с тем, чтобы эвакуируемая из корпуса 1 жидкость и часть неразрушенной пены попадали в достаточно большую толщину невспененной и перемешиваемой культуральной среды, При усилении пенообразования в ферментере по сигналам оператора или какоголибо известного автоматического датчика пены с целью ускорения процесса разделения газа и жидкости увеличивают скорость вращения барабана 6.

Это приводит к одновременному увеличению скорости вращения лопастного колеса 11, что соответственно увеличивает производительность этого центробежного насоса по отсосу жидкости и излишков пены, т.е, скорость принудительной эвакуации их обратно в ферментер.

Описанное устройство позволяет даже при возникновении активного пенообразования в ферментере избежать эффекта "захлебывания" в нем и обеспечить ускорения пеногашения и более полного разделения пены на газовую и жидкую составляющие за счет интенсификации эвакуации из его емкости отделенной жидкости и излишков пены.

Оно может быть с успехом использовано в комплекте не только с ферментацион5 ными, но и с другими технологическими аппаратами химических и биохимических производств, в которых ожидается большое пенообразование.

Формула изобретения

10 Устройство для разделения и гашения пены к ферментерам, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем и технологическими патрубками и размещенной в корпусе барабан с перфорированной

15 стенкой для прохода отделенного газа, установленный на вертикальном приводном валу, полость которого служит для отвода газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения пеногашения и более полного

20 разделения пены на газовую и жидкую составляющие, под днищем емкости размещена камера, сообщенная с емкостью посредством центрального отверстия для прохода газожидкостной смеси, в которой

25 установлены горизонтальное лопастное колесо, укрепленное на приводном валу, служащее центробежным, насосом, и расположенные под ним неподвижно равномерно по окружности вертикальные пла30 стины для направления и отвода жидкости. при этом лопасти колеса и пластины выполнены изогнутыми в противоположные стороны, а образованные между пластинами полости сообщены с патрубком для отвода

35 дегазированной жидкости.

Ю

Составитель Б,Нестеров

Редактор А,Самерханов Техред М,Моргентал Корректор A.Äoëèíè÷

Заказ 3235 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101