Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах

Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалкстнческкк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>958492 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио05.02.81 (21) 3279358/28-13

Р )М Кл

С 12 М 1/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0982: Бюллетень, ¹ 34

Дата опубликования описания15.09,82 (53) УДК 663. 14 (088. 8) I (72) Авторы изобретения

A. Г. Пенкин, И. И. Мирошниченко, В.А. Н

В.А. Горобинский, А.В. Пушков, В.Я. Бе

Л. Л. Кузнецов и B. В. Носов (71) Заявитель

Северо-Кавказский филиал Всесоюзного н исследовательского ин ститу та би осин тез а бе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И АЭРАЦИИ

ЖИДКОСТИ В ФЕРМЕНТЕРАХ

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности, а именно к устройствам для перемешивания и аэрации. жидкости в ферментерах.

Известны устройства для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах, состоящие из турбинки, заключенной в конические тарелки, установленные .с зазором по периферии, и снабженной лопастями, расположенными концентрическими рядами (1) и (2).

Однако известные устройства не обеспечивают поступления в жидкость достаточного объема воздуха и его диспергирования,что снижает эффективность процесса массопередачи кислорода к клетке и следовательно производительность ферментера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для перемешивания и аэрации жидкостей в ферментерах, состоящее из конических тарелок, ус- 25 тановленных с образованием кольцевогО сопла, между которыми размещена турбинка для подвода воздуХа в жидкость, и рассекателей потока жидкости (3). 30

Однако, в известном устройстве жидкостные струи, истекающие между рассекателями, при попадании в кольцевое сопло расширяются и сливаются, что приводит к резкому уменьшению скорости жидкости в зоне ее контакта с воздухом. При этом. снижается количество подсасываемого воздуха и степень его диспергирования, в результате чего уменьшается объемный коэффициент массопередачи кислорода и удельная производительность ферменте ра.

Целью изобретения является увеличение коэффициента 4ассопередачи и повышение таким образом удельной производительности ферментера.

Для этого в устройстве для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах состоящем из конических тарелок,установленных с образованием кольцевого сопла, между которыми размещена турбинка для подвода воздуха в жидкость, и рассекателей потока жидкости, рассекатели потока жидкости выполнены в виде установленных вертикально по периметру турбинки трубок, размещенных с зазорами между ними и прикрепленных своими торцами к внутренним поверхностям конических

958492 гарелок, при этом трубки сообщены с внутренним пространством турбинки для подвода воздуха в жидкость, а в стенках трубок выполнены щели для подачи воздуха в струи жидкости.

Предложенное устройство схематично поясняется- чертежами °

На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 вид A на фиг; 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг, 4 — разрез Б-Б 10 на фиг. 3; на фиг. 5 - вид Б на фиг. 3 ..

Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах состоит из конических тарелок 1 и 2, 15 установленных с образованием кольцевого сопла 3. Между тарелками 1 и 2 размещена турбинка 4 для подвода воздуха в жидкость ° По периферии турбинки 4 расположены отверстия 5. Кроме р0 того, она снабжена лопастями 6, расположенными радиально на ее наружных поверхностях, и лопатками 7 во внутреннем объеме турбинки. Рассекатели потока жидкости выполнены в виде установленных вертикально по периметру турбинки трубок 8, размещеиных с зазорами между ними и прикреппенных своими торцами к внутренним поверхностям конических тарелок 1 и 2.

Трубки 8 сообщены с внутренним прост ранством турбинки для подвода воэдуха в жидкость, а в стенках трубок выполнены щели 9 для подачи воздуха в струи жидкости.

Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах работает следующим.образом.

После установки устройства в ферментере и закрепления его на приводном валу горловину турбины 4 подсое- 40 диняют к воздуховоду. Устройство приводят во вращение и в ферментере устанавливается циркуляционное движение жидкости, которая входит через верхнее и нижнее отверстия 5 в тарелках 1 и 2, захватывается лопастями 6 и выбрасывается из устройства равномерно через зазоры, образованные трубками 8. Истекая с большой скоростью в зазорах между трубками 8, 0 жидкость вначале по отверстиям 5 подсасывает воздух иэ внутреннего объема турбннки, затем при дальнейшем движе ии жидкости происходит поступление воздуха в нее иэ трубок 8 по ще м 9. Воздух смешивается с жидкостью и диспергируется в ней. Образующая газожидкостная смесь истекает из кольцевого сопла 3.

Наличие рассекателей потока, выполненных в виде трубок, снабженных щелями для подачи воздуха, позволяет одновременно диспергировать газовую и жидкую фазы, увеличить величину сдвиговых деформаций, возникающих по всему сечению струй, уменьшить масштаб турбулентных пульсаций и увеличить глубину их проникновения в струи. Это позволяет увеличить коэффициент массопередачи кислорода, повысить удельную. производительность ферментера на 15% и снизить удельные энергозатраты на 10% по сравнению с прототипом. Годовой экономический эффект от внедрения устройства на заводах производительностью

12 тыс.тонн дрожжей в год составляет 2,0 млн. руб.

Формула изобретения

Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах, состоящее иэ конических тарелок, установленных с образованием кольцевого сопла, между которыми размещена турбинка для подвода воздуха в жидкость; и рассекателей потока жидкости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения коэффициента массопередачи и повышения таким образом удельной производительности ферментера, рассекатели потока выполнены в виде установленных вертикально по периметру турбинки трубок, размещенных с зазорами между ними и прикрепленных своими торцами к внутренним поверхностям конических тарелок, при этом трубки сообщены с внутренним пространством турбинки для подвода воздуха в жидкость, а в стенках трубок выполнены щели для подачи воздуха в струи жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 461113, kn. С 12 М 1/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 551362 кл. С 12 N 1/00, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

М 601308, кл..С 12 М 1/06, 1978 (прототип).

958492

1йУВ

Составитель Ю. Дербенев

Редактор Н. Горват Техред А.Ач Корректор Н. Король

Заказ 6982/36 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

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