AT356048B - Verfahren zur trennung der gasphase aus einer umlauffluessigkeit und gefaess zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung der Gasphase aus einer ausperlenden, insbesondere schäumenden Umlaufflüssigkeit eines Begasungsapparates, wie z. B. Verhefungsgerät, mittels Durchwirbelung in einem zylindrischen Gefäss und ein Gefäss zur Durchführung des Verfahrens. 



   Bei vielen chemischen, insbesondere biochemischen Reaktoren werden Gase in engen Kontakt mit Flüssigkeiten gebracht und anschliessend voneinander getrennt. Die Kontaktintensität steigt proportional mit der Grösse der Kontaktfläche bzw. mit der Kleinheit der in der Flüssigkeit zu verteilenden Gasblasen. 



  Die beabsichtigte hohe Kontaktintensität erhöht den Apparate- und Energieaufwand für die Trennung der Flüssigkeit vom Gas. Zur Phasentrennung wird ein entsprechender Raum vorgesehen, der zum Teil von Schaum ausgefüllt wird bzw. wird zur Verminderung der Schaummenge ein Antischaummittel, wie   z. B. Öl,   eingesprüht, welches allerdings auf der Kontaktseite eine Blasenvergrösserung bewirkt und so die Wirtschaftlichkeit des Begasungsapparates herabsetzt. Die DE-OS 1417011 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Vergleichmässigung des Hefegehaltes einer Emulsion nach einer Entgasung, wobei zur Entgasung des entstehenden Schaumes derselbe über eine schräge Ebene, eventuell durch Aufsprühen einer verarmten Emulsion, geleitet und durch Oberflächenvergrösserung zerstört wird. 



   Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Schaumbildung zu bekämpfen und den Gastrennungsprozess durch eine entsprechende Führung der zu entgasenden Flüssigkeit zu erleichtern. Die Erfindung gestattet ferner eine problemlose Abführung des beim Begasungsprozess erzeugten 
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B.u. ähnl. Flüssigkeiten mitgerissenen Keime. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit etwa in halber Höhe des Gefässes tangential zur Erzielung einer Wirbelströmung eingebracht und in Bodennähe über einen Spiralauslass geführt wird, wobei sie eine trichterförmige Oberfläche ausbildet, über welche die spezifisch leichten Gasbläschen durch die Fliehkraft in Richtung zur Achse des Gefässes ausgepresst werden, das Gas bzw. der Schaum im oberen Teil des Gefässes gesammelt und insbesondere nach einer Schaumzerstörung einem weiteren zyklonartigen Tröpfchenabscheider zugeführt wird.

   Vorzugsweise wird zur Führung des Trichters bis in Bodennähe und zur Verstärkung der Wirbelströmung am Boden zentral eine steuerbare Teilmenge der Flüssigkeit, insbesondere jene mit der angereicherten Hefe abgezogen und wird im oberen Teil des Gefässes ein Teil der abgeführten Flüssigkeit in Form eines scharfen Strahles bzw. Strahlbandes gegen die Schaumfläche zur Schaumzerstörung gerichtet bzw. wird im oberen Teil des Gefässes der Schaum zerschlagen. 



   Das erfindungsgemässe Gefäss zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen oder mehrere etwa in halber Gefässhöhe angeordnete tangentiale Einlässe und durch einen am ebenen Boden des Gefässes über den Umfang gleichmässig absaugenden Auslass, sowie durch einen am insbesondere kegelförmig ausgebildeten Deckel vorgesehenen Abzug zur Abfuhr des gereinigten Gases zu einem Flüssigkeitsfeinabscheider. Insbesondere weist der Boden eine zentrale Öffnung mit regelbaren Durchtrittsquerschnitten auf.

   Vorzugsweise weist der kegelförmige Deckel Breitbanddüsen auf, durch welche ein Teil der abgezogenen Flüssigkeit mit Druck auf die gegenüberliegende Innenwandung des Gefässes gesprüht werden kann und der im unteren Teil des Gefässes entstehende Schaum zerstört werden kann, oder es weist der kegelförmige Deckel zentral eine auskragende, insbesondere hohle Welle auf, welche an ihrem freien Ende bürstenartige Drähte oder Messer trägt. Vorzugsweise ist der Deckel mit dem Gefäss über ein Gelenk verbunden. 



   Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Die Zeichnung zeigt den Apparateaufbau zur kontinuierlichen Trennung der flüssigen von der gasförmigen Phase, insbesondere zur Entgasung der gärenden Maische. 



   Der Apparat zur Trennung der flüssigen (Maische) von der gasförmigen Phase (Gärgas) besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gefäss --1-- mit ebenem Boden --2-- und kegelförmigem Deckel   --6-.   Etwa in halber Höhe des Gefässes ist tangential ein Einlauf --3-- vorgesehen, über welchen die zu entgasende Flüssigkeit unter Bildung einer Wirbelströmung gemäss der strichlierten Linie --20-- in das Gefäss --1-- eingebracht wird. Die Wirbelströmung verläuft vom Einlauf --3-- zum Auslass --4--, der als Spiralgehäuse ausgebildet ist und der einen über den Umfang des Gefässes konstanten Abzug gewährleistet. Durch die Wirbelströmung, die durch den tangentialen Einlass und Auslass erregt wird, wird die Flüssigkeit infolge ihres gegenüber den Gasbläschen höheren spez.

   Gewichtes an die Wandung des Gefässes -   gepresst,   wodurch die Gasblasen nach innen in Richtung zur   Gefässachse --21-- wandern   und dabei 

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 trichterförmigen   Oberfläche --22-- wird ferner   durch den   Auslass --5-- bestimmt,   durch welchen eine regelbare Flüssigkeitsmenge gemäss Pfeil --16-- über das   Regelventil --17-- abgeführt   wird. Dieser Auslass --5-- erlaubt die Trennung der spezifisch schwereren Flüssigkeit vom spezifisch leichteren Produkt,   z.

   B.   gärende Maische von der Überschusshefe, welches über diesen Auslass in erhöhter Konzentration abgeführt 
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 --4-- über-   strömt   die Flüssigkeit durch, einen sich erweiternden Kanal, in welchem das Gas durch Injektorwirkung gemäss Pfeil --24-- eingesaugt wird. Als Begasungsreaktor eignet sich besonders die Konstruktion gemäss der AT-PS Nr. 336517 bzw. der Nr. 343565. Im sich erweiternden Kanalabschnitt wird die Kontaktzeit zwischen der Flüssigkeit und den Gasbläschen durch Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit erhöht, wodurch sich die mikrobiologischen Vorgänge entwickeln. Das Gas/Flüssigkeitsgemisch wird schliesslich dem   Einlass --3-- des Gefässes --1-- zur   Entgasung zugeführt, von welchem die entgaste Flüssigkeit über die Pumpe --12-- dem Begasungsreaktor --11-- wieder zugeführt wird.

   Das Gefäss --1-- besitzt einen kegelförmigen Deckel, über welchen die Gasabfuhr erfolgt, wobei vor der eigentlichen Abgasleitung --13-- ein   Flüssigkeitsfeinabscheider --9-- vorgesehen   ist, in welchem mitgerissene Flüssigkeitströpfchen und auch Keime abgeschieden und über die Leitung --25-- vor der Pumpe --12-- der umlaufenden Flüssigkeit wieder beigefügt oder mit dem   Ablauf --16-- abgeführt   werden. Bei schäumenden Flüssigkeiten sind im Deckel - Einrichtungen zur Entschäumung vorgesehen, wobei in einfachster Weise auf die Schaumoberfläche bzw. an die Gefässwandung scharfe Flüssigkeitsstrahlen aufgeblasen werden und der Schaum die durch die Flüssigkeitsstrahlen gebildete Oberfläche nicht durchdringt.

   Zu diesem Zweck sind im Deckel --6-- Breit-   banddüsen --7-- angeordnet,   die über die Leitung --26-- angespeist werden. Gegebenenfalls kann auch im Deckel --6-- eine fliegend gelagerte   Rotationswelle --8-- vorgesehen   werden, die an ihrem freien Ende bürstenförmige   Drähte --18-- aufweist   und die an ihrem andern Ende über einen Motor --15-- angetrieben wird.

   Bei besonders schwer zerstörbaren Schäumen wird die Rotorwelle hohl ausgebildet und durch diese ein Antischaummittel über die   Leitung --14-- längs   der   Achse --21-- zugeführt.   Bei dieser letzteren Art weist die Konstruktion mit der zentralen   Abführöffnung --5-- einen   weiteren Vorteil auf, indem durch diese ein Grossteil des Antischaummittels aus der Kreislaufflüssigkeit entfernt wird, ohne dass es den   Begasungsreaktor --11-- durchströmt   und die Bläschengrösse im Begasungsreaktor negativ beeinflusst. Zur besseren Reinigung des Gefässes ist der Deckel --6-- mit diesem über ein Scharniergelenk-10verbunden.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Trennung der Gasphase aus einer ausperlenden, insbesondere schäumenden Umlaufflüssigkeit eines Begasungsapparates, wie z. B. Verhefungsgerät, mittels Durchwirbelung in einem zylindrischen Gefäss, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Flüssigkeit etwa in halber Höhe des Gefässes tangential zur Erzielung einer Wirbelströmung eingebracht und in Bodennähe über einen Spiralablass abgeführt wird, wobei sie eine trichterförmige Oberfläche ausbildet, über welche die spezifisch leichten Gasbläschen durch die Fliehkraft in Richtung zur Achse des Gefässes ausgepresst werden, das Gas bzw. der Schaum im oberen Teil des Gefässes gesammelt und insbesondere nach einer Schaumzerstörung einem weiteren zyklonartigen Tröpfchenabscheider zugeführt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c hg e k e n n z e i c h n e t , dass zur Führung des Trichters bis in Bodennähe und zur Verstärkung der Wirbelströmung am Boden zentral eine steuerbare Teilmenge der Flüssigkeit, insbesondere jene mit der angereicherten Hefe, abgezogen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im oberen Teil des Gefässes ein Teil der abgeführten Flüssigkeit in Form eines scharfen Strahles bzw. Strahlbandes gegen die Schaumfläche zur Schaumzerstörung gerichtet wird. <Desc/Clms Page number 3>

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Teil des Gefässes der Schaum zerschlagen wird.

   5. Gefäss zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekend- z e i c h n e t d u r c h einen oder mehrere etwa in halber Gefässhöhe angeordnete tangentiale Ein- lässe (3) und durch einen am ebenen Boden (2) des Gefässes (1) über den Umfang gleichmässig absaugenden Auslass (4), sowie durch einen am insbesondere kegelförmig ausgebildeten Deckel (6) vorgesehenen Abzug zur Abfuhr des gereinigten Gases zu einem Flüssigkeitsfeinabscheider (9). EMI3.1 zentrale Öffnung (5) mit regelbaren Durchtrittsquerschnitten aufweist.

   7. Gefäss nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der kegelförmige Deckel (6) Breitbanddüsen (7) aufweist, durch welche ein Teil der abgezogenen Flüssigkeit mit Druck auf die gegenüberliegende Innenwandung des Gefässes (1) gesprüht werden kann und der im unteren Teil des Gefässes (1) entstehende Schaum zerstört werden kann.

   8. Gefäss nach Anspruch 5, d a d u r c hg e k e n n z e i c h n e t , dass der kegelförmige Deckel (6) zentral eine auskragende, insbesondere hohle Welle (8) aufweist, welche an ihrem freien Ende bürstenartige Drähte oder Messer (18) trägt. EMI3.2