BE519334A - - Google Patents

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BE519334A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/18Flow directing inserts
    • C12M27/24Draft tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2323Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
    • B01F23/23231Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits being at least partially immersed in the liquid, e.g. in a closed circuit
    • B01F23/232311Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits being at least partially immersed in the liquid, e.g. in a closed circuit the conduits being vertical draft pipes with a lower intake end and an upper exit end
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    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32Driving arrangements
    • B01F35/32005Type of drive
    • B01F35/3203Gas driven
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    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/02Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32Driving arrangements
    • B01F35/32005Type of drive
    • B01F35/32015Flow driven

Description

       

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  DISPOSITIFS POUR LA CIRCULATION METHODIQUE DANS DES CUVES, D'UN LIQUIDE PAR ENTRAINEMENT A   L'AIDE   D'UN GAZ, AVEC OU SANS REACTION DU GAZ SUR LE LIQUIDE. 



   L'invention a trait à des dispositifs pour la circulation méthodique, dans des cuves, d'un liquide Dar entraînement à l'aide d'un gaz, avec ou sans réaction du gaz sur le liquide. 



  De nombreuses industries utilisent le mélange intime avec des liquides, soit d'autres liquides, soit de gaz, soit même de produits fins mais à l'état solide. 



   Les systèmes d'agitation des liquides dans les cuves sont innombrables. 



   Dans certains cas, on a intérêt à opérer par insufflation d'un gaz: l'invention s'applique à ce mode d'insufflation. 



   Il est connu qu'à condition de choisir judicieusement la forme de la cuve, une simple arrivée de gaz à la partie inférieure de cette cuve peut parfois entraîner un brassage avec une circulation régulière et satisfaisante de toute la masse de liquide contenue dans la cuve. Mais ceci n'est   vrai que pour de faibles vitesses de brassage ; levolume horaire d'insuffla-   tion du gaz par exemple de l'ordre de I à 2 fois le volume liquide en cuve. C' est une excellente solution pour les brassages lents. 



   Il est des cas où l'on a besoin d'un brassage beaucoup plus violent tel qu'il faille souffler 1/2 à 1 1/2 volume par minute: le volume est compté en gaz aspiré à la pression atmosphérique et est rapporté au volume liquide non émulsionné mis en oeuvre. La section d'arrivée de gaz devant alors être très grande, le gaz doit donc être distribué par laminage à son entrée dans une cuve de hauteur courante. 



   En outre, lorsqu'on insuffle de tels volumes, on désire une circulation maximum de chaque élément de la masse liquide, avec des vitesses 

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 sensiblement constantes en chaque point: il faut donc rendre le brassage méthodique et par suite le diriger. 



   Un bon exemple de ce brassage énergique se rencontre dans les industries de fermentation aérobie et, en particulier, dans la fabrica-   tion des levures : cellules ont en effet besoin de beaucoup d'air pour   se reproduire rapidement. 



   Il est connu qu'en réalité ce n'est pas tant l'aération que 1' agitation qui nécessite l'énorme dépense de force motrice habituelle. 



  Les procédés d'aération de ces cuves ont fait l'objet de très importants travaux et de très nombreux systèmes ont été imaginés. 



   Le problème a été compliqué parce que les liquides organiques qui servent de milieu de culture sont particulièrement mousseux. Les systèmes les plus perfectionnés transforment le liquide en une émulsion dans des cuves assez hautes pour que la mousse s'y maintienne. Le liquide émulsionné est entraîné par de véritables pompes à émulsion installées le long des parois de la cuve, aspirant au fond de la cuve, refoulant audessus du niveau supérieur de la mousse et assurant une circulation intense, de plusieurs révolutions à la minute quelquefois. Les corps poreux utilisés pour insuffler l'air ont été remplacés par des dispositifs métalliques à trous fins. 



   Ainsi, tout en assurant l'aération nécessaire, on procède à une circulation méthodique à la cadence que l'on désire et qui n'est fonction que du débit d'air. 



   Ce système offre cependant des inconvénients: nécessité d'une perte de charge appréciable pour diviser l'air et élévation du fluide sensiblement au-dessus du niveau supérieur de la mousse; de plus, pertes de charge assez importantes pour faire circuler le fluide et installation relativement compliquée et coûteuse. 



  L'invention a pour but d'écarter ces inconvénients et de réaliser des dispositifs pour distribuer l'air, pour assurer une circulation méthodique du liquide et pour limiter le niveau de mousse. 



   Des modes de réalisation des dispositifs établis suivant 1' invention sont représentés, à titre d'exemple, sur le dessin ci-annexé, sur lequel : 
Les figs. 1, 2,3 et 4 sont des vues schématiques en coupe d'une cuve munie des dispositifs établis suivant l'invention; les figs. 5,6 et 7 représentent trois variantes de réalisation d'un détail de l'invention. 



  1 - Distribution de l'air: les demandeurs prévoient de souffler cet air sur le fond I d'une cuve 2 à une vitesse telle qu'il se mélange instantanément au liquide et sur toute la zône de sortie de l'air; une vitesse d'une quinzaine de mètres-seconde convient par exemple. Sur le dessin, l'arrivée du gaz est désignée par 3 et celle du liquide par 4. Il suffit d'assurer cette vitesse à l'air introduit sans le diviser spécialement par de fins orifices. 



   On prévoit à cet effet un répartiteur approprié 5 qui peut être constitué par un plateau (fig. 5), par un cône (fig. 6) ou de toute autre manière comme sur la fig. 7, ce répartiteur étant monté le plus souvent au centre du fond I de la cuve 2 et se terminant parallèlement à ce fond à une distance de par exemple 2 à 3 centimètres. La section de passage est calculée pour donner à l'air une vitesse de 10   à   20 mètres-seconde par exemple. On peut imaginer aussi un certain nombre 

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 d'orifices horizontaux de 3 à 5 cm2 de section par exemple. Mais les dispositifs prévus sont toujours fixes et'de construction simple, économique et ne risquant pas de s'obstruer. 



  2 -   Etablissement   d'une circulation méthodique: un tube vertical central 6 est monté dans la cuve 2 de façon à coiffer l'arrivée d'air 3 et à s'amorcer en pompe à émulsion dès que le niveau hydrostatique de la cuve est assez haut. Le tube 6 dirige alors la circulation, aussi est-il désigné ci-après sous le nom de cylindre directeur. Son diamètre et sa hauteur au-dessus du fond I sont calculés pour que les vitesses du fluide entraîné ne déterminent pas de trop grandes pertes de charge, par exemple 2,50 à 3 mètres-seconde pour le'fluide à l'intérieur du tube 6 (liquide émulsionné du bas de la cuve mélangé à l'air soufflé) et un peu moins pour le liquide émulsionné du bas de la cuve à son passage sous le tube 6 suivant la flèche 7 sur la fig. I. 



   Le niveau supérieur de l'orifice 8 du tube 6 est déterminé en fonction du poids de liquide en travail, pour que la colonne émulsionnée en sorte à une vitesse appropriée et pour qu'il y ait ainsi brassage et aération suffisants, avec une circulation régulière. 



   Par exemple, le niveau supérieur du tube 6 peut être supérieur de 60% au niveau hydrostatique du liquide non émulsionné par rapport au fond de la cuve. Il peut être plus bas ou plus haut suivant les cas. Peu de temps après que s'est amorcée la circulation violente, toute la masse est transformée en une émulsion; celle-ci est de densité croissante de   haut en bas ; densité moyenne, suivant l'aération et surtout suivant la   tension superficielle du liquide, peut être de 0,5, 0,4 et même descendre à 0,3. 



   Il est aisé de voir que 1 mètre cube d'air peut élever plusieurs tonnes de liquide surtout lorsqu'il est émulsionné, car il n'y a pas à compter d'autre travail d'élévation de la masse que celui qui correspond aux pertes de charge. Suivant l'invention, celles-ci peuvent être aussi réduites que possible tant pour l'air que pour 1'émulsion: elles sont finalement très faibles en effet. Et si l'on est obligé d'augmenter la pression de refoulement de l'air, on peut diminuer son débit. 



   Le cylindre directeur est d'autant plus long que l'on désire   forcer la circulation; il peut être court ; peut même être supprimé   complètement tout en maintenant une circulation qui, cependant, est beaucoup moins régulière. 



   Par ailleurs, l'expérience montre que l'aération biologiquement nécessaire est toujours assurée dans ces brassages violents. On peut ainsi arriver, pour I kg. de levure sèche, à ne dépenser que 0,7 CVh pour le soufflage de la cuve. 



  3 - Limitation du niveau de mousse: la mousse légère qui se forme à la partie supérieure de l'émulsion, si elle devient trop légère et monte trop haut, obligerait à employer de l'antimousse. Pour éviter cela, il faut d' abord soustraire une partie du plan supérieur de l'émulsion à l'action des bulles d'air et d'acide carbonique qui se dégagent de la masse en émulsion, puis faire redescendre la mousse ainsi mise à l'abri et si possible en partie démolie, dans la masse d'émulsion liquide. 



   Le dispositif prévu à cet effet consiste à monter concentriquement au cylindre directeur 6 à l'intérieur de celui-ci, un tube 9 ayant une section bien inférieure à celle du cylindre 6 et évasé à sa partie   supérieure en un entonnoir 10 de profil approprié ; colonne ascendante   est ainsi projetée vers l'horizontale par la face inférieure externe de l'entonnoir 10 suivant la flèche II des figs. 1, 2 et 4, et la mousse retombe par la face supérieure interne de cet entonnoir. Le niveau de 1' 

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 orifice supérieur 12 de l'entonnoir dépasse sensiblement le niveau 8 du cylindre directeur 6. Cette différence de niveau est fonction de la   densi-   té moyenne de l'émulsion et peut varier dans d'assez larges limites. 



   Le diamètre supérieur D de l'entonnoir 10 est par exemple de même ordre de grandeur que celui d du cylindre directeur 6. La section du tube 9 doit permettre l'écoulement de la mousse à une vitesse de quelques décimètres à la seconde. 



   Ce qui est essentiel, c'est que la sortie inférieure 13 dé-   bouche dans une zône où l'air soufflé ne puisse remonter ; faut alors   que le tube 9 descende tout contre le plateau 5 sous lequel l'air est soufflé (dans le cas où c'est ce dispositif de soufflage qui a été choisi) et ce plateau 5 est muni, à son extrémité, d'une bavette   14   qui remonte vers le haut, par exemple de 10 centimètres, comme le montrent les figs. 1,2, 3, 5 et 6. Le tube 9 débouche alors dans   une zone   à 1' abri des remous de l'air soufflé. Dans ce cas, il y a même aspiration de haut en bas dans le tube 9. Sans la bavette 14 ou un dispositif équivalent, l'air pourrait au contraire remonter dans le tube 9 terminé par l'entonnoir 10. 



   Sir l'air arrive par un autre dispositif, il est facile de faire déboucher d'une manière analogue le tube 9 de retour de mousse à l'abri du départ ascensionnel de l'air, dont l'action se traduit alors comme précédemment par une succion. 



   Bien entendu, toutes les sections de passage doivent être réglées pour éviter tout étranglement. 



   Enfin, c'est par l'entonnoir 10 que sont introduits tous les liquides qui doivent être versés dans la cuve 2 lorsqu'il y a coulage continu : de la sorte,l'effet de mouillage et de démolition de la mousse est accentué mais, en outre, le liquide de coulage est introduit le plus rationnellement possible pour sa propre utilisation. 



   Les figs. 1 à 7 correspondent à des exemples de réalisation pris entre bien d'autres, car les variantes sont très nombreuses : l'air peut être amené par le haut dans un tube central concentrique aux autres tubes 6 et 9 ou par le fond I; on peut soutirer la cuve en continu par débordement de la mousse, par exemple suivant la flèche 15 de la fig. 4 ce qui rend inutile le dispositif prévu en 3 . On peut même supprimer le tube directeur 6 et n'utiliser que le dispositif prévu en 1  ou en 2 . 



  Dans de petites cuves, et si la mousse ne gêne pas, on ne se sert que du dispositif prévu en 1 . 



   En résumé, grâce à l'emploi conjugué des dispositifs prévus en 1 ,2  et 3  et pris soit séparément,soit deux à deux, soit tous les trois combinés, on obtient la meilleure circulation et le contact le plus efficace contre le moût et l'air, ce qui procure les rendements les meilleurs, tout en abaissant au minimum la dépense de force motrice et en économisant toute consommation d'antimousse pendant que le niveau, se tenant pratiquement constant, écarte la crainte d'une infection dans les zônes où la mousse tend à monter et descendre. 



   Les dispositifs décrits peuvent être réalisés en toute matière appropriée, par exemple en tôle et les tôleries internes peuvent servir de réfrigérants si c'est nécessaire; en effet, il suffit qu'une ou plusieurs des tôles cylindriques (celle du cylindre directeur est la plus intéressante à cet égard) soient doublées et qu'un rond ou carré d'acier de quelques millimètres enroulé en hélice entre les deux parois de tôle main- tienne 1'ecartement entie celles-ci et oblige l'eau de refroidissement à cir- culer avec une grande vitesse. On obtient alors un réfrigérant à écoulement 

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 lamellaire très économique et très efficace. On peut choisir par exemple un carré de 8 m/m enroulé en spires au pas de 12 cm. pour 5 cm3 d'eau 1' heure par exemple.

   La face intérieure a, du fait de la grande vitesse ascensionnelle du fluide, un excellent coëfficient de convection malgré la faible densité du fluide. On peut généralement supprimer tout serpentin dans la cuve, même avec des fabrications très exothermiques. 



   Ce qui a été indiqué pour une cuve de fabrication de levure est valable pour bien d'autres fabrications, que le gaz entre ou non en réaction. 



   Dans le cas d'une cuve de fermentation anaérobie, où un brassage lent est suffisant, on peut utiliser de l'acide carbonique comme connu. 



  Mais il n'est pas besoin du tube directeur 6 pour un tel brassage qui n'a plus pour but que d'égaliser approximativement l'activité de la fermentation dans toute la masse et d'empêcher les dépôts dans le fond. 



   Un débit de 2 volumes-heure (très inférieur au volume du gaz dégagé par la fermentation) sera soufflé à la base conformément au dispositif prévu en 1 . On supprime alors le tube directeur 6 et grâce au dispositif prévu en 3 , on n'aura plus, malgré l'augmentation de l'activité fermentative de la cuve, à s'occuper de la mousse qui sera sucée vers le bas par l'entonnoir. On pourra ainsi augmenter encore l'efficacité de la cuve en remontant au maximum le niveau de son remplissage. 



   Les dispositifs décrits comportent un ensemble de tubes concentriques 6 et 9 dans l'axe d'une cuve cylindrique 2. Il est bien évident que l'on peut avoir une cuve assez grande pour comporter plusieurs ensembles convenablement répartis en projection horizontale. La cuve peut aussi affecter n'importe quelle forme et les tôleries peuvent ne pas être disposées symétriquement. 



   REVENDICATIONS. 



   1  Dispositifs pour la circulation méthodique, dans des cuves, d'un liquide par entraînement à l'aide d'un gaz, avec ou sans réaction du gaz sur le liquide, caractérisés par le fait que, pour distribuer l'air, cet air est soufflé sur le fond d'une cuve au centre duquel est monté un répartiteur approprié constitué par un plateau, par un cône ou par un organe analogue se terminant parallèlement à ce fond, à une distance de par exemple de 2 à 3 cms. en ménageant entre le répartiteur et le fond une section de passage calculée pour imprimer à l'air une vitesse de 10 à 20 mètres-seconde par exemple. 



   2  Dispositifs suivant 1  caractérisés par le fait que, pour l'établissement d'une circulation méthodique, un tube vertical central est monté dans la cuve de façon à coiffer l'arrivée de l'air et à s'amorcer en pompe à émulsion dès que le niveau hydrostatique de la cuve est assez haut, jouant ainsi le rôle d'un cylindre directeur dont la longueur et la section dépendent des conditions dans lesquelles la circulation doit être forcée. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



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  DEVICES FOR THE METHODICAL CIRCULATION IN TANKS OF A LIQUID BY TRAINING USING A GAS, WITH OR WITHOUT REACTION OF THE GAS ON THE LIQUID.



   The invention relates to devices for the methodical circulation, in tanks, of an entrained liquid by means of a gas, with or without reaction of the gas on the liquid.



  Many industries use intimate mixing with liquids, either other liquids, gas, or even fine products but in a solid state.



   There are countless systems for agitating liquids in tanks.



   In some cases, it is advantageous to operate by insufflation of a gas: the invention applies to this method of insufflation.



   It is known that, on condition that the shape of the tank is chosen judiciously, a simple arrival of gas at the lower part of this tank can sometimes cause stirring with regular and satisfactory circulation of all the mass of liquid contained in the tank. But this is only true for low stirring speeds; the hourly gas insufflation volume, for example of the order of 1 to 2 times the liquid volume in the tank. It is an excellent solution for slow brews.



   There are cases where a much more violent stirring is required such that it is necessary to blow 1/2 to 1 1/2 volume per minute: the volume is counted as gas sucked at atmospheric pressure and is related to the non-emulsified liquid volume used. As the gas inlet section must then be very large, the gas must therefore be distributed by rolling at its inlet into a tank of standard height.



   In addition, when such volumes are blown, maximum circulation of each element of the liquid mass is desired, with speeds

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 appreciably constant at each point: it is therefore necessary to make the mixing methodical and consequently to direct it.



   A good example of this vigorous stirring is found in the aerobic fermentation industries and, in particular, in the manufacture of yeasts: cells indeed need a lot of air to reproduce quickly.



   It is known that in reality it is not so much the aeration as the agitation which requires the enormous expenditure of usual motive force.



  The aeration processes of these tanks have been the subject of very important work and very many systems have been devised.



   The problem has been complicated because the organic fluids which serve as the culture medium are particularly foamy. The most sophisticated systems transform the liquid into an emulsion in tanks high enough for the foam to stay there. The emulsified liquid is driven by real emulsion pumps installed along the walls of the tank, sucking at the bottom of the tank, pushing back above the upper level of the foam and ensuring intense circulation, sometimes several revolutions per minute. The porous bodies used to blow air have been replaced by metal devices with fine holes.



   Thus, while ensuring the necessary ventilation, one proceeds to a methodical circulation at the rate which one wishes and which depends only on the air flow.



   However, this system offers drawbacks: need for an appreciable pressure drop to divide the air and elevation of the fluid substantially above the upper level of the foam; in addition, pressure drops large enough to circulate the fluid and relatively complicated and expensive installation.



  The object of the invention is to eliminate these drawbacks and to provide devices for distributing the air, for ensuring methodical circulation of the liquid and for limiting the level of foam.



   Embodiments of the devices established according to the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which:
Figs. 1, 2, 3 and 4 are schematic sectional views of a tank provided with the devices established according to the invention; figs. 5, 6 and 7 show three variant embodiments of a detail of the invention.



  1 - Air distribution: the applicants plan to blow this air on the bottom I of a tank 2 at a speed such that it mixes instantly with the liquid and over the entire air outlet area; a speed of about fifteen meters per second is suitable for example. In the drawing, the gas inlet is designated by 3 and that of the liquid by 4. It suffices to ensure this speed to the air introduced without dividing it especially by fine orifices.



   A suitable distributor 5 is provided for this purpose, which may be constituted by a plate (fig. 5), by a cone (fig. 6) or in any other way as in fig. 7, this distributor being mounted most often in the center of the bottom I of the tank 2 and ending parallel to this bottom at a distance of for example 2 to 3 centimeters. The passage section is calculated to give the air a speed of 10 to 20 meters per second for example. We can also imagine a number

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 horizontal orifices of 3 to 5 cm2 in section for example. But the devices provided are always fixed and 'of simple construction, economical and not running the risk of clogging.



  2 - Establishment of a methodical circulation: a central vertical tube 6 is mounted in the tank 2 so as to cap the air inlet 3 and to prime with an emulsion pump as soon as the hydrostatic level of the tank is sufficient high. The tube 6 then directs the circulation, so it is hereinafter referred to as the steering cylinder. Its diameter and its height above the bottom I are calculated so that the speeds of the entrained fluid do not determine too great pressure drops, for example 2.50 to 3 meters-second for the fluid inside the tube 6 (liquid emulsified from the bottom of the tank mixed with the blown air) and a little less for the liquid emulsified from the bottom of the tank as it passes under the tube 6 following arrow 7 in FIG. I.



   The upper level of the orifice 8 of the tube 6 is determined as a function of the weight of the liquid in operation, so that the emulsified column leaves at an appropriate speed and so that there is thus sufficient mixing and aeration, with regular circulation. .



   For example, the top level of tube 6 may be 60% higher than the hydrostatic level of the non-emulsified liquid relative to the bottom of the tank. It can be lower or higher depending on the case. Shortly after the violent circulation begins, the whole mass is transformed into an emulsion; this one is of increasing density from top to bottom; average density, depending on aeration and above all depending on the surface tension of the liquid, can be 0.5, 0.4 and even go down to 0.3.



   It is easy to see that 1 cubic meter of air can raise several tons of liquid, especially when it is emulsified, because there is no other work of raising the mass than that which corresponds to the losses. dump. According to the invention, these can be as small as possible both for the air and for the emulsion: they are ultimately very low indeed. And if we have to increase the air delivery pressure, we can reduce its flow.



   The steering cylinder is all the longer as one wishes to force the circulation; it can be short; can even be removed completely while maintaining circulation which, however, is much less regular.



   Moreover, experience shows that the biologically necessary aeration is always ensured in these violent mixing. We can thus arrive, for I kg. of dry yeast, to spend only 0.7 CVh for blowing the tank.



  3 - Limiting the level of foam: the light foam which forms at the top of the emulsion, if it becomes too light and rises too high, would require the use of antifoam. To avoid this, it is first necessary to subtract a part of the upper plane of the emulsion from the action of the air bubbles and of carbonic acid which are released from the mass in emulsion, then to lower the foam thus brought to light. the shelter and if possible partly demolished, in the mass of liquid emulsion.



   The device provided for this purpose consists in mounting concentrically with the steering cylinder 6 inside the latter, a tube 9 having a section much smaller than that of the cylinder 6 and flared at its upper part in a funnel 10 of suitable profile; ascending column is thus projected horizontally by the outer underside of the funnel 10 following arrow II of FIGS. 1, 2 and 4, and the foam falls back through the inner upper face of this funnel. The level of 1 '

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 The top orifice 12 of the funnel substantially protrudes from the level 8 of the steering cylinder 6. This difference in level is a function of the average density of the emulsion and can vary within rather wide limits.



   The upper diameter D of the funnel 10 is for example of the same order of magnitude as that of the steering cylinder 6. The section of the tube 9 must allow the flow of the foam at a speed of a few decimeters per second.



   What is essential is that the lower outlet 13 opens into a zone where the blown air cannot rise; The tube 9 must then descend right up against the plate 5 under which the air is blown (in the case where it is this blowing device which has been chosen) and this plate 5 is provided, at its end, with a flap 14 which rises upwards, for example 10 centimeters, as shown in figs. 1, 2, 3, 5 and 6. The tube 9 then opens into a zone 1 sheltered from the eddies of the blown air. In this case, there is even suction from top to bottom in the tube 9. Without the flap 14 or an equivalent device, the air could on the contrary rise in the tube 9 terminated by the funnel 10.



   If the air arrives by another device, it is easy to cause the foam return tube 9 to open in a similar manner, sheltered from the upward departure of the air, the action of which then results, as before, by a sucking.



   Of course, all passage sections must be adjusted to avoid any constriction.



   Finally, it is through the funnel 10 that are introduced all the liquids which must be poured into the tank 2 when there is continuous pouring: in this way, the effect of wetting and demolition of the foam is accentuated but , moreover, the casting liquid is introduced as rationally as possible for its own use.



   Figs. 1 to 7 correspond to exemplary embodiments taken from among many others, because the variants are very numerous: the air can be brought from above into a central tube concentric with the other tubes 6 and 9 or through the bottom I; the tank can be withdrawn continuously by overflowing the foam, for example along arrow 15 of FIG. 4 which makes the device provided for in 3 unnecessary. It is even possible to omit the directing tube 6 and only use the device provided for in 1 or 2.



  In small vats, and if the foam is not in the way, only the device provided in 1 is used.



   In summary, thanks to the combined use of the devices provided for in 1, 2 and 3 and taken either separately, or two by two, or all three combined, the best circulation and the most effective contact against the must and the water are obtained. air, which provides the best yields, while minimizing the expenditure of motive power and saving any consumption of antifoam while the level, being held practically constant, eliminates the fear of infection in areas where the foam tends to rise and fall.



   The devices described can be made of any suitable material, for example sheet metal and the internal sheet metalwork can serve as coolants if necessary; in fact, it suffices that one or more of the cylindrical sheets (that of the steering cylinder is the most interesting in this respect) are doubled and that a round or square of steel of a few millimeters wound in a helix between the two sheet walls maintains the entire gap and causes the cooling water to flow at high speed. This results in a flow coolant

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 very economical and very efficient lamellar. One can choose for example a square of 8 m / m wound in turns at intervals of 12 cm. for 5 cm3 of water 1 hour for example.

   The inner face has, because of the high speed of rise of the fluid, an excellent convection coefficient despite the low density of the fluid. It is generally possible to eliminate any coil in the tank, even with very exothermic fabrications.



   What has been indicated for a yeast production tank is valid for many other products, whether or not the gas reacts.



   In the case of an anaerobic fermentation tank, where slow stirring is sufficient, carbonic acid can be used as known.



  But there is no need for the directing tube 6 for such a stirring, which only has the purpose of approximately equalizing the fermentation activity throughout the mass and preventing deposits at the bottom.



   A flow rate of 2 volume-hours (much less than the volume of gas released by the fermentation) will be blown at the base in accordance with the device provided in 1. The directing tube 6 is then removed and thanks to the device provided at 3, despite the increase in the fermentative activity of the tank, we will no longer have to deal with the foam which will be sucked down by the funnel. The efficiency of the tank can thus be further increased by raising the level of its filling as much as possible.



   The devices described comprise a set of concentric tubes 6 and 9 in the axis of a cylindrical tank 2. It is obvious that one can have a tank large enough to include several sets suitably distributed in horizontal projection. The tank can also have any shape and the sheet metal may not be symmetrically arranged.



   CLAIMS.



   1 Devices for the methodical circulation, in tanks, of a liquid by entrainment with the aid of a gas, with or without reaction of the gas on the liquid, characterized in that, in order to distribute the air, this air is blown onto the bottom of a tank in the center of which is mounted an appropriate distributor consisting of a plate, a cone or a similar member terminating parallel to this bottom, at a distance of for example from 2 to 3 cms. by providing between the distributor and the bottom a passage section calculated to impart to the air a speed of 10 to 20 meters per second for example.



   2 Devices according to 1 characterized in that, for the establishment of a methodical circulation, a central vertical tube is mounted in the tank so as to cap the air inlet and to prime in emulsion pump from that the hydrostatic level of the tank is high enough, thus playing the role of a steering cylinder whose length and section depend on the conditions under which the circulation must be forced.

** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.


    

Claims (1)

3 Dispositifs suivant 1 caractérisés par le fait que, pour la limitation du niveau de mousse concentriquement au cylindre directeur et à l'intérieur de celui-ci est monté un tube évasé, à sa partie supérieure, en entonnoir de profil approprié, le niveau de l'ori- fice,supérieur de l'entonnoir dépassant considérablement le niveau du cylindre directeur et le diamètre supérieur de l'entonnoir étant de même ordre de grandeur que le diamètre du cylindre directeur, et la sortie inférieure du tube intérieur aboutissant tout contre la répartiteur précité qui peut être muni, à son extrémité, d'une bavette remontant vers le <Desc/Clms Page number 6> haut. 3 Devices according to 1, characterized by the fact that, for the limitation of the level of foam concentrically to the steering cylinder and inside thereof is mounted a flared tube, at its upper part, in a funnel of appropriate profile, the level of the upper orifice of the funnel considerably exceeding the level of the directing cylinder and the upper diameter of the funnel being of the same order of magnitude as the diameter of the directing cylinder, and the lower outlet of the inner tube terminating directly against the aforementioned distributor which can be fitted, at its end, with a flap going up towards the <Desc / Clms Page number 6> high. 4 Dispositifs suivant 1 caractérisés par le fait que le cylindre directeur et éventuellement le tube concentrique intérieur sont à parois doubles pour le passage d'eau de refroidissement circulant à grande vitesse. 4 Devices according to 1 characterized in that the steering cylinder and possibly the inner concentric tube have double walls for the passage of cooling water circulating at high speed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1116197B (en) * 1958-10-17 1961-11-02 Distillers Co Yeast Ltd Reaction vessel for circulating liquids

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1116197B (en) * 1958-10-17 1961-11-02 Distillers Co Yeast Ltd Reaction vessel for circulating liquids

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