CH615360A5 - Appliance in a recycle reactor for admixing liquids with gases - Google Patents

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CH615360A5
CH615360A5 CH285577A CH285577A CH615360A5 CH 615360 A5 CH615360 A5 CH 615360A5 CH 285577 A CH285577 A CH 285577A CH 285577 A CH285577 A CH 285577A CH 615360 A5 CH615360 A5 CH 615360A5
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chips
gas
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liquid
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CH285577A
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Hans Dr Ing Mueller
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Chemap Ag
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Description


  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung in einem Schlaufenreaktor zum Begasen von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Schlaufenreaktor koaxial angebrachtes Leitrohr (8) eine Gaszuführung (10) aufweist und mit Spänen (16) ausgefüllt ist.



   2. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zur aeroben Züchtung von Mikroorganismen.



   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne (16) scharfe Kanten aufweisen.



   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne (16) aus Metall hergestellt sind.



   5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne (16) aus Kunststoff hergestellt sind.



   Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung in einem Schlaufenreaktor zum Begasen von Flüssigkeiten.



   Schlaufenreaktoren sind Blasensäulen, welche durch den Einbau eines koaxialen Leitrohres der mit Gas beladenen aufsteigenden Flüssigkeit einen definierten Umlauf vorschreiben.



  Man unterscheidet mehrere Arten von Schlaufenreaktoren. Im einfachsten Fall wird Gas durch eine zentrale Düse am Boden des Reaktors in das Leitrohr eingeführt. Die Gasblasen nehmen die Flüssigkeit nach dem Prinzip der Mammutpumpe nach oben mit. Die Flüssigkeit strömt unter Entgasung über den oberen Rand zwischen Reaktormantel und Leitrohr nach unten zurück. Durch einen zusätzlichen Treibstrahl kann die Gasdispergierung wesentlich verbessert werden.



   Schlaufenreaktoren werden bei vielen technischen Gas Flüssigkeitsreaktionen eingesetzt. So beschreibt die DE-PS 1 205 514 die Durchführung des Oxoverfahrens in einem Schlaufenreaktor, und die DE-OS 2 506 934 beschreibt einen Schlaufenreaktor für Bioreaktionen. Trotz der geringen Blasengrösse im Bereich von 10-1000 Micrometer stellen die bekannten Schlaufenreaktoren bei Reaktionen, beispielsweise bei Bioreaktion zur aeroben Züchtung von Mikroorganismen, eine nichtausreichende Versorgung dieser Mikroorganismen mit Sauerstoff dar.



   Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung in einem Schlaufenreaktor zu schaffen, die eine bessere Ausnutzung des zur Begasung verwendeten Gases ermöglicht.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale aufweist.



   Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung beispielsweise näher beschrieben werden.



   Die einzige Figur stellt einen Schlaufenreaktor mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung dar.



   Der Reaktor besteht aus einem zylindrischen Kessel 1 mit einem Doppelmantel 2. Der Kessel 1 ist auf Stützen 3 aufgestellt und besitzt einen Eintrittsstutzen 4 für das zu begasende Medium und einen Austrittsstutzen 5 für das Reaktionsprodukt. Ein weiterer Stutzen 6 ist für die Zuluft und ein Stutzen 7 im Kopf des Reaktors für die Abluft vorgesehen. Im Innern des Behälters befindet sich das koaxial angebrachte Leitrohr 8 mit einer Lochplatte 9, die den gesamten Querschnitt ausfüllt. Ein   Belüftungsringrohr    11 weist mit seinen Gasaustritts  öffnungen in den Leitrohrquerschnitt hinein. Ein gleiches
Lochblech 11 verschliesst das Leitrohr 8 gegen oben. Das In nere des Leitrohres 8 ist vollständig mit Spänen 16 ausgefüllt.



   Es haben sich vorzugsweise Metall- und Kunststoffspäne als geeignet erwiesen, abhängig von der Art des zu begasenden
Mediums. Bei der Begasung von Medien zur Züchtung von
Mikroorganismen haben sich vorzugsweise Späne aus Edel stahl als geeignet erwiesen. Hierbei wird drehspanartigen Metallspänen aus rostfreiem Stahl den Vorzug gegeben. Der Kühlmantel ist mit einem Eintritt 12 und einem Austritt 13 versehen. Das Leitrohr 8 ist in bekannter Weise durch Verstrebungen 14 und 15 befestigt.



   Im Betrieb wird der Reaktor, der beispielsweise mit Mikroorganismen und einem handelsüblichen Nährsubstrat versehen ist, durch gereinigte und wenn erforderlich sterile Druckluft über die Zuluftleitung 6 und die Ringleitung 10 begast. Dabei steigen Gas und flüssiges Medium durch die Mammutpumpenwirkung nach oben. An den scharfen Kanten der Späne werden koaleszierende Gasblasen bei genügend hoher Strömungsgeschwindigkeit immer wieder zerteilt und somit deren Oberfläche vergrössert. Das Lochblech 11 im oberen Teil des Leitrohres verhindert ein Austreten der Späne und lässt nur das begaste Medium hindurchtreten. Im Dom des Behälters trennt sich überschüssiges Gas und verlässt als Abgas über den Stutzen 7 den Kessel 1.

  Die flüssige Phase hingegen fällt durch die Schwerkraft über den oberen Rand des Leitrohres zwischen letzterem und der Kesselwand hinab und wird erneut durch das über den Ring 10 austretende Gas durch das Leitrohr 8 gefördert. Bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise wird ständig ein bestimmter Teil der begasten Lösung über den Stutzen 5 aus dem Kessel 1 abgezogen, während neues unbegastes Medium über den Eintritt 4 nachgeführt werden kann.



   Die beschriebene Begasungsvorrichtung ist hervorragend zur Begasung von Flüssigkeit mit Luft, insbesondere zur Begasung von Mikroorganismen geeignet.



   Als Masszahl für die Wirksamkeit einer Begasung kann der in der mikrobiologischen Technik verwendete Sauerstoffeintrag OTR (Oxygen Transfer Rate) angesehen werden. Unter dem OTR versteht man die mMol Sauerstoff pro Liter Medium, die in einer Stunde bei 1 atm in das flüssige Medium eingetragen werden.



   Um Vergleichswerte mit und ohne Späne im Leitrohr zu erhalten, wurden die OTR-Werte bestimmt. Die Messung wurde nach einer modifizierten Methode nach C.M. Cooper et al., Ind. Eng. Chem. 36, 504 (1944) durchgeführt. Diese Methode beruht darauf, dass eine Natriumsulfitlösung unter Zusatz eines Katalysators mit einer definierten Luftmenge unter bestimmten Bedingungen belüftet wird. Die Geschwindigkeit der Oxydation wird in bekannter Weise in OTR umgerechnet.

 

   Bei einer Belüftungsrate von 2 Volumen Luft pro Volumen Flüssigkeit und Minute (vvm) in 800 1 Wasser wurden unter Verwendung von Kobaltsulfat   (CoS04)    als Katalysator folgende OTR-Werte erhalten: ohne Späne ' mit Spänen    240 mMol/l h atm      490 mMol/l h    atm
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Belüftung mit der erfindungsgemässen Vorrichtung doppelt so wirksam ist wie mit Schlaufenreaktoren ohne Füllung des Leitrohres.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung in einem Schlaufenreaktor zum Begasen von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Schlaufenreaktor koaxial angebrachtes Leitrohr (8) eine Gaszuführung (10) aufweist und mit Spänen (16) ausgefüllt ist.
  2. 2. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zur aeroben Züchtung von Mikroorganismen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne (16) scharfe Kanten aufweisen.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne (16) aus Metall hergestellt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne (16) aus Kunststoff hergestellt sind.
    Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung in einem Schlaufenreaktor zum Begasen von Flüssigkeiten.
    Schlaufenreaktoren sind Blasensäulen, welche durch den Einbau eines koaxialen Leitrohres der mit Gas beladenen aufsteigenden Flüssigkeit einen definierten Umlauf vorschreiben.
    Man unterscheidet mehrere Arten von Schlaufenreaktoren. Im einfachsten Fall wird Gas durch eine zentrale Düse am Boden des Reaktors in das Leitrohr eingeführt. Die Gasblasen nehmen die Flüssigkeit nach dem Prinzip der Mammutpumpe nach oben mit. Die Flüssigkeit strömt unter Entgasung über den oberen Rand zwischen Reaktormantel und Leitrohr nach unten zurück. Durch einen zusätzlichen Treibstrahl kann die Gasdispergierung wesentlich verbessert werden.
    Schlaufenreaktoren werden bei vielen technischen Gas Flüssigkeitsreaktionen eingesetzt. So beschreibt die DE-PS 1 205 514 die Durchführung des Oxoverfahrens in einem Schlaufenreaktor, und die DE-OS 2 506 934 beschreibt einen Schlaufenreaktor für Bioreaktionen. Trotz der geringen Blasengrösse im Bereich von 10-1000 Micrometer stellen die bekannten Schlaufenreaktoren bei Reaktionen, beispielsweise bei Bioreaktion zur aeroben Züchtung von Mikroorganismen, eine nichtausreichende Versorgung dieser Mikroorganismen mit Sauerstoff dar.
    Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung in einem Schlaufenreaktor zu schaffen, die eine bessere Ausnutzung des zur Begasung verwendeten Gases ermöglicht.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale aufweist.
    Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung beispielsweise näher beschrieben werden.
    Die einzige Figur stellt einen Schlaufenreaktor mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung dar.
    Der Reaktor besteht aus einem zylindrischen Kessel 1 mit einem Doppelmantel 2. Der Kessel 1 ist auf Stützen 3 aufgestellt und besitzt einen Eintrittsstutzen 4 für das zu begasende Medium und einen Austrittsstutzen 5 für das Reaktionsprodukt. Ein weiterer Stutzen 6 ist für die Zuluft und ein Stutzen 7 im Kopf des Reaktors für die Abluft vorgesehen. Im Innern des Behälters befindet sich das koaxial angebrachte Leitrohr 8 mit einer Lochplatte 9, die den gesamten Querschnitt ausfüllt. Ein Belüftungsringrohr 11 weist mit seinen Gasaustritts öffnungen in den Leitrohrquerschnitt hinein. Ein gleiches Lochblech 11 verschliesst das Leitrohr 8 gegen oben. Das In nere des Leitrohres 8 ist vollständig mit Spänen 16 ausgefüllt.
    Es haben sich vorzugsweise Metall- und Kunststoffspäne als geeignet erwiesen, abhängig von der Art des zu begasenden Mediums. Bei der Begasung von Medien zur Züchtung von Mikroorganismen haben sich vorzugsweise Späne aus Edel stahl als geeignet erwiesen. Hierbei wird drehspanartigen Metallspänen aus rostfreiem Stahl den Vorzug gegeben. Der Kühlmantel ist mit einem Eintritt 12 und einem Austritt 13 versehen. Das Leitrohr 8 ist in bekannter Weise durch Verstrebungen 14 und 15 befestigt.
    Im Betrieb wird der Reaktor, der beispielsweise mit Mikroorganismen und einem handelsüblichen Nährsubstrat versehen ist, durch gereinigte und wenn erforderlich sterile Druckluft über die Zuluftleitung 6 und die Ringleitung 10 begast. Dabei steigen Gas und flüssiges Medium durch die Mammutpumpenwirkung nach oben. An den scharfen Kanten der Späne werden koaleszierende Gasblasen bei genügend hoher Strömungsgeschwindigkeit immer wieder zerteilt und somit deren Oberfläche vergrössert. Das Lochblech 11 im oberen Teil des Leitrohres verhindert ein Austreten der Späne und lässt nur das begaste Medium hindurchtreten. Im Dom des Behälters trennt sich überschüssiges Gas und verlässt als Abgas über den Stutzen 7 den Kessel 1.
    Die flüssige Phase hingegen fällt durch die Schwerkraft über den oberen Rand des Leitrohres zwischen letzterem und der Kesselwand hinab und wird erneut durch das über den Ring 10 austretende Gas durch das Leitrohr 8 gefördert. Bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise wird ständig ein bestimmter Teil der begasten Lösung über den Stutzen 5 aus dem Kessel 1 abgezogen, während neues unbegastes Medium über den Eintritt 4 nachgeführt werden kann.
    Die beschriebene Begasungsvorrichtung ist hervorragend zur Begasung von Flüssigkeit mit Luft, insbesondere zur Begasung von Mikroorganismen geeignet.
    Als Masszahl für die Wirksamkeit einer Begasung kann der in der mikrobiologischen Technik verwendete Sauerstoffeintrag OTR (Oxygen Transfer Rate) angesehen werden. Unter dem OTR versteht man die mMol Sauerstoff pro Liter Medium, die in einer Stunde bei 1 atm in das flüssige Medium eingetragen werden.
    Um Vergleichswerte mit und ohne Späne im Leitrohr zu erhalten, wurden die OTR-Werte bestimmt. Die Messung wurde nach einer modifizierten Methode nach C.M. Cooper et al., Ind. Eng. Chem. 36, 504 (1944) durchgeführt. Diese Methode beruht darauf, dass eine Natriumsulfitlösung unter Zusatz eines Katalysators mit einer definierten Luftmenge unter bestimmten Bedingungen belüftet wird. Die Geschwindigkeit der Oxydation wird in bekannter Weise in OTR umgerechnet.
    Bei einer Belüftungsrate von 2 Volumen Luft pro Volumen Flüssigkeit und Minute (vvm) in 800 1 Wasser wurden unter Verwendung von Kobaltsulfat (CoS04) als Katalysator folgende OTR-Werte erhalten: ohne Späne ' mit Spänen 240 mMol/l h atm 490 mMol/l h atm Diese Ergebnisse zeigen, dass die Belüftung mit der erfindungsgemässen Vorrichtung doppelt so wirksam ist wie mit Schlaufenreaktoren ohne Füllung des Leitrohres. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.
CH285577A 1977-03-08 1977-03-08 Appliance in a recycle reactor for admixing liquids with gases CH615360A5 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9994962B2 (en) * 2016-02-23 2018-06-12 Minextech, Llc Solvent extraction and stripping system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9994962B2 (en) * 2016-02-23 2018-06-12 Minextech, Llc Solvent extraction and stripping system

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