CS238757B3 - Míchadlový nástavec, zejména odpěňovací - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je míchadlový nástavec, zejména odpěňovací, k bezlopatkovému míchadlu podle A. 0. č. 228 221 a 228 350, určený zvláště pro fermentace mikroorganismů. Nástavec se vyznačuje tím, že obsahuje těleso nástavce s výhodou ploché, na svém obvodu upevněné zevně na pláSt dutého rotoru nebo jeho hřídel nebo na horní okraj pláětě rotoru tak, že současně tvoří víko rotoru Těleso nástavce může mít např. tvar plného dutého nebo perforovaného kotouče nebo tvar jeho části, s výhodou mezikruží. Nástavec se dá posunovat po pláěti rotoru nebo po jeho hřídeli a lze jej vyměňovat! za jiný typ nástavce s podobnými účinky. Předmět vynálezu lze využít při odpěhování a míchání řídkých i velmi viskóznlch médií, zejména v chemických a biochemických laboratořích.

Description

Vynález se týká míchadlevého nástavce, zejména odpěňovaclho, který je závislý na zařízení pre zpracování tekoucích řídkých i velmi vlskéznlch médií, zvláště pro fermentacl mikroorganismů dle AO č. 228 221 a AO β. 228 350.

Jednou z hlavních součástí tohoto zařízení je bezlopatkové míchadlo, sestávající z válcovitého dutého rotoru s hnanou hřídelí, Icterý rotuje v míchací nebo fermentační nádobě naplněné kapalným médiem obvykle ve svislé ose ve středu nádoby. Dutý rotor je tvořen válcovým pláitěm (např. trubicí), dále dnem, ve kterém je alespoň jeden vstupní otvor kapalného média do rotoru. Je-li dutý reter opatřen vlkem, jsou ve víku nebo v pláěti výstupní otvory, např. trysky. Dutý rotor může být buá zcela nebo částečně ponořen pod hladinou média nebo pracovat tak, že horní okraj rotoru je v úrovni hladiny.

Při otáčení dutého fcotoru je médium nasáváno vstupními otvory nebo otvorem vo dnu rotoru, poté zvedáno odstředivou silou po vnitřní stěně pláště fcotoru e rozstřikováno do svého okolí přes herní okraj rotoru nebo výstupními otvory (tryskami).

Součástí tohoto bezlopatkového mlchadla mohou být dle citovaných AO i různé rotorové nástavce usměrňující tok množství a tvar míchaného média vo fermentační nebo míchací nádobě, např. zařízení odpěňující vzniklou pěnu, nebo zdokonalující způsob míchání tímto bezlopatkovým míchadlem.

Uvedené bezlopatkové míchadlo s nástavcem dle vynálezu může tedy pracovat podobně jako bezlopatkové míchadlo dle uvedených AO.

Při výrobních procesech chemických, biologických, zejména při míchání různých kapalných médií často dochází k tvorbě pěny a k vypěnění části nebo celého obsahu média. Aby se zabránilo tomuto jevu, likviduje se pěna přidáváním různých odpěňovaclch prostředků do míchaného média nebo se používají různé mechanické odpěňovacl zařízení, např. turbínky rychle rotující nad hladinou média, které vytvořenou pěnu nasávají ze středu nádoby a odstředivou silou je odmrělují a rozbíjejí na stěnách nádoby.

Nevýhodou chemických odpěňovaclch prostředků k odstranění pěny je, že biologické nebo chemické procesy jsou negativně ovlivňovány těmito chemikáliemi v nežádoucím směni.

Nevýhodou mechanických způsobů odstraňování pěny, např. turblnek nebo vrtulek nebo disků je, že musí mít samostatný zdroj energie nezávislý na pohonu míchadle, který musí mít vysoké otáčky, a to několikrát vyšěl než jsou otáčky mlchadla a dále, že mohou většinou odsávat pěnu jen z malého povrchu hladiny, např. z jejího středu. Nevýhodou vysokých otáček těchto zařízení je, že dochází zejména při fermentacl mikroorganismů k ničení živých buněk v médiu prudkým nárazem o stěny nádoby.

Dalěí jejich nevýhodou je, že se nedají většinou použít případně adaptovat na uvedené bezlopatkové míchadlo, protože tímto způsobem míchané médium tvoří pěnu, která vzllná po stěnách míchací nádoby vzhůru a odpěňovacl turbínka, která by se nacházela vo středu nádoby nad hladinou média, by byla neúčinná.

Předmětem vynálezu, který je závislý na AO 228 221 a AO 228 350, je další typ nástavce k uvedenému bezlopatkovému míchadlu, jehož podstatou je, že dutý rotor mlchadla obsahuje těleso nástavce, s výhodou plochá na svém obvodu, upevněné zevně na plášl dutého rotořu nebo jeho hřídel nebo na horní okraj pláště rotoru tak, že současně tvoři víko rotoru..

Těleso nástavce mlchadla může mít tvar plného, dutého nebo perforovaného kotouče nebo tvar jeho části, s výhodou tvar mezikruží. Těleso nástavce může býti posunovatelné po pláěti rotoru nebo po jeho hřídeli. Na jednom rotoru mlchadla může být nasazeno vyměnitelným způsobem více nástavců dle vynálezu. Pod pojmem těleso nástavce se rozumí těleso rotující spolu s dutým rotorem na stejné ose, jehož povrch tvoří převážně odstředivá plocha, na které při styku s kapalným nebo jiným hmotným médiem dochází, k odmrštění tohoto média vlivem odstředivé sily. Tvar rotačního tělesa může být např. ailnostěnné deska, fólie, prstenec nebo jeho čést, disk, kotouč nebo jeho mezikruží, čést kulové plochy, tvar 'misky apod. Povrch rotačního tělesa nástavce dle vynálezu, zejména horní a spodní plocha, nemusí být vždy hladký, vodorovný a plochý, ale mdže být řásným způsobem tvarovaný, např. zkosený, oblý, zvlněný celkově nebo částečně, rázně zprohýbaný, zdr.něný apod. Povrch tělesa může být rovněž opatřený výčnělky, prohlubněmi, štěrbinami, drážkami, lištami, výstupky nebo jinými prvky sa účelem odpěňování, ale i dokonalejší míchání.

Průměr tělesa nástavce je obvykle větší než je průměr dutého rotoru. Je-li např. průměr rotoru třikrát menší než průměr tělesa nástavce, který má tvar např. rozšířeného víka rotoru, je i obvodová rychlost a tím i odstředivé zrychlení na obvodu tělesa nástavce třikrát větší než na obvodu pláětě rotoru. Ve většině případů to postačuje, aby pěna nepronikla nad nástavec, ale eby se změnila při styku s povrchem tělesa nástavce opět v kapalné médium stékající po stěnách spět dolu na hladinu míchaného média.

Některé příklady nástavců podle vynálezu jsou schematicky znázorněné na přiloženém výkresu na obr. 1, 2 a 3 v nárysu. Pro jednoduchost znázornění mají věechny nástavce tvar kruhového kotouče nebo tvar jeho mezikruží.

Na obr. 1 je znázorněn nástavec k bezlopatkovému míchadlu dle vynálezu včetně fermentační nádoby. Nástavec je nasazen na horní okraj dutého rotoru a tvoří současně rozšířené víko rotoru tvaru kotouče.

Na obr. 2 je znázorněn nástavec tvaru kotouče upevněný na hřídeli nad roUren míchadla, který je perforovaný. Dutý rotor nemá v tomto případě víko samostatné a médium při míchání přechází přes otevřený okraj do prostoru nad hladinou média.

Na obr. 3 je znázorněn posunovatelný nástavec nasazený na plášt rotoru, který má tvar mezikruží.

Podle obr. 1 je ve středu fensentační nádoby £ se zarážkami ££, kterými se přivádí táž C>₂ do fermentoru, umístěno bezlopatkové míchadlo, které je tvořeno dutým válcovým rotorem £ se vstupním otvorem £ ve dnu £ rotoru £ a výátupnlmi tryskami £ v plášti 6 rotoru £. Rotor £ je spojen s hřídelí § pomocí křížové vzpěry £. Ne horní část rotoru 2 je nasazeno těleso nástavce podle vynálezu ve tvaru kotouče X z fólie z pružného teflonu, které tvoří zároveň víko ££ rotoru £ ve středu zesílené. Průměr kotouče X je zhruba třikrát větší než rotoru £. Kotouč X je umístěn nad hladinou v prostoru, kde fermentační nádoba £ je rozšířena.

Pěna, která se během míchání tvoří nad hladinou média, postupuje vzhůru a postupně zapl ňuje tento prostor, přichází do styku se spodním povrchem rotujícího kotouče a zde vlivem odstřediv» síly je odaršlováno na vnitřní stěnu fensentační nádoby £, o kterou se rozbíjí, čímž se mění opět na kapalinu stékající zpět na hladinu média ve fermentační nádobě £.

Odstředivé zrychlení na obvodu kotouče X je asi třikrát větší než odstředivé zrychlení samotného dutého rotoru 2.

Na obr. 2 je znázorněna další alternativa nástavce podle vynálezu. Ná tvar kotouče X, sle upevněného na hřídeli 8 nad rotorem £. Kotouč X je perforovaný, opatřený otvory £0, kterými odchází přebytečný plyn. Dutý rotor nemá žádné víko a médíais přechází přes otevřený horní okraj dutého rotoru 2 do prostoru nad hladinou média a zaplňuje tento prostor pěnou.

Ne obr. 3 je znázorněn da.’Oí typ nástavce,' který je nasazen na pláět 5 dutého rotoru

2, který je uzavřen víkem U a médium je rozstřikováno do prostoru nad hladinou tryskáme ž· Teleso 1 nástavce má tvar mezikruží 12» které se dá posunovat podál pláčtě 2 rotoru 2 svislám sméru dolu a nahoru.

Ve vSéj^b uvedených příkladech provedení míchacího nástavce podle vynálezu, který je určen zejména k odpéí.ovón tekutých médií, pokud se nástavec nachází nad hladinou pracuje tak, Se po dotyku pány povrchem tělese 2 nástavce získá pěna odstředivá zrychlení a následným nárazem c vnitřní stanu pláště $. míchací nádoby 1 se mění opět v kapalinu proudící zpít ne hladinu médie.

Vynález lze využít zejména při laboratorních chemických a biochemických procesech, kde vznik pěny je nežádoucí, zejména při míchání tekutých médii věech typů, a to jak řídkých tak viskéznlch až velmi viskéznlch (pastovitých).

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Míchadlový nástavec, zejména odpěňevací, k bezlopatkovámu mlchadlu chráněnému AO č. 226 221 a AO S. 228 350, vyznačený tím, že dutý rotor (2) mlchadla obsahuje těleso (7) nástavce s výhodou plochá na svém obvodu, upevněná zevně na pláči (6) dutého rotoru (2) nebo jeho hřídel (8) nebo na horní okraj pláětě (6) rotoru (2) tak, ke současně tvoří víko (13) rotoru (2).
2. 2. Míchadlový nástavec podle bodu 1, vyznačený tím, Se těleso (7) má tvar plného, dutého nebo perforovaného kotouče nebo tvar jeho části, s výhodou tvar mesikruží (12).
3. 3. Mlchadlový nástavec podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, Se těleso (7) nástavce je posunovátelmá po pláěti (6) rotoru (2) nebo po jejich hřídeli (8).