CS238757B3

CS238757B3 - Defoaming adapter

Info

Publication number: CS238757B3
Application number: CS837178A
Authority: CS
Inventors: Premysl Krovak
Original assignee: Premysl Krovak
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS717883A1

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.The subject of the invention is a stirrer attachment, especially defoamer, to bladeless with an agitator according to A. 0. No. 228 221 and 228 350, especially for fermentation of microorganisms. The attachment is characterized in that it comprises the attachment body is preferably flat, mounted on its periphery externally to the panel a hollow rotor or its shaft or on the top edge of the rotor shroud so that at the same time it forms the rotor cover have, for example, a full hollow or perforated shape the disc or the shape of the disc preferably an annulus. The extension can be moved after the rotor or after his shaft and can be replaced! for another type extensions with similar effects. The subject matter of the invention can be used for displacement and mixing thin and very viscous media, especially chemical and biochemical laboratories.

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.The invention relates to a stirrer attachment, in particular an antifoam, which is dependent on an apparatus for processing flowing thin and very fluent media, in particular for the fermentation of microorganisms according to AO No. 228 221 and 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.One of the main components of this apparatus is a bladeless stirrer consisting of a cylindrical hollow rotor with a driven shaft, which rotates in a mixing or fermentation vessel filled with liquid medium, usually in a vertical axis at the center of the vessel. The hollow rotor is formed by a cylindrical shell (e.g., a tube), a bottom in which there is at least one liquid medium inlet into the rotor. If the hollow reter is wolf, there are outlet openings, such as nozzles, in the lid or in the jacket. The hollow rotor can either be wholly or partially submerged below the surface of the medium or work so that the upper edge of the rotor is level.

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).When the hollow fan is rotated, the medium is sucked through the inlet openings or through the bottom of the rotor, then lifted by centrifugal force along the inner wall of the rotor housing e, sprayed into its surroundings over the rotor gaming edge or through the outlet openings (nozzles).

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.According to the AOs mentioned, this bladeless agitator may also comprise various rotor blades which direct the flow rate and shape of the mixing medium in a fermentation or mixing vessel, for example an antifoam device, or to improve the mixing method with this bladeless agitator.

Uvedené bezlopatkové míchadlo s nástavcem dle vynálezu může tedy pracovat podobně jako bezlopatkové míchadlo dle uvedených AO.Said bladeless agitator with an extension according to the invention can thus operate similarly to the bladeless agitator according to said 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.In chemical and biological manufacturing processes, especially in the mixing of various liquid media, there is often foam formation and foaming of some or all of the medium. To avoid this phenomenon, the foam is disposed of by adding various antifoams to the agitated medium, or various mechanical antifoams are used, such as turbines rapidly rotating above the surface of the medium, sucking the foam formed from the center of the vessel and crushing them by centrifugal force. .

Nevýhodou chemických odpěňovaclch prostředků k odstranění pěny je, že biologické nebo chemické procesy jsou negativně ovlivňovány těmito chemikáliemi v nežádoucím směni.A drawback of the chemical antifoams to remove foam is that biological or chemical processes are adversely affected by these chemicals in an undesirable shift.

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.The disadvantage of mechanical foam removal methods, such as turbines or propellers or discs, is that they must have a separate power source independent of the agitator drive, which must have a high speed, several times higher than that of the fogger, and that a small surface surface, eg from its center. A disadvantage of the high revolutions of these devices is that, in particular in the fermentation of microorganisms, living cells in the medium are destroyed by a sharp impact on the vessel walls.

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.Another disadvantage is that they cannot be used or adapted to the bladeless mixer in most cases, since the medium to be mixed forms foam which rises up the walls of the mixing vessel and the defoaming turbine located in the center of the vessel above the medium level is ineffective. .

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..The object of the invention, which is dependent on AO 228 221 and AO 228 350, is a further type of attachment to said bladeless stirrer, the essence of which is that the hollow rotor of the stirrer comprises an attachment body, preferably flat at its periphery, mounted externally on the hollow rotor casing; its shaft or the upper edge of the rotor casing so that they simultaneously form the rotor cover.

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.The body of the fogger attachment may be in the form of a solid, hollow or perforated disc or part thereof, preferably an annulus. The adapter body can be displaceable over the rotor housing or shaft thereof. A plurality of attachments according to the invention can be replaced in a replaceable manner on a single rotor. By the body of the adapter is meant a body rotating together with a hollow rotor on the same axis, the surface of which is predominantly a centrifugal surface on which, in contact with a liquid or other material medium, it is ejected by the centrifugal force. The shape of the rotary body can be, for example, a high-wall plate, foil, ring or ring, disk, disc or ring, ring spheres, dish shape and the like. , horizontal and flat, but may be coggedly shaped, e.g., chamfered, rounded, wavy in whole or in part, vigorously bent, crimped, and the like. elements with the purpose of defoaming, but also improved mixing.

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.The diameter of the adapter body is usually larger than the diameter of the hollow rotor. For example, if the diameter of the rotor is three times smaller than the diameter of the adapter body, which is in the form of, for example, an extended rotor cover, the peripheral speed and hence the centrifugal acceleration on the periphery of the adapter body is three times greater than on the rotor case. In most cases, it is sufficient that the foam does not penetrate above the extension, but would change into contact with the surface of the extension body again into a liquid medium flowing down the walls back down to the level of the stirring medium.

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.Some examples of extensions according to the invention are schematically shown in the front drawing of the accompanying drawing in Figures 1, 2 and 3. For the sake of simplicity of illustration, all extensions are in the form of a circular disc or an annulus.

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.FIG. 1 shows an extension for a bladeless stirrer according to the invention including a fermentation vessel. The extension is mounted on the upper edge of the hollow rotor and forms a widened disk-shaped rotor cover.

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.FIG. 2 shows a disk-shaped extension mounted on a shaft above a stirrer roer, which is perforated. In this case, the hollow rotor does not have a separate lid and the medium passes over the open edge into the space above the surface of the medium while stirring.

Na obr. 3 je znázorněn posunovatelný nástavec nasazený na plášt rotoru, který má tvar mezikruží.Fig. 3 shows a movable extension mounted on a rotor housing having the form of an annulus.

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.According to FIG. 1, a bladeless stirrer is provided in the center of the fententation vessel 8 with stops 54, through which the same C & gt _; of the rotor housing 6. The rotor 6 is connected to the shaft 6 by means of a cross brace 6. The upper part of the rotor 2 is fitted with a body of the extension according to the invention in the form of a disk X of flexible Teflon foil, which at the same time forms the rotor cover 6 in the center of the reinforced. The diameter of the disc X is about three times larger than the rotor 6. The disc X is located above the surface in the space where the fermentation vessel 8 is widened.

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 £.The foam, which is formed above the surface of the medium during mixing, moves upwards and gradually fills this space, comes into contact with the lower surface of the rotating disk and here, due to centrifugal force, it is debased onto the inner wall of the fensentation container 6 by which it breaks, thereby it again turns into a liquid flowing back to the level of the medium in the fermentation vessel.

Odstředivé zrychlení na obvodu kotouče X je asi třikrát větší než odstředivé zrychlení samotného dutého rotoru 2.The centrifugal acceleration at the periphery of the disc X is about three times greater than the centrifugal acceleration of the hollow rotor 2 itself.

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.FIG. 2 shows another alternative of the adapter according to the invention. The shape of the disc X, sle mounted on the shaft 8 above the rotor 6. The disc X is perforated, having apertures 60 through which excess gas is discharged. The hollow rotor has no lid and the media passes over the open upper edge of the hollow rotor 2 into the space above the medium and fills the space with foam.

Ne obr. 3 je znázorněn da.’Oí typ nástavce,' který je nasazen na pláět 5 dutého rotoruFig. 3 shows the type of adapter that is mounted on the hollow rotor plate 5.

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.2, which is closed by the lid U and the medium is sprayed into the space above the surface, we are blasting. The body 1 of the extension is in the form of an annulus 12 which can be moved along the rotor cover 2 vertically downwards and upwards.

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.In the above-mentioned examples of the mixing attachment according to the invention, which is intended, in particular, for the evaporation zone of liquid media, when the attachment is above the surface, the foam is subjected to centrifugal acceleration after contact with the surface. tires $. The mixing vessel 1 is again converted into a liquid flowing back to the medium level.

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).The invention can be used in particular in laboratory chemical and biochemical processes where the formation of foam is undesirable, particularly when mixing liquid media of all types, both sparse and viscous to very viscous (pasty).

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A stirrer attachment, in particular an antifoam, to a bladeless beaker protected by AO Nos. 226 221 and AO S. 228 350, characterized in that the hollow beaker rotor (2) comprises an attachment body (7) preferably flat on its periphery, mounted externally on the hollow rotor (2) or its shaft (8) or the upper edge of the rotor (2) jacket (6) so as to simultaneously form a cover (13) of the rotor (2).

Stirring attachment according to claim 1, characterized in that the body (7) is in the form of a solid, hollow or perforated disc or a part thereof, preferably in the form of a ring (12).

3. The fogging attachment according to claim 1 or 2, characterized in that the attachment body (7) is displaceable on the rotor housing (6) or on its shaft (8).