CS270971B1

CS270971B1 - Cooling register for fermenter

Info

Publication number: CS270971B1
Application number: CS8860A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Jaromersky; Jaroslav Ing Hrdy; Petr Ing Cuda; Miroslav Khol
Original assignee: Jaromersky Jaroslav; Jaroslav Ing Hrdy; Cuda Petr; Miroslav Khol
Priority date: 1988-01-04
Filing date: 1988-01-04
Publication date: 1990-08-14
Also published as: CS6088A1

Abstract

The fermented cooling register consists of cooling tubes and at least two collectors where the cooling tubes are double-banked so that the cooling tubes of the second row are reset towards the cooling tubes of the first row for one half of the pitch of the first row of the cooling tubes while the centres of two cooling tubes of one row form with the centre of the cooling tube of the second row vertexes of an isosceles triangle. The first row cooling tubes pitch and the second rows cooling pitch are equal to two cooling tube diameters maximum.<IMAGE>

Description

Chladicí registr fermentoruFermenter cooling register

Chladicí registr fermentoru sestává z chladicích trubek a nejméně dvou sběračů, kde chladicí trubky jsou umístěny ve dvou řadách tak, že chladicí trubky druhé řady jsou přesazeny vůči chladicím trubkám první řady o polovinu rozteče chladicích trubek první řady, přičemž středy dvou chladicích trubek jedné řady se středem chladicí trubky řady druhé tvoří vrcholy rovnoramenného trojúhelníka. Rozteč chladicích trubek první řady a rozteč chladicích trubek druhé řady se rovná nejvíce dvěma průměrům chladicích trubek.The fermenter cooling register consists of cooling tubes and at least two pantographs, where the cooling tubes are located in two rows such that the second-row cooling tubes are offset from the first-row cooling tubes by half the distance of the first-row cooling tubes, the center of the second row cooling tube is the apex of an isosceles triangle. The cooling row spacing of the first row and the cooling pipe spacing of the second row are at most equal to two cooling pipe diameters.

(11) . (11). (13) (13) Bí Bi (51) (51) Int. Cl. Int. Cl. F 28 D 1/04 F 28 D 1/04

Vynález se týká řešení chladicího registru fermentorů» zejména mechanicky míchaného.The invention relates to the solution of a cooling register of fermenters, in particular mechanically stirred.

V průmyslu se základní biochemické reakce uskutečňují ve termentorech, které jsou naplněny kapalným substrátem. Kapalný substrát je v průběhu procesu provzdušňován a u většiny typů fermentorů mechanicky míchán různými typy míchadel, u kterých buá převažuje axiální tok kapaliny, nebo radiální tok kapaliny. Pro zabránění rotace kapalné náplně se instalují uvnitř fermentorů na stěny různé typy radiálních zarážek. V průběhu biochemického procesu je uvolňováno reakční teplo, které je nutné z kapalné náplně fermentorů odvádět chladicím systémem. Chladicí systém musí být navržen tak, aby v každé etapě procesu odvedl veškeré přivedené teplo, a tak udržoval kapalnou náplň na optimální kultivační teplotě, která se podle typu procesu pohybuje v rozmezí 20 až 40 °C. Jako chladicí médium se zejména používá chladicí voda.In industry, the basic biochemical reactions take place in termentors that are filled with a liquid substrate. The liquid substrate is aerated during the process and, in most types of fermenters, mechanically agitated by various types of agitators in which either the axial fluid flow or the radial fluid flow predominates. Various types of radial stops are mounted on the walls inside the fermenters to prevent the liquid charge from rotating. In the course of the biochemical process, the heat of reaction is released and must be removed from the fermenter liquid by means of a cooling system. The cooling system must be designed to dissipate all of the heat supplied at each stage of the process, thus maintaining the liquid charge at the optimum culture temperature, which is between 20 and 40 ° C depending on the type of process. In particular, cooling water is used as a cooling medium.

Chladicí systém so skládá zs dvou,už dvanácti registrů, které jsou umístěny rovnoměrně uvnitř fermentorů po jeho obvodu a směřují převážně v radiálním směru к obvodu fermentoru. Takto umístěné chladicí registry plní zároveň funkci zarážek pro zabránění rotace kapalné náplně fermentorů.The cooling system consists of two, already twelve registers, which are located evenly inside the fermenters along its periphery and are directed mainly in the radial direction towards the periphery of the fermenter. The cooling registers placed in this way also act as stops to prevent rotation of the liquid filling of the fermenters.

Jsou známé chladicí registry, které jsou tvořeny soustavou obdélníkových kanálků, vzá-. jemně na sebe navazujících tak, že tvoří souvislou stěnu. Nevýhodou systému je relativně vysoká materiálová náročnost vztažená na jednotku odvedeného tepla, nebol dělicí stěny kanálků se neúčastní přestupu tepla. Další nevýhodou je značné množství svarových spojů, které zvyšují nebezpečí praskání a tím následnou kontaminaci procesu, způsobenou vnikáním nesterilní chladicí vody do kapalného substrátu. Dáls jsou známé chladicí registry, které jsou tvořeny soustavou koaxiálních trubek, vzájemrlě spojených vstupním a výstupním sběračem. Nevýhodou tohoto systému js relativně vysoká materiálová náročnost vztažená na jednotku odvedeného tepla, nebol vnitřní koaxiální trubka, převážně opatřená vnější spirálou, se neúčastní přímého odvodu tepla. Navíc negativně snižuje chladicí teplotní spád tím, že se zde předehřívá vstupní chladicí voda. Oále toto provedení chladicích registrů negativně ovlivňuje Eulerovo kritérium míchání tím, že chladicí registry netvoří souvislou stěnu a z výrobních důvodů jsou mezi trubkami mezery rovnající se nejméně 50 4 průměru chladicí trubky.Cooling registers are known which consist of a set of rectangular ducts. gently connected to each other to form a continuous wall. The disadvantage of the system is the relatively high material intensity per unit of heat dissipated, since the channel dividing walls do not participate in the heat transfer. Another disadvantage is the considerable number of weld joints, which increase the risk of cracking and consequent contamination of the process caused by the ingress of non-sterile cooling water into the liquid substrate. Furthermore, cooling registers are known which consist of a set of coaxial tubes interconnected by an inlet and an outlet header. The disadvantage of this system is the relatively high material demand per unit of heat dissipated, since the inner coaxial tube, mostly provided with an external spiral, is not involved in direct heat dissipation. Moreover, it negatively reduces the cooling temperature gradient by preheating the incoming cooling water. Furthermore, this embodiment of the cooling registers negatively affects the Euler mixing criterion in that the cooling registers do not form a continuous wall and, for manufacturing reasons, there are gaps between the pipes equal to at least 50% of the diameter of the cooling pipe.

Jsou též známé trubkové chladicí registry, v nichž chladicí trubky umístěné do jedné řady jsou na obou koncích spojeny vstupními a výstupními sběrači, I v tomto případě provedení chladicích registrů negativně ovlivňuje Eulerovo kritérium míchání tím,že chladicí registry netvoří souvislou stěnu. Dalěí nevýhodou je relativné velká stavební šířka dané výrobní nutností ponechat určitou minimální rozteč mezi trubkami.Tubular cooling registers are also known in which the cooling tubes arranged in a row are connected at both ends by inlet and outlet collectors. In this case too, the design of the cooling registers adversely affects the Euler mixing criterion in that the cooling registers do not form a continuous wall. Another disadvantage is the relatively large construction width given by the manufacturing need to maintain a certain minimum spacing between the tubes.

Nevýhody známých řešení odstraňuje chladicí registr fermentorů podle vynálezu, který se skládá z chladicích trubek a nejméně dvou sběračů, jehož podstata spočívá v tom, že chladicí trubky jsou umístěny ve dvou řadách tak, že chladicí trubky druhé řady jsou přesazeny vůči chladicím trubkám první řady o polovinu rozteče chladicích trubek první řady, přičemž středy dvou trubek jedné řady se středem trubky řady druhé tvoří rovnoramenný trojúhelník. Rovněž je podstatou vynálezu to, že rozteč chladicích trubek první řady a rozteč chladicích trubek druhé řady se rovná nejvíce dvěma průměrům chladicích trubek.Disadvantages of the known solutions are eliminated by the fermenter cooling register according to the invention, which consists of cooling tubes and at least two collectors, the principle being that the cooling tubes are arranged in two rows so that the second row cooling tubes are offset from the first row cooling tubes by one half of the spacing of the first row cooling tubes, wherein the centers of the two tubes of one row with the center of the second row tube form an isosceles triangle. It is also an object of the invention that the cooling row spacing of the first row and the cooling pipe spacing of the second row are at most equal to two cooling pipe diameters.

Výhodou řešení podle vynálezu Je to, že uspořádání trubek vytváří prakticky souvislou stěnu, tím zvyšuje Eulerovo kritérium míchání, intenzitu přestupu tepla tím, že je využívána turbulence kapaliny vzniklá v první řadě trubek pro přestup tepla v druhé řadě trubek.An advantage of the solution according to the invention is that the arrangement of the tubes forms a virtually continuous wall, thereby increasing the Euler mixing criterion, the intensity of heat transfer by utilizing the turbulence of the liquid formed in the first row of heat transfer tubes in the second row of tubes.

Příkladné provedení chladicího registru podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresu, kds na obr. 1 je chladicí registr v nárysném řezu a na obr. 2 je půdorysný řez chladicího registru.An exemplary embodiment of a cooling register according to the invention is schematically shown in the drawing, wherein kds in Fig. 1 is a front sectional view of the cooling register and Fig. 2 is a top sectional view of a cooling register.

Chladicí trubky 1^ první řady a chladicí trubky 2 druhé řady jsou spojeny horním sběračem 2 8 dolním sběračem £. Rozteče mezi chladicími trubkami v obou řadách jsou rovny dvěma průměrům chladicích trubek v obou řadách. Chladicí trubky 2 druhé řady jsou přesazeny vůči chladicím trubkám £ první řady o polovinu rojtečs mezi chladicími trubkami.The first row cooling tubes 1 and the second row cooling tubes 2 are connected by an upper header 28 and a lower header. The spacing between the cooling tubes in both rows is equal to the two cooling tube diameters in both rows. The cooling tubes 2 of the second row are offset from the cooling tubes 4 of the first row by half the swarms between the cooling tubes.

Vynález řeší chladicí registr fermentoru, zejména mechanicky míchaného.The invention provides a cooling register of a fermenter, in particular mechanically stirred.

Claims

BACKGROUND OF THE INVENTION

1. A fermenter cooling register consisting of cooling tubes and at least two pantographs, characterized in that the cooling tubes are arranged in two rows such that the cooling tubes (2) of the second row are offset by half a pitch relative to the cooling tubes (1) of the first row. cooling tubes (1) of the first row, wherein the centers of the two cooling tubes of one row with the center of the cooling tube of the second row form the apexes of an isosceles triangle.

Fermenter cooling register according to claim 1, characterized in that the spacing of the first row cooling tubes (1) and the spacing of the second row cooling tubes (2) equals at most two cooling tube diameters.