DD278505A1

DD278505A1 - DEVICE FOR EMPTYING FOAM WITH ONE OR MORE ROTORS

Info

Publication number: DD278505A1
Application number: DD32377988A
Authority: DD
Inventors: Felix Kudrewizki; Erwin Giest
Original assignee: Ve Forschungszentrum Biotechno
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-05-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schaumzerstoerung mit einem oder mehreren schaumzerstoerenden Rotoren, insbesondere fuer Fermentoren im Labor- und kleintechnischem Massstab zur sterilen aeroben Fermentation. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung kann darueber hinaus bei allen weiteren Reaktionen mit schaeumenden Fluessigkeiten Anwendung finden. Erfindungsgemaess wird in dem Gasraum eines Fermentors um eine Welle (bei Ruehrreaktoren bevorzugt die Ruehrwelle) ein Stator, der mit der Abluftleitung verbunden ist, angeordnet, vor dessen Oeffnung ein an der Welle befestigter Rotor angebracht ist. Als Stator dient ein Kegelstumpf oder ein Zylinder, der an seinem Rand eine Leitflaeche haben kann. Der Rotor ist eine Scheibe mit Flaechen zur wirksamen Schaumzerstoerung, z. B. aufgesetzten Schaufeln. Die Schaufeln ragen in den Stator hinein. Der Abstand zwischen Stator und Rotor ist minimal.The invention relates to a device for Schaumzerstoerung with one or more foam-destroying rotors, especially for fermenters in the laboratory and small scale for sterile aerobic fermentation. The device according to the invention can furthermore be used in all further reactions with foaming liquids. According to the invention, in the gas space of a fermenter, around a shaft (in the case of stirred reactors, preferably the stirring shaft), a stator, which is connected to the exhaust duct, is arranged, in front of the opening of which a rotor attached to the shaft is mounted. The stator is a truncated cone or a cylinder, which may have a Leitflaeche at its edge. The rotor is a disc with surfaces for effective Schaumzerstoerung, z. B. attached blades. The blades protrude into the stator. The distance between stator and rotor is minimal.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schaumzerstörung mit einem oder mehreren schaumzerstörenden Rotoron für Apparate mit schaumbildenden Flüssigkeiten, insbesondere für Formentoren im Labor- und kleintechnischem Maßstab zur sterilen aeroben Fermentation.The invention relates to a device for foam destruction with one or more foam-destroying rotoron for apparatuses with foam-forming liquids, in particular for mold gates in the laboratory and small scale for sterile aerobic fermentation.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannterweise werden Schaumzerstörer in Form von rotierenden Scheiben, Scheibenrührern, Gittern und ähnlichen Vorrichtungen ausgeführt (Tichomirow, W. K., Schäume, Moskau, V. Chimija, 1975), deren Wirkprinzip auf der Umströmung der rotierenden Flächen durch den Schaum und damit dessen teilweiser Zerstörung beruht.Known manner foam scavengers in the form of rotating disks, Scheibenrührern, gratings and similar devices are carried out (Tichomirov, W. K., foams, Moscow, V. Chimija, 1975), the principle of action based on the flow around the rotating surfaces through the foam and thus its partial destruction.

Diese Vorrichtungen werden entweder so gebaut, daß der rotierende Teil der Vorrichtung im Gasraum des Fermentors angeordnet ist und das gereinigte Gas durch die Abgasleitung im Apparateu'ckel abgeführt wird oder daß durch eine hohle Antriebswelle das zu entschäumende Gas die rotierenden Elemente passieren muß, bevor es die Abgasleitung erreicht. Der Nachteil der Vorrichtungen des erstgenannten Typs ist die geringe schaumzerstörende Wirkung, besonders dadurch hervorgerufen, daß die schaumzerstörenden Elemente oftmals nicht alle Teile des mit Schaum gefüllten Fermentorraumes erreichen, weil dessen Querschnitt meistens teilweise mit Meßinstrumenten belegt wird und weil der nicht zerstörte Schaum mit dem Abgas durch die Abgasleitung im Fermentordeckel entweichen kann.These devices are either constructed so that the rotating part of the device is arranged in the gas space of the fermenter and the purified gas is discharged through the exhaust pipe in Apparateu'ckel or that must pass through a hollow drive shaft, the gas to be defoamed the rotating elements before it reached the exhaust pipe. The disadvantage of the devices of the former type is the low foam-destroying effect, particularly caused by the fact that the foam-destroying elements often do not reach all parts of the foam-filled fermentor, because its cross-section is usually partially covered with measuring instruments and because the undamaged foam with the exhaust can escape through the exhaust pipe in Fermentordeckel.

Zu den Vorrichtungen des zweitgenannten Prinzips gehört die mechanische Schaumbekämpfung mittels FUNDAFORM" der Fa. Chemap, Schweiz. In Laborpilotfermentoren ist ein von der Rührwerksdrehzahl unabhängiger mechanischer Schaumabschneider montiert. Durch rasrhe Rotation eines Tellerpaketes wird ein künstliches Schwerefeld erzeugt, in welchem Gas- und Flüssigphase getrennt werden. Die Gasphase entweicht durch die Hohlwelle des FUNDAFOM', während die Flüssigkeitsphase fein dispergiert in den Fermentor zugrückgeschleudert wird und dadurch einen ebenfalls der Schaumbekämpfung dienenden Berieselungseffekt eizeugtAmong the devices of the second mentioned principle is the mechanical foam control by means of FUNDAFORM "from Chemap, Switzerland In laboratory pilotfermentors a mechanical foam cutter independent of the agitator speed is mounted By rasrhe rotation of a plate package an artificial gravity field is created, in which gas and liquid phase separated The gas phase escapes through the hollow shaft of the FUNDAFOM, while the liquid phase is finely dispersed into the fermenter and thus produces a spray effect which also serves to combat foam

Dieses Schaumbekämpfungssystem hat folgende Nachteile: This foam control system has the following disadvantages:

Vorrichtungen mit Hohlwellen brauchen praktisch zwei Abdichtungen, so daß die Sterilisierbarkeit und die weitere Erhaltung der Sterilität des Apparates stark beeinträchtig werden. Sie sind konstruktiv kompliziert aufgebaut und störanfällig. Ihr Einsatz bei allen im Autoklaven zur sterilisierenden Fermentoren ist nicht möglich. Eine Nachrüstung der meisten Fermontortypen mit diesem System ist wegen der fehlenden Deckeldurchführung nicht möglich. Sinnvoll ist ihr Einsatz erst bei Formentoren mit einem Volumen von etwa 151 und größer.Devices with hollow shafts need practically two seals, so that the sterilizability and the further maintenance of the sterility of the apparatus are severely impaired. They are structurally complicated and susceptible to interference. Their use in all autoclave sterilizing fermentors is not possible. Retrofitting of most types of Fermont with this system is not possible because of the lack of lid bushing. It makes sense to use them only at mold gates with a volume of about 151 and larger.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer effektiven, sterilisierbaren Vorrichtung zu Schaumzerstörung für Fermentoren im Labor- und kleintechnischen Maßstab.The object of the invention is to provide an effective, sterilizable device for foam destruction for laboratory and small scale fermentors.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete, an sich bekannte technische Elemente funktionell so miteinander zu verbinden, daß ein neues konstruktives Lösungsprinzip für Schaumze störer resultiert, das die Zielstellung erfüllt. Erfindungsgemäß wird in dem Gasraum eines Fermentors um eine Welle ein Stator, der mit der Abluftleitung verbunden ist, angeordnet, vor dessen Öffnung ein an der Welle befestigter Rotor angebracht ist. Die Welle ist bei Rührreaktoren in der Regel die Rührerwelle, kann aber prinzipiell auch eine separate Welle für den Schaumzerstörer sein.The invention has the object of providing suitable, known per se technical elements to functionally connect with each other so that a new design solution principle for Schaumze results disruptor that meets the objective. According to the invention, a stator, which is connected to the exhaust air duct, is arranged in the gas space of a fermenter about a shaft, before the opening of which a rotor attached to the shaft is mounted. The shaft is usually the stirrer shaft in stirred reactors, but can in principle also be a separate shaft for the foam destroyer.

Ein Kegelstumpf oder ein Zylinder, der an seinem Rand eine angesetzte Leitfläche haben kann, dient als Stator. Der Rotor ist eine Scheibe mit Flächen zur wirksamen Schaumzerstörung, ζ. B. mit aufgesetzten Schaufeln.A truncated cone or a cylinder, which can have an attached guide surface at its edge, serves as a stator. The rotor is a disc with surfaces for effective foam destruction, ζ. B. with attached blades.

Der Abstand zwischen Stator und Rotor ist minimal.The distance between stator and rotor is minimal.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird als Stator ein Zylinder eingesetzt, der axial zur Welle des Rührers angeordnet, von oben durch den Apparatedeckel und von unten mit einem rotierenden Schaufelrad als Rotor, dessen Schaufeln in den Zylinder ragen, abgegrenzt ist. Die untere Öffnung des Zylinders ist mit einem konischen Leitblech versehen. Der Schnitt der Schaufelaußenkanten ist dem Winkel des konischen Leitbleches so weit angepaßt, daß zwischen Stator und Rotor nur ein minimaler Spalt besteht.In a preferred variant of the invention, a cylinder is used as the stator, which is arranged axially to the shaft of the stirrer, from above through the apparatus lid and from below with a rotating blade wheel as a rotor whose blades project into the cylinder, is delimited. The lower opening of the cylinder is provided with a conical guide plate. The intersection of the blade outer edges is adapted to the angle of the conical guide plate so far that there is only a minimal gap between the stator and the rotor.

Arbeitsweise der Vorrichtung zur Schaumzerstörung:Operation of the device for foam destruction:

Das schaumtragende Abgas passiert vor dem Austritt aus dem Formentor den Rotor der Vorrichtung zur Schaumzerstörung, wodurch der Schaum zerstört wird und die vom Abgas abgetrennte Flüssigkeit in de: Apparat zurückfließt. Das entschäumte Abgas passiert den Rotor, gelangt in das Innere des Zylinders und verläßt durch die Abgasleitung den Formentor. Die vom Rotor abgeschleuderte Flüssigkeit trifft auf die Wand des Stators oder auf die Leitfläche und tropft von dort in den Fermentorraum.The foam-carrying exhaust gas passes before exiting the mold gate, the rotor of the device for foam destruction, whereby the foam is destroyed and the separated liquid from the exhaust gas flows back into the: apparatus. The defoamed exhaust gas passes through the rotor, enters the interior of the cylinder and leaves the mold gate through the exhaust pipe. The liquid thrown off the rotor strikes the wall of the stator or the guide surface and drips from there into the fermenter chamber.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber bekannten Lösungen folgende Vorteile:The device according to the invention has the following advantages over known solutions:

- Das schaumtragende Abgas kann aufgrund des neuen konstruktiven Lösungsprinzips .licht ohne den schaumzerstörenden Rotor passiert zu haben, den Reaktor verlassen. Die Zwangsluftführung bewirkt sehr hohe Wirksamkeit der Vorrichtung zur Schaumzerstörung.The foam-carrying exhaust gas can leave the reactor due to the new constructive solution principle without having passed the foam-destroying rotor. The forced air flow causes very high efficiency of the device for foam destruction.

- Die Zugabe von Antischaummitteln bei Schaumbildung kann entfallen bzw. bei sehr starker Schaumbildung drastisch gesenkt werden. Damit entfallen bzw. verringern sich die nachteiligen Wirkungen von Antischaummitteln bei den Fermentationen.- The addition of antifoams in foaming can be omitted or drastically reduced in very strong foaming. This eliminates or reduces the adverse effects of antifoams in the fermentations.

- Die konstruktive Lösung ist außerordentlich einfach. Sie gestattet die Nachrüstung von Fsrmentoren mit der Vorrichtung zur Schaumzerstörung.- The constructive solution is extremely simple. It allows the retrofitting of fans with the foam destruction device.

- Der zerlegbare Schaumzerstörer bietet die Möglichkeit, ihn gi ündlich zu reinigen.- The demountable foam destroyer offers the possibility to clean it thoroughly.

- Durch die Anordnung des Schaumzerstörers im Fermentorinnenraum ist die Sterilität gewährleistet.- The arrangement of the foam destroyer in the fermenter interior sterility is guaranteed.

AueführungsbeispieleAueführungsbeispiele

Die Erfindung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne sie zu beschränken.The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments without limiting it.

example 1

Fig. 1 jeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schaumzerstörung.Fig. 1 jeigt a variant of the device according to the invention for foam destruction.

Der schaumzerstörende Rotor, der aus einer Scheibe 1 mit sechs Schaufeln 2 besteht, wird von der Rührerwelle 3 angetrieben.The foam-destroying rotor, which consists of a disk 1 with six blades 2, is driven by the agitator shaft 3.

Der Roter ist unter dem Zylinder 4, der mit einer konischen Leitfläche 4 versehen ist, angeordnet. Der Zylinder steht zur Rührerwelle axial und ist an dem Reaktordeckel 5 befestigt.The red is arranged under the cylinder 4, which is provided with a conical guide surface 4. The cylinder stands axially to the agitator shaft and is attached to the reactor cover 5.

Der im Reaktor gebildete Schaum wird beim Passieren der rotierenden Schaufeln der Vorrichtung zerstör*.The foam formed in the reactor is destroyed as it passes through the rotating blades of the apparatus.

Das entschäumte Gas gelangt in den Zylinder und von dort durch die Abgasleitung 6 aus dem Reaktor.The defoamed gas enters the cylinder and from there through the exhaust pipe 6 from the reactor.

Example 2

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie zeigt einen Zylinder 4, an dessen oberer und unterer Öffnung je ein Rotor, bestehend aus je einer Scheibe 1 und 1' mit Schaufeln 2 und 2', angeordnet ist. Arboits- und Wirkungsweise der Vorrichtung entsprechend der in Beispiel 1 beschriebenen, jedoch ist die Geschwindigkeit des zu reinigenden Gases stark reduziert und damit die Wirksamkeit des Schaumzerstörers deutlich erhöht.Fig. 2 shows another embodiment of the device according to the invention. It shows a cylinder 4, at its upper and lower openings each have a rotor, each consisting of a disc 1 and 1 'with blades 2 and 2', is arranged. Arboits- and mode of action of the device according to that described in Example 1, but the speed of the gas to be purified is greatly reduced and thus significantly increases the effectiveness of the Schaumzerstörers.

Claims

1. A device for foam destruction with one or more foam-destroying rotors, characterized in that in the Gssraum a fermenter about a shaft, a stator which is connected to the exhaust duct, is arranged and before the opening of which a rotor attached to the shaft is mounted.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the shaft at Rührrektoren usually the agitator shaft, otherwise a separate shaft for the rotor.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the stator is a cylinder which may have an attached guide surface at its edge, or a truncated cone.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rotor is a disc with effective surfaces for foam destruction, ζ. B. attached blades, is.

5. Device according to claims 1,3 and 4, .Dadurch in that the distance between the stator and rotor is minimal.