DD279824A1 - DEVICE FOR SUPPRESSING THE WAXING OF THE INNER WALL OF SUBMERS OF WORKING BIOREACTORS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterdrueckung des Bewachsens der Innenwand submers arbeitender Bioreaktoren, insbesondere von Laborfermentoren. Sie verfolgt das Ziel, bei solchen Reaktoren Bewuchsfreiheit der inneren Wandung durch eine automatisch arbeitende Abstreifvorrichtung zu erreichen, die mit der ungestoerten Funktion des Ruehrersystems und der mechanischen Schaumbekaempfung vertraeglich ist. Die diesem Ziel zugeordnete Aufgabe wird geloest, indem die Traegerwelle des mechanischen Schaumzerstoerers zusaetzlich das Abstreiforgan sowie eine drehrichtungsselektive Kupplung traegt. Durch eine zusaetzliche Steuerelektronik wird in periodischen Abstaenden bei Beruecksichtigung der Prioritaet des Reglers der mechanischen Schaumbekaempfung der Drehsinn des Antriebsmotors der mechanischen Schaumbekaempfung umgeschaltet, seine Drehzahl auf einen vorgewaehlten Wert reduziert und auf diese Weise der Abstreifvorgang der inneren Wandung mittels mehrfachen Umlaufs der wandanliegenden Wischerblaetter des Abstreiforgans realisiert. Fig. 1The invention relates to a device for suppressing the growth of the inner wall of submerged bioreactors, in particular of laboratory fermentors. It pursues the goal, in such reactors to achieve freedom from growth of the inner wall by an automatically operating scraper, which is familiar with the undisturbed function of the Ruehrersystems and the mechanical Schaumbekaempfung. The object associated with this goal is achieved by the carrier shaft of the mechanical foam suppressor additionally supporting the wiper member and a direction of rotation selective coupling. By an additional control electronics, the direction of rotation of the drive motor of the mechanical Schaumbekaempfung is switched at periodic intervals taking into account the priority of the regulator of the mechanical Schaumbekaempfung, reduced its speed to a preselected value and in this way the stripping of the inner wall by means of multiple circulation of the wall adjacent wiper blades of the wiper realized. Fig. 1
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterdrückung des Bewachsens der inneren Wandung submers arbeitender Bioreaktoren außerhalb der Kulturlösung (im Gasraum-Wandbereich) von Labor- und Pilotfermentoren.The invention relates to a device for suppressing the growth of the inner wall of submerged bioreactors outside the culture solution (in the gas space wall area) of laboratory and pilot fermentors.
Dementsprechend liegt das Anwendungsgebiet der Erfindung im Fermentorbau bzw. in der Verfahrensentwicklung mikrobieller Fermentationen mit hochviskosen Kulturlösungen.Accordingly, the field of application of the invention lies in fermentor construction or in the process development of microbial fermentations with highly viscous culture solutions.
Bereits auf der Stufe des Glas-Schüttelkolbens entstehen bei der Kultivierung mycelialer Mikroorganismen außerhalb der Kulturlösung ringförmige Bewüchse an der Kolbeninnenwand. Folglich liegt keine homogene Submersphase vor. Der emers vorhandene Biomasseantsil fehlt in der aus Submersproben ermittelten Wachstumskinetik, geht aber voll in die Substratbilanz ein. Im Extremfall bestimmen lysiert in die Kulturlösung zurückkehrende Anteile der emersen Biomasse das gesamte Stoffwechselverhalten, indem sie störende oder sogar ausbeutemindernde Mehrphasigkeiten von Wachstum bzw. Produktbildung verursachen.Already at the stage of the glass shake flask, during the cultivation of mycelial microorganisms outside the culture solution, annular growths develop on the bulb inner wall. Consequently, there is no homogeneous submersed phase. The emers existing biomass antisil is missing in the growth kinetics determined from submerged samples, but goes fully into the substrate balance. In extreme cases, lysed components of the emersed biomass returning to the culture solution determine the entire metabolic behavior by causing disruptive or even yield-reducing multiphases of growth or product formation.
Für Pilotfermentoren bis zum Arbeitsvolumen von etwa 30 Litern, insbesondere aber für Pilotfermentoren mit Arbeitsvolumina von weniger als 10 Litern, stellt sich die Problematik des Wandbewuchses erheblich schärfer dar, sofern aerobs myceliale Mikroorganismen (z. B. Pilze) in Laborfermentationen (länger als 50 Stunden) bei ständiger Aufrechterhaltung von Wachstum kultiviert werden.For pilot fermentors up to the working volume of about 30 liters, but especially for pilot fermentors with working volumes of less than 10 liters, the problem of wall growth is considerably more acute, if aerobic mycelial microorganisms (eg fungi) in laboratory fermentations (longer than 50 hours ) are cultivated while maintaining growth.
Die Ursache liegt darin, daß infolge der benötigten hohen Turbulenz für Homogenisierung und GyVersorgung derartiger Kulturen im Zusammenwirken mit austre bend wirkenden Baugruppen, wie Schikanen, Wärmetauschern und Sensoren, im Fermentorgefäß entstehende Spritzer der hochviskosen Kulturlösung zur ständigen Vergrößerung der Biomasseschicht an der feststehenden Wandung führen. Im Fall von Benzylpenicillin-Fermentationen im Laborfermentermaßstab kann auf diese Weise mehr als ein Drittel der Gesamtbiomasse außerhalb der Kulturlösung vorliegen. Es ergeben sich schwerwiegende Fehlaussagen, indem scheinbare Substratkonversionen und damit Fahlanpassungen der Mediumskompositionen zum O2-Eintrag größerer Fermentoren sowie ein verfälschtes Produktbildungsverhalten ermittelt werden.The cause is that lead due to the required high turbulence for homogenization and GyVersorgung such cultures in cooperation with austre-acting assemblies such as baffles, heat exchangers and sensors, resulting in Fermentorgefäß splashes of highly viscous culture solution for permanent enlargement of the biomass layer on the fixed wall. In the case of benzo-benzicillin fermentations on a laboratory scale fermenter, more than one third of the total biomass may thus be present outside the culture solution. This results in serious misstatements, by apparent substrate conversions and thus Fahlanpassungen the medium compositions for O 2 entry of larger fermentors and a falsified product formation behavior can be determined.
Aus den dargelegten Gründen stellt der material- und konstruktionsbedingte Wandbewuchs ein wichtiges apparatives Auswahlkriterium für die Eignung von Fermentoron dar (vgl. I.ADLER, A. FIECHTER, Charakterisierung von Bioreaktoren mit biologischen Testssystemen, Vortrag auf dem Jahrestreffen der Verfahrensingenieure, 29.9.-1.10.1982, Basel).For the reasons explained above, the wall-growth caused by material and construction constitutes an important selection criterion for the suitability of Fermentoron (see I.ADLER, A. FIECHTER, Characterization of Bioreactors with Biological Test Systems, Presentation at the Annual Meeting of Process Engineers, 29.9.-1.10 .1982, Basel).
Der bekannte technische Stand ist durch die Verwendung silikonisierter Glaszylinder bzw. hochpolierter Edelstahlbleche jls Wandungsmaterial charakterit!.":'«.The well-known technical standard is characterized by the use of siliconized glass cylinders or highly polished stainless steel sheets as wall material! ".
Aktive automatisch arbeitende Abstreifeinrichtungen für wandanhaftende Biomasse sind bisher nicht beschrieben worden. Der bekannte technische Stand der Ausrüstung von Fermentoren mit Untenrlur-Dispergierorgt η schließt ein eigenständig arbeitendes automatisches mechanisches Schaumbekämpfungssystem ein, dessen Trägerwelle mit Rotor am Deckel des Fermentors installiert ist. Der Antrieb erfolgt bevorzugt über eine Magnetkupplung, wobei Festtourbnzahlen von etwa 3000min^' in entgegengesetzter Drehrichtung zur Unterflur-Rührerwolle realisiert werden. Die automatische Auslösung der mechanischen Schaumbekämpfung erfolgt im allgemeinen mit Hilfe einer höhenverstellbaren Leitfähigkeitssonde.Active automatic stripping devices for wall-adhering biomass have not previously been described. The well-known technical state of the art of equipping fermenters with downstream dispersing equipment η includes a self-acting automatic mechanical foam control system whose carrier shaft with rotor is installed on the lid of the fermenter. The drive is preferably via a magnetic coupling, Festtourbnzahlen be realized by about 3000min ^ 'in the opposite direction of rotation to underfloor Rührerwolle. The automatic activation of the mechanical foam control is generally carried out by means of a height-adjustable conductivity probe.
Somit sind bei derartig ausgerüsteten Fermentoren die Möglichkeiten zur Realisierung von inneren Drehbewegungen über zentral gelagerte Achsen im Boden für die Suspendierung des Kulturmediums bzw. die Gasverteilung und im Deckel für die mechanische Schaumbekämpfung ausgeschöpft.Thus, in such equipped fermentors, the possibilities for the realization of internal rotational movements via centrally mounted axles in the bottom for the suspension of the culture medium or the gas distribution and exhausted in the lid for the mechanical foam control.
Weiterhin sind Abstreifeinrichtungen für Rührerwellen bekannt. Diese bestehen aus mindestens einer feststehenden Schneide, an der sich die Rührerwelle vorboidreht. Derartige Rührerwellenabstreifungen sind von Bedeutung, wenn die Entmischungsneigung wachsartiger Komponenten des Fermentationsmediurrs durch bevorzugtes Aufziehen auf der rotierenden Rührerwelle unterdrückt werden soll. Diese Rührerwollenabstreifungen ergeben keine Ansatzpunkte für die Lösung des Problems der Wandabctreifung.Furthermore, stripping devices for agitator shafts are known. These consist of at least one fixed cutting edge on which the agitator shaft pre-rotates. Such stirrer shaft striations are important if the tendency to separate off waxy components of the fermentation medium should be suppressed by preferential application to the rotating stirrer shaft. These stirrer wool striations do not give any starting points for solving the problem of wall abrasion.
Für Festsubstrat-Bioreaktoren sind mit der langsam drehenden Mischerwelle fest verbundene Wandungswischer bekannt. Diese technische Lösung kommt für hochtourige und während der Fermentation oft mit variabler Drehzahl laufende Submersreaktoren jedoch nicht in Betracht.For solid substrate bioreactors, fixedly connected wall wipers are known with the slowly rotating mixer shaft. However, this technical solution does not come into consideration for high-speed submersible reactors which frequently run at variable speed during fermentation.
Die Erfindung beinhaltet das Ziel, bei submers arbeitenden Bioreaktoren, insbesondere bei Laborfermentoren, in effektiver Weise Bewuchsfreiheit der inneren Wandung zu erreichen, um Verfälschungen der Wachstums- und Produktbildungskinetik infolge der an der Wandung abgesetzten bzw. angewachsenen Biomasse zu vermeiden.The invention includes the aim of effectively achieving freedom from fouling of the inner wall in submerged bioreactors, in particular laboratory fermentors, in order to avoid falsifications of the growth and product formation kinetics as a result of the biomass deposited or grown on the wall.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur wirksamen Unterdrückung des Bewachsens der inneren Wandung submers arbeitender Bioieaktoren anzugeben, die mit der ungestörten Funktion dos Unterflur-Rührwerks und der mechanischen Oberflur-Schaumbekämpfung verträglich ist.The invention has for its object to provide a device for effectively suppressing the growth of the inner wall submerged working Bioieaktoren, which is compatible with the undisturbed function dos underfloor agitator and the mechanical surface foam control.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die vom Fermentordeckel hör in das Kulturgefäß ragende Trägerwelle des mechanischen Schaumzerstörers zusätzlich eine drehrichtungselektive Kupplung und ein Abstreiforgan für die zylindrische innere Wandung trägt, das mittels elektronisch ausgelöster Umschaltung dos Drehsinns der Welle bei gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl periodisch wirksam wird. Das Abstreiforgan besteht aus mindestens einem Wischerblatt, bevorzugt jedoch zwei Wischerblättern, das bzw. die mittels Führung durch einen Doppelgelenkhebel durch die Wirkung der Schwerkraft an der Wandung anliegt bzw. anliegen. Die Gelenke sind ebene Kippgelenke. Das am Wischerblatt ansetzende Gelenk liegt höher als das zweite Gelenk, da der Doppelgelenkhebel zur Erzeugung der anpressenden Schwerkraftkomponente von unten nach oben zur Wandung geneigt ist, wobei seine Verlängerungslinie die Achse des Fermentors schneidet (radiale Anordnung). Das untere Gelenk stellt die Verbindung zum Zentralschenkel her, der in sich starr mit dem tragenden Zentrum verbunden ist, das sich axial verschiebbar und frei drehbar auf der Trägerwelle des mechanischen Schaumzerstörers befindet. Dazu ist das tragende Zentrum als dicke Kreisscheibe mit Zentralbohrung ausgeführt und enthält Elemente zur Realisierung der drehrichtungsselektiven Kupplung. Zur Begrenzung des Winkels zwischen dem Doppelgelenkhebel und dem Zentralschenkel, die für das ungehinderte Aufsetzen des Fermentordeckels erforderlich ist, dient die Winkelbrücke, die einen Winkelbereich von 30° bis 80° zwischen Trägerwelle und der Verlängerung des Doppelgelenkhebels zuläßt. Der Zentralschenkel hat vom unteren Gelenk zum tragenden Zentrum die entgegengesetzte Neigungsrichtung des Doppelgelenkhsbels.According to the invention, this object is achieved in that the hearth of the fermenter lid protruding into the culture vessel support shaft of the mechanical Schaumzerstörers additionally carries a direction of rotation selective coupling and a Abstreiforgan for the cylindrical inner wall, which periodically effective by means of electronically triggered switching dos rotation of the shaft while reducing the speed becomes. The wiper member consists of at least one wiper blade, but preferably two wiper blades, the or by means of guidance by a double-jointed lever by the action of gravity against the wall or rest. The joints are flat tilt joints. The joint attaching to the wiper blade is higher than the second joint because the double-jointed lever is inclined from bottom to top to the wall for producing the pressing gravity component, its extension line intersecting the axis of the fermentor (radial arrangement). The lower hinge makes the connection to the central leg, which is rigidly connected to the supporting center, which is axially displaceable and freely rotatable on the support shaft of the mechanical foam destroyer. For this purpose, the supporting center is designed as a thick circular disk with central bore and contains elements for the realization of the direction of rotation selective coupling. To limit the angle between the double-jointed lever and the central leg, which is required for the unhindered placement of the Fermentordeckels, serves the angle bridge, which allows an angular range of 30 ° to 80 ° between the carrier shaft and the extension of the double-jointed lever. The central leg has from the lower joint to the supporting center the opposite direction of inclination of Doppelgelenkhbels.
Die drehrichtungsselektive Kupplung besteht in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem Kupplungsunterteil und einem Kupplungsoberteil. Das Kupplungsunterteil weist mindestens eine Zahnflanke auf und ist starr auf der Trägerwelle befestigt. Das Kupplungsoberteil befindet sich oberhalb des Kupplungsunterteils, weist eine Mitnehmerklaue auf und ist auf der Trägerwelle axial verschieb- und frei drehbar angeordnet. Entsprechend der Drehrichtung der Trägerwelle kommt die Mitnehmerklaue des Kupplungsoberteils mit der Zahnflanke des Kupplungsunterteils in Eingriff. Das Kupplungsunterteil ist als dicke Kreisscheibe mit mindestens einer Zahnflanke auf der zum tragenden Zentrum zeigenden Oberseite ausgeführt. Die senkrecht abfallende Seite der Zahnflanke zeigt in die zur Drehrichtung des mechanischen Schaumzerstörers entgegengesetzte Richtung. Auf diese Weise rastet die Mitnehmerklaue des Kupplungsoberteils infolge des schwerkraftbedingten Aufliegens des Abstreiforgans auf dem Kupplungsunterteil nur gegen die senkrechte Seite, wenn die Trägerwelle gegenläufig zur Schaumbekämpfungsdrehrichtung rotiert. Andernfalls läuft die Mitnehmerklaue frei über die schräg ansteigende Seite der Zahnflanke(n), duren volle Höhe über die halbe Kreisfläche des Kupplungsunterteils erreicht wird. Als Material der Wischerblätter eignet sich hitzebeständiges Gummi, das auch gegen die Inhaltsstoffe von Fermentationsmedien resistent ist. Bevorzugt wird Teflon verwendet, da dieses Material zusätzlich ohne weitere Stützmaßnahmen formbeständig ist. Die anderen Teile dos Abstreiforgans bestehen aus Edelstahl.The direction of rotation selective coupling consists in a preferred embodiment of the invention of a lower coupling part and a clutch upper part. The lower coupling part has at least one tooth flank and is rigidly mounted on the support shaft. The upper coupling part is located above the coupling lower part, has a driving claw and is axially displaceable and freely rotatably mounted on the carrier shaft. According to the direction of rotation of the carrier shaft, the driving claw of the upper coupling part engages with the tooth flank of the lower coupling part. The lower coupling part is designed as a thick circular disk with at least one tooth flank on the upper side facing the supporting center. The vertical sloping side of the tooth flank points in the opposite direction to the direction of rotation of the mechanical foam destroyer. In this way, the driving claw of the upper coupling part engages due to the gravitational contact of the Abstreiforgans on the lower coupling part only against the vertical side, when the carrier shaft rotates in opposite directions to foam control direction of rotation. Otherwise, the driving claw runs freely over the sloping side of the tooth flank (s), duren full height over half the circular surface of the coupling lower part is achieved. The material of the wiper blades is heat-resistant rubber, which is also resistant to the ingredients of fermentation media. Teflon is preferably used because this material is also dimensionally stable without further support measures. The other parts of the wiper are made of stainless steel.
Die periodische Funktion des Abstreiforgans zur Unterdrückung des Bewachsene der Wandung wird durch elektronische Ansteuerung des Antriebsmotors für den mechanischen Schaumzorstörer realisiert, wobei die Verbindung auf an sich bekannte Weise mittels Magnetkupplung hergestellt ist. Es wird ein Motor verwendet, der bezüglich dos Drehsinns umschaltbar und bezüglich der Drehzahl variabel einstellbar ist. Die elektronische Ansteuerung zur Betätigung des Wandabstreifvorganges, dieThe periodic function of the wiper member for suppressing the growth of the wall is realized by electronic control of the drive motor for the mechanical Schaumzorstörer, wherein the connection is made in known manner by means of magnetic coupling. It is used a motor which is reversible with respect to the direction of rotation and variable in terms of speed. The electronic control for the operation of Wandabstreifvorganges, the
grundsätzlich eine auf an sich bekannte Weise aufgebaute Zeitbasis mit Auswahl der Pausendauer und der Länge der Betriebsintervalle sowie Drehzahl- und Drehrichtungsumschalter für die Abstreif-Drehrichtung enthält, steht wahlweise in Wechselwirkung mit dem mechanischen Schaumbekämpfungsregler. Bei aktivierter Wechselwirkung hat der Schaumbekämpfungsvorgang Priorität vor der Wandabstreifung. Vom Schaumbekämpfungsregler kommende Auslöseimpulse schalten eine eventuelle zu diesem Zeitpunkt stattfindende Wandabstreifung ab und nach einer kurzen Pause zur Rücksetzung von Drehrichtung und Drehzahl den Schaumzerstörungsvorgang gemäß Regime des Schaumbekämpfungsreglers ein. Der nächste Wandabstreifungsvorgang erfolgt, wenn der Schaumbekämpfungsrelger kein Alarmsignal mehr über die Meßsonde erhält und somit die Blockierung der Zeitbasis aufgehoben ist. Bei nicht aktivierter Wechselwirkung sind beide Betriebsarten autonom nach Bedarf einstellbar. Insbesondere wird die Wandabstreifung bei Verwendung schäumungsfreier Medien bzw. unter chemische Schaumbekämpfung im Bedarfsfall kontinuierlich betrieben.In principle, a time base constructed in a known manner with selection of the pause duration and the length of the operating intervals and rotational speed and direction of rotation switch for the stripping direction of rotation optionally interacts with the mechanical foam control regulator. With interaction enabled, the foam control process has priority over wall wiping. Triggering impulses coming from the foam control regulator switch off any possible wall scraping occurring at this time and, after a brief pause to reset the direction of rotation and the speed of rotation, terminate the foam destruction process in accordance with the mode of the foam control regulator. The next Wandabstreifungsvorgang occurs when the Schaumbekämpfungsgerger receives no more alarm signal via the probe and thus the blocking of the time base is canceled. If the interaction is not activated, both operating modes can be set autonomously as required. In particular, the Wandabstreifung when using foam-free media or under chemical foam control, if necessary, operated continuously.
Durch die Entwicklung der vorliegenden Vorrichtung ist erstmals die Möglichkeit gegeben, das Bewachsen der inneren Wandung von submers arbeitenden Bioreaktoren im Gasraum zuverlässig, automatisch, ohne Störung der essentiellen Fermentorfunktionen und ohne Steigerung des Kontaminationsrisikos zu unterdrücken. Dadurch erhöht sich der Wert von prozeßkinetischen Aussagen der Laborfermentorstufe für die Maßstabsvergrößerung bedeutend.Through the development of the present device, for the first time it is possible to suppress the growth of the inner wall of submerged bioreactors in the gas space reliably, automatically, without disturbing the essential fermenter functions and without increasing the risk of contamination. This significantly increases the value of process kinetic statements of the laboratory fermentor stage for scale-up.
AusfÜL.'ungsbeispielAusfÜL.'ungsbeispiel
Die Erfindung soll durch ein Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained by an embodiment with reference to drawings. Show it:
Fig. 1: den Aufbau des Abstreiforgans in Verbindung mit seiner Anordnung auf der Trägerwelle des mechanischenFig. 1: The structure of the Abstreiforgans in connection with its arrangement on the support shaft of the mechanical
Schaumzerstörersfoam destroyer
Fig. 2: die elektronische Ansteuerung in Verbindung mit dem mechanischen Schaumzerstörungsregler. Fig. 2: the electronic control in conjunction with the mechanical foam destruction regulator.
Das 270 mm lange zylindrische Glasgefäß eines Edelstahl-Glas-Laborfermentors mit dem Bruttovolumen von 12 Litern hat einen Innendurchmesser von 200mm. Es ist mittels Einlegen von Gummi-Piofildichtungen zwischen dem Edelstahlsockel und dem Montageflansch des Fermentordeckels 1 kontaminationsdicht montiert, indem die Verschraubung von drei Gewinde-Stehbolzen eine gleichmäßige Anpressung des Kulturgefäßes an beide Edelstahlauflagen bewirkt. Bui Füllung des Fermentors mit 8 Liter Kulturlösung (Nettovolumen) nimmt der Fermentor-Gasraum das obere Drittel des Glasgefäßes (bezogen auf dessen Länge) und das Innenvolumen des Fermentordeckel-Montageflanschcs ein. Am Fermentordeckel 1 ist die Trägerwelle 2 des mechanischen Schaumzerstörers 3 entsprechend Figur 1 drehbar gelagert angeordnet. Die Übertragung der Drehbewegung des bezüglich des Drehsinns umschaltbaren und bezüglich der Drehzahlen variabel einstellbaren Antriebsmotors 13 erfolgt über die Magnetkupplung 14, wobei ein fest mit der Motorwelle verbundener ringförmiger Dauermagnet das Magnetfeld erzeugt, das durch den unmagnetischen Fermentordeckel 1 aus Chrom-Vanadium-Stahl auf den innenliegenden magnetischen Kupplungsteil wirkt.The 270 mm long cylindrical glass jar of a 12-liter gross glass-glass laboratory fermenter has an inside diameter of 200mm. It is installed contamination-tight by inserting rubber Piofildichtungen between the stainless steel base and the mounting flange of Fermentordeckels 1 by the screwing of three threaded studs causes a uniform contact pressure of the culture vessel to both stainless steel pads. When the fermenter is filled with 8 liters of culture solution (net volume), the fermenter gas space occupies the upper third of the glass vessel (relative to its length) and the inner volume of the fermenter lid mounting flange. On the fermentor lid 1, the carrier shaft 2 of the mechanical foam destroyer 3 is rotatably mounted according to FIG. The transmission of the rotational movement of the rotational direction with respect to the variable and variable speed drive motor 13 via the magnetic coupling 14, wherein a permanently connected to the motor shaft annular permanent magnet generates the magnetic field generated by the non-magnetic fermenter cover 1 of chrome-vanadium steel on the inside magnetic coupling part acts.
Der mechanische Schaumzerstörer 3 ist als Schrägblatt-Rotor mit vier Blättern ausgeführt. Er wird mittels Klemmverschraubung starr mit der Trägerwelle 2 gekoppelt. Die mechanische Schaumbekämpfung über die Wirkung des mit 200 min"' umlaufenden Schrägblatt-Rotors erfolgt gegensinnig zur Drehbewegung der Rührerwelle im Bodenflansch des Fermentors. Die Trägerwelle 2 hat am unteren Ende ein Feingewinde M8. Auf diese ist die drehrichtungsselektive Kupplung 12 aufgeschraubt, wobei eine Sacklochverschraubung zur Konterung verwendet wird. Das Sackloch mit Innengewinde M 8-1 befindet sich im Zentrum der Edelstahlscheibe der Dicke 12 mm und des Durchmessers von 30 mm. Die dem mechanischen Schaumzerstörer 3 zugewandte Seite des Kupplungsunterteils 11 ist als Profilfläche mit zwei halben Schrägzahnflanken gestaltet, deren Zahnhöhe von 2,5mm durch linearen Anstieg über 180° erreicht wird. Die beiden senkrechten Stirnflächen greifen in zur Schaumbekämpfungs-Drehrichtung entgegengesetzter Drehrichtung des Antriebsmotors 13 gegen zwei Mitnehmerklauen, die als freie Stege von 3mm Breite und von 2,5mm Höhe aus der Unterseite dss tragenden Zentrums 8 hervorstehen, das als Edelstahlscheibe von 12 mm Dicke und 30 mm Durchmesser mit Zentralbohrung von 8,1 mm Durchmesser frei drehbar auf die Trägerwelle 12 aufgeschoben wird, bevor die Verschraubung der drehrichtungselektiven Kupp>ung 11 erfolgt. Dementsprechend läuft das mit dem tragenden Zentrum 8 fest verbundene Abstreiforgan 4 in oben genannter Drehrichtung des Antriebsmotors 13 um und bewerkstelligt die Abstreifung wandanhaftender Biomasse. Am tragenden Zentrum 8 sind einander gegenüberliegend seitlich zwei Zentralschenkel 7 starr angebracht, die aus Edelstahl-Rundmatenal von 6mm Durchmesser bestehen.The mechanical foam destroyer 3 is designed as a four-blade inclined blade rotor. It is rigidly coupled to the carrier shaft 2 by means of a compression fitting. The mechanical foam control via the action of the inclined blade rotor rotating at 200 ° C. takes place in the opposite direction to the rotary motion of the agitator shaft in the bottom flange of the fermentor The blind hole with internal thread M 8-1 is located in the center of the stainless steel disc with a thickness of 12 mm and a diameter of 30 mm The side facing the mechanical foam destroyer 3 side of the coupling base 11 is designed as a profile surface with two half-tooth flanks whose Tooth height of 2.5 mm is achieved by linear increase over 180 ° .. The two vertical faces engage in anti-foam direction of rotation opposite direction of rotation of the drive motor 13 against two driving claws, which as free webs of 3mm width and 2.5mm height from the bottom dss supporting center 8 protrude, which is freely rotatable as a stainless steel disc of 12 mm thickness and 30 mm diameter with central bore of 8.1 mm diameter on the support shaft 12, before the screwing of the direction of rotation selective coupling 11 takes place. Accordingly, the stripping member 4 fixedly connected to the supporting center 8 revolves in the above-mentioned rotational direction of the drive motor 13 and accomplishes the stripping of wall-adhered biomass. At the supporting center 8, two central leg 7 are mounted opposite each other laterally, which consist of round stainless steel Rundmatenal of 6mm diameter.
Die Zentralschenkel 7 treten horizontal aus dem tragenden Zentrum 8 aus und sind im Abstand von 12mm zu diesem ui . 45° gegen die Horizontalrichtung auf den Fermentorboden zeigend abgewinkelt, 'hre gesamte freie Länge beträgt 70 mm. Air freien Ende sind sie 15 mm tief eingeschlitzt, wobei die Schlitzbreite 1 mm beträgt .nd die Schlitzrichtung mit der Richtung de· Fermentorachse zusammenfällt. Senkrecht dazu verläuft 4mm vom froifin Ende entfernt eine Durchgangsbohrung von 1 mm Durchmesser für die Achse des unteren Gelenks, an welchem der Doppelge'enkhebel 6 schwenkbar angesetzt ist. Dieser hat die Länge von 55mm, die Breite von 8mm und die Dicke von 1 mm. Zwischen den Gelenkachsen des unteren und des oberen Gelenks beträgt der Abstand 45 mm. Im justierten Zustand schließen Doppelgelenkhebel 6 und Zentralschenkel 7 den Winkel von 85° ein. An den oberen Gelenken ist jeweils ein Wischerblatt 5 schwenkbar angebracht. Dieses besteht aus 2 mm dickem Teflon-Flachmaterial und hat eine Breite von 10 mm sowie eine Länge von 100 mm. Die Achse des oberen Gelenks verläuft durch den Diagonalschnittpunkt. Als Hilfselement für die Justierung bei Anbringung des Fermentordeckels 1 dient die Winkelkbrücke 9, die als starr mit dem Zentralschenkel 7 verbundene Schlaufe aus Edelstahldraht ausgeführt ist. Sie läßt einen maximalen Winkel von 100° zwischen Doppelgelenkhebel 6 und Zentralschenkel 7 zu.The central leg 7 emerge horizontally from the supporting center 8 and are at a distance of 12mm to this ui. Angled 45 ° against the horizontal direction pointing to the bottom of the fermenter, the total free length is 70 mm. Air free end they are slashed 15 mm deep, the slot width is 1 mm .nd the slot direction coincides with the direction of the fermentor axis. Perpendicular to this is 4mm from froifin end away a through hole of 1 mm diameter for the axis of the lower joint to which the Doppelge'enkhebel 6 is pivotally attached. This has the length of 55mm, the width of 8mm and the thickness of 1mm. Between the joint axes of the lower and upper joint, the distance is 45 mm. In the adjusted state, double-jointed lever 6 and central leg 7 enclose the angle of 85 °. At the upper joints in each case a wiper blade 5 is pivotally mounted. This consists of 2 mm thick Teflon flat material and has a width of 10 mm and a length of 100 mm. The axis of the upper joint passes through the diagonal intersection. As an auxiliary element for the adjustment when mounting the Fermentordeckels 1 serves Winkelkbrücke 9, which is designed as rigidly connected to the central leg 7 loop made of stainless steel wire. It allows for a maximum angle of 100 ° between double-jointed lever 6 and central leg 7.
Im eingebauten Zustand liegen die Wischerblätter 5 mit ihrer 10cm langen Schneide an der Glaswandung an, wobei die durch die Hebelgelenkkonstruktion wirkende Schwerkraft die Anpressung bestimmt. Bei Drehung der Trägerwelle 2 entgegen der Schaumbekämpfungsdrehrichtung beseitigen die mit vorgewählter Zeitdauer und Drehzahl rotierenden Wischblätter 5 die wandanhaftende Biomasse, wobei die elektronische Ansteuerung gemäß Figur 2 in Verbindung mit dem mechanischen Schaumbekämpfungsregler 17 steM.When installed, the wiper blades are 5 with their 10cm long edge on the glass wall, the force acting through the lever joint design gravity determines the contact pressure. Upon rotation of the support shaft 2 against the anti-foam direction, the wiper blades 5 rotating at a preselected time and speed eliminate the wall-adhering biomass, the electronic control according to FIG. 2 in combination with the mechanical foam control regulator 17.
In der Betriebsart der aktivierten Wechselwirkung beider Steuersysteme für den Antriebsmotor 13 hat die mechanische Schaumbekämpfung Priorität vor dem gewählten Programm für die Wandabstreifung. Solange kein kritisches Anwachsen der Schaumhöhe vorliegt, also kein Ansprechen dor Schaummeßsonde gegeben ist, steht der eingeschaltete mechanische Schaumbekämpfungsregler 17 lediglich in Bereitschaft, gibt aber kein Ansteuersignal an den Antriebsmotor 13, sofern weiterhin die Handauslösung der mechanischen Schaumbekämpfung nicht betätigt wird.In the activated interaction mode of both control systems for the drive motor 13, the mechanical foam control has priority over the selected program for wall wiping. As long as there is no critical increase in the foam height, so there is no response dor Schaummeßsonde is the switched on mechanical foam control controller 17 only in readiness, but gives no drive signal to the drive motor 13, unless the manual release of the mechanical foam control is still operated.
Die elektronische Steuerung der Wandabstreifung arbeitet somit ihr eingestelltes Programm ab, indem die Zeitbasis 15 Be'iriebsintervalle von 5soder 10s Dauernach Pausenzeiten von 5,10,20 oder 70 Minuten über den Drehzahl-und Drehrichtungsumschalter 16 realisiert. Folglich arbeitet der Antriebsmotor 13 in den Betriebsintervallen mit der eingestellten Drohzahl in der der Schaumbekämpfungsdrehrichtung entgegengesetzten Laufrichtung. Diese Betriebsweise liegt auch vor, wenn nur die Wandabstreifung über die Trägerwelle 2 (etwa bei Anwendung der chemischen Schaumbekämpfung) realisiert wird.The electronic control of Wandabstreifung thus operates their set program by the time base 15 Be'iriebsintervals of 5soder 10s durations after pause times of 5,10,20 or 70 minutes on the speed and direction of rotation switch 16 realized. Consequently, the drive motor 13 operates in the operating intervals with the set threat number in the direction opposite to the anti-foam rotation direction. This mode of operation is also present if only the Wandabstreifung on the support shaft 2 (approximately when using the chemical foam control) is realized.
Im Alarmzustand des mechanischen Schaumbekämpfungsreglers 17 besteht die Wechselwirkung darin, daß die Zeitbasis 15 automatisch ausgeschaltet und der Drehzahl- und Drehrichtungsumschalter 16 auf die vorgewählte Schaumbekämpfungsdrehzahl in Schaumbekämpfungsdrehrichtung des Antriebsmotors 13 gesetzt wird. Diesar Zustand liegt auch vor, wenn die Zeitbasis 15 von Hand ausgeschaltet ist, d. h. bei NichtVerwendung der Wandabstreifung. Die automatische Abschaltung der Zeitbasis 15 endet mit dem Ende des Schaum-Alarmzustands, uM das zyklische Wandabstreifungsprogramm wird im Anschluß an den eingeschobenen Schaumbekämpfur.gsvorgang wieder aktiviert.In the alarm state of the mechanical foam control controller 17, the interaction is that the time base 15 is automatically turned off and the speed and direction switch 16 is set to the preselected foam control speed in the foam control rotational direction of the drive motor 13. This state is also present when the time base 15 is turned off manually, d. H. when not using the Wandabstreifung. The automatic shutdown of the time base 15 ends with the end of the foam alarm state, uM the cyclic Wandabstreifungsprogramm is activated again following the inserted Schaumbekämpfur.gsvorgang.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32569489A DD279824A1 (en) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | DEVICE FOR SUPPRESSING THE WAXING OF THE INNER WALL OF SUBMERS OF WORKING BIOREACTORS |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD32569489A DD279824A1 (en) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | DEVICE FOR SUPPRESSING THE WAXING OF THE INNER WALL OF SUBMERS OF WORKING BIOREACTORS |
Publications (1)
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| DD279824A1 true DD279824A1 (en) | 1990-06-20 |
Family
ID=5607078
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD32569489A DD279824A1 (en) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | DEVICE FOR SUPPRESSING THE WAXING OF THE INNER WALL OF SUBMERS OF WORKING BIOREACTORS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD279824A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108748674A (en) * | 2018-05-31 | 2018-11-06 | 深圳市安思科电子科技有限公司 | A kind of armored concrete process equipment that mixing effect is good |
| CN110238151A (en) * | 2019-07-25 | 2019-09-17 | 陈元定 | A kind of cleaning equipment of construction |
| CN113417360A (en) * | 2021-08-24 | 2021-09-21 | 南通欣昌减震器有限公司 | Pipeline intelligence cleaning device for municipal administration |
-
1989
- 1989-02-13 DD DD32569489A patent/DD279824A1/en unknown
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