DE1237043B

DE1237043B - Device for destroying the foam produced in a Gaerbehaelter

Info

Publication number: DE1237043B
Application number: DE1960N0018469
Authority: DE
Inventors: Kenneth Lloyd Phillips; Henry Rankin Sallans
Original assignee: National Research Council of Canada
Current assignee: National Research Council of Canada
Priority date: 1960-03-08
Filing date: 1960-06-11
Publication date: 1967-03-23

Description

RUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDROUND REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

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Deutsche KLiGerman KLi

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Nummer: 1 237 043 Number: 1 237 043

Aktenzeichen: N 18469 IV a/6 a File number: N 18469 IV a / 6 a

Anmeldetag: 11. Juni 1960 Filing date: June 11, 1960

Auslegetag: 23. März 1967Opened on: March 23, 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstören des in einem Gärbehälter erzeugten Schaumes, bestehend aus einem Gefäß mit einer Entlüftungs- und Ablauföffnung und einer konkaven Prallwand, auf die eine Düse gerichtet ist, die über eine Leitung mit dem Schaumraum des Gärbehälters verbunden ist.The invention relates to a device for destroying of the foam produced in a fermentation tank, consisting of a vessel with a ventilation and drain opening and a concave baffle at which a nozzle is directed via a conduit is connected to the foam space of the fermentation tank.

Die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art haben zwar den Vorteil, daß man auch ohne Zusätze von chemischen Antischaummi.tcln auskommen kann, jedoch den Nachteil, daß man mechanische Einrichtungen benötigt, welche die Fliehkraft oder den Aufprall der zu entschäumenden Flüssigkeit gegen eine Wand bewirken und damit einen erheblichen Aufwand erfordern.The previously known devices of this type have the advantage that they can be used without additives can get by with chemical antifoam agents, but the disadvantage that one is mechanical Facilities required, which the centrifugal force or the impact of the liquid to be defoamed effect against a wall and thus require considerable effort.

So ist eine Vorrichtung zur Schaumzerstörung bekannt, bei welcher die gashaltige Flüssigkeit über eine Rohrleitung i einen Entspanjiungsbehälter eingesaugt wird, der zu diesem Zweck einen Unterdruck enthalten muß, welcher laufend durch eine Pumpe aufrechterhalten wird. Dabei kann die zu entschäumende Flüssigkeit also nur mit dem Strömungsdruck einer Atmosphäre aus dem düsenähnlich verjüngten und nach oben weisenden Ende der Rohrleitung ausströmen und auf die Unterseite einer Prallwand auftreffen, die im wesentlichen als Kugelhohlschale ausgebildet ist. Die sich längs dieser Kugelhohlschale verteilende Flüssigkeit fällt dann von deren Umfangskante in einer dünnen Schicht durch den nahezu luftleeren Behälter nach unten, wobei der Schaum zerstört wird und die Trennung der Flüssigkeit von ,den mitgeführten gasförmigen Bestandteilen erfolgt. Bei der bekannten Vorrichtung ist also nicht nur die Pumpe zum Absaugen der Flüssigkeit und zur Aufrechterhaltung des luftleeren Raumes erforderlich, sondern außerdem auch ein ständiges Absaugen der aus der entschäumten Flüssigkeit frei gewordenen gasförmigen Bestandteile durch eine Rohrleitung, an welcher eine Luftpumpe angeschlossen ist.So a device for foam destruction is known, in which the gaseous liquid over a pipe i sucked in a relaxation tank which must contain a negative pressure for this purpose, which is continuously generated by a pump is maintained. The liquid to be defoamed can only use the flow pressure an atmosphere from the nozzle-like tapered and upwardly pointing end of the pipeline and impinge on the underside of a baffle which is essentially designed as a spherical hollow shell is. The liquid distributed along this hollow spherical shell then falls from its peripheral edge in a thin layer through the almost evacuated container down, with the foam is destroyed and the liquid is separated from the entrained gaseous components. In the known device, therefore, not only is the pump for sucking off the liquid and for maintaining it of the vacuum is required, but also a constant suction of the from the defoamed liquid released gaseous components through a pipeline which is connected to an air pump.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zerstören des in einem Gärbehälter erzeugten Schaumes zu schaffen, die wesentlich wirkungsvollere Strömungsverhältnisse schafft und grundsätzlich auch ohne Einschaltung von Pumpen kontinuierlich zu arbeiten vermag. Der Lösung dieser Aufgabe liegt der Gedanke zugrunde, statt des Unterdruckes mit !""'erdrück zu arbeiten und damit einerseits im Bedaiisfalle auch wesentlich größere Druckdifferenzen zur Verfugung zu haben als bisher, sowie andererseits auch einen im Gärbehälter vorhandenen Überdruck unmittelbar ausnutzen zu können. So kann bei abgeschlossenem Gärbehälter der durch die Vorrichtung zum Zerstören des in einem
Gärbehälter erzeugten SchaumesThe invention is based on the object of creating a device for destroying the foam generated in a fermentation tank, which creates significantly more effective flow conditions and is basically able to work continuously without switching on pumps. The solution to this task is based on the idea of working with! ""'Instead of the negative pressure and thus on the one hand to have significantly greater pressure differentials available than before and on the other hand to be able to directly utilize an overpressure in the fermentation tank. So when the fermentation tank is closed by the device for destroying the in one
Fermentation tanks produced foam

Anmelder: ■'" *··-.<.Applicant: ■ '"* ·· -. <.

National Research Council,' 'National Research Council, ''

Ottawa, Ontario (Kanada)Ottawa, Ontario (Canada)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,
Köln 1, DeichmannhausDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald
and Dr.-Ing. Th. Meyer, patent attorneys,
Cologne 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Kenneth Lloyd Phillips,Kenneth Lloyd Phillips,

Henry Rankin Sail ans,Henry Rankin Sail ans,

Saskatoon, Saskatchewan (Kanada)Saskatoon, Saskatchewan (Canada)

Luft zur Belüftung erzeugte Überdruck den Schaum mit der zur Zerstörung der Schaumblasen erforderlichen Geschwindigkeit durch eine Düse hindurch gegen die Prallwand drücken. Lediglich für die Zurückleitung der entschäumten Flüssigkeit in den Gärbehälter ist eine Pumpe eingeschaltet.Air for ventilation generated excess pressure in the foam with the pressure required to destroy the foam bubbles Press speed through a nozzle against the baffle. Only for the return A pump is switched on for the defoamed liquid in the fermentation tank.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum Zerstören des in einem Gärbehälter erzeugten Schaumes, bestehend aus einem Gefäß mit einer Entlüftungs- und Ablauföffnung und einer konkaven Prallwand, auf die eine Düse gerichtet ist, die über eine Leitung mit dem Schaumraum des Gärbehälters verbunden ist, wird erfindungsgemäß diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Prallwand in einem Winkel von 30 bis 45° gegen die Horizontale geneigt und die Düse waagerecht wirkend angeordnet ist.Based on a device for destroying the foam generated in a fermentation tank, consisting from a vessel with a ventilation and drainage opening and a concave baffle on which a nozzle is directed, which is connected to the foam space of the fermentation tank via a line according to the invention this object is achieved in that the baffle wall at an angle of 30 to 45 ° against the horizontal is inclined and the nozzle is arranged acting horizontally.

Wird erfindungsgemäß der aus der Düse austretende Schaumstrahl in waagerechter Richtung und mit einem Auftreffwinkel von 30 bis 45° gegen die geneigte Prallwand gerichtet, dann werden sowohl beim Auftreffen des Strahles gegen die Prallwand als auch bei der nachfolgenden Strömung der Flüssigkeit entlang der konkaven Wandfläche infolge der Zentrifugalkraft die in der Flüssigkeit noch mitgeführten Schaumbläschen, deren Hauptmenge bereits beim Austreten des Schaumstrahles aus der Düse zerstört wurde, zerdrückt und die weitgehend entschäumte Flüssigkeit kann, längs der Prallwand gleitend in den Ablaufraum hineinströmen. Durcjh die konkave Ausbildung der Prallwand findet nur eine stetige Ände-According to the invention, the foam jet emerging from the nozzle in the horizontal direction and with an angle of incidence of 30 to 45 ° against the inclined baffle, then both when the jet hits the baffle wall as well as during the subsequent flow of the liquid along the concave wall surface as a result of the centrifugal force those still entrained in the liquid Foam bubbles, the majority of which are destroyed when the foam jet emerges from the nozzle was crushed and the largely defoamed liquid can slide along the baffle into the Drain space flow into it. Due to the concave formation of the baffle wall there is only a constant change.

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rung der Strömungsbedingungen statt, so daß Flüssigkeitsstauungen und damit eine erneute Schaumbildung weitgehend vermieden sind.tion of the flow conditions instead, so that fluid stagnations and thus renewed foam formation is largely avoided.

Überraschend ist die Tatsache, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung zum Zerstören des in einem Gärbehälter erzeugten Schaumes für die Zuführung der schäumenden Flüssigkeit aus dem Gärbehälter durch die Leitung zur Düse weder eine Pumpe noch eine andere äußere, druckerzeugende Einrichtung benötigt wird. Vielmehr genügt bereits ein geringer Überdruck im Gärbehälter, um eine wirkungsvolle Arbeitsweise der vorgeschlagenen Prallwand- und Düsenanordnung zu erhalten.Surprising is the fact that in the inventive design of the device for Destroying the foam generated in a fermentation tank for the supply of the foaming liquid from the fermentation tank through the line to the nozzle neither a pump nor any other external pressure-generating device Establishment is needed. Rather, even a slight overpressure in the fermentation tank is sufficient, in order to obtain an effective operation of the proposed baffle and nozzle arrangement.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,An embodiment of the device according to the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 a longitudinal section through the device,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die Dr ufsicht zu Fig. 1, undFig. 2, on an enlarged scale, the top view to Fig. 1, and

Fig. 3 in gleichem Maßstab die strömungswesentlichen Konstruktionseinzelheiten in dem Entspan- _2Ο nungsgefäß nach Fig. 1.3 shows the flow-essential construction details in the expansion _vessel according to FIG. 1 on the same scale.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Gärbehälter bezeichnet, dessen Inhalt in bekannter Weise einer Belüftung unterworfen wird. Die Oberseite des Behälters 1 trägt eine Rohrleitung 2, die mit einer Düse 3 verbunden ist, welche in der Seitenwand 4 eines zylindrischen Gefäßes 5 angeordnet ist, das ein Entspannungsgefäß 6 bildet. Die Düse 3 ist mit einem zylindrisch verengten Durchlaß 7 versehen, dessen Durchmesser so groß ist, daß dem durch die Düse hindurchgehenden Schaum eine ausreichende Geschwindigkeit erteilt wird, die gewährleistet, daß die aus der Düse austretende Flüssigkeit im wesentlichen frei von BIa . ist. Die Düse ist gegen andere Düsen mit verschieb nem inneren Durchmesser auswechsel- 35' bar, so daß die Schaumzerstörungsvorrichtung über einen großen Bereich von Luftströmungsgeschwindigkeiten durch den Behälter betrieben werden kann. Die Leitung 2 hat einen ausreichend großen Durchmesser, welcher den Durchgang von Schaum über deren ganze Länge im wesentlichen nicht behindert. In dem Gefäß 5 ist gegenüber der Düse 3 eine Prallwand 8 angeordnet, welche den aus der Düsenöffnung austretenden Strahl aufnimmt und ablenkt. Die Prallwand ist in einem Winkel von 30 bis 45° gegen die Horizontale geneigt und weist eine konkave Fläche 9 auf, auf welche der aus der waagerecht wirkenden Düse austretende Strahl auftrifft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Neigungswinkel etwa 37° zur Horizontalen. Das Gefäß 5 weist zur Sammlung der Flüssigkeit am unteren Ende einen konischen Teil 10 auf, der mit einer Ablaufleitung 11 versehen ist. Die Leitung 11 ist mit einer Pumpe 12 verbunden, die durch einen Motor 13 angetrieben wird, um die gesammelte Flüssigkeit durch die Leitung 14 zurück in den Behälter 1 zu pumpen. Die Pumpe und die Schaumzerstörungsvorrichtung müssen so ausgebildet sein, daß sie den im Behälter 1 auftretenden normalen Dampfsterilisieningsdrücken und -temperaturen Widerstand leisten können.In the drawing, 1 denotes a fermentation tank, the content of which is subjected to aeration in a known manner. The top of the container 1 carries a pipe 2 which is connected to a nozzle 3 which is arranged in the side wall 4 of a cylindrical vessel 5 which forms an expansion vessel 6. The nozzle 3 is provided with a cylindrically narrowed passage 7, the diameter of which is so large that the foam passing through the nozzle is given a sufficient speed to ensure that the liquid emerging from the nozzle is essentially free of BIa. is. The nozzle is exchangeable against other nozzles displaceable nem inner diameter 35 'bar, so that the foam destruction apparatus can be operated over a large range of air flow velocities through the reservoir. The line 2 has a sufficiently large diameter, which essentially does not impede the passage of foam over its entire length. In the vessel 5, a baffle wall 8 is arranged opposite the nozzle 3, which absorbs and deflects the jet emerging from the nozzle opening. The baffle wall is inclined at an angle of 30 to 45 ° to the horizontal and has a concave surface 9 on which the jet emerging from the horizontally acting nozzle impinges. In the illustrated embodiment, the angle of inclination is approximately 37 ° to the horizontal. To collect the liquid, the vessel 5 has a conical part 10 at the lower end which is provided with a drainage line 11. The line 11 is connected to a pump 12 which is driven by a motor 13 in order to pump the collected liquid back into the container 1 through the line 14. The pump and the foam destruction device must be designed so that they can withstand the normal steam sterilization pressures and temperatures occurring in the container 1.

Im Betrieb gelangt der aus dem Behälter 1 austretende Schaum durch die Leitung 2 und die Düse 3 in das Gefäß 5. Durch den Widerstand in der Düse 3 wird im Behälter 1 ein Druck erzeugt, der etwa 0,21 bis 0,35 kg/cm² betragen kann. Der Schaum wird daher mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 90 m/s durch die Düsenöffnung 7 gegen die Fläche 9 der Prallwand gedruckt. Der mit hoher Geschwindigkeit austretende Strahl übt auf den Schaum eine primäre und hauptsächliche Zerstörungswirkung aus, während eine sekundäre und im wesentlichen vollständige Zerstörungswirkung auf den etwa noch verbliebenen Schaum durch das Auftreffen auf die Fläche 9 ausgeübt wird. Die entschäumte Flüssigkeit wird dann mittels der Pumpe 12 über die Leitungen 11 und 14 in den Behälter 1 zurückgeführt. Die Pumpe 12 muß selbstverständlich den im Behälter 1 herrschenden Druck von 0,21 bis 0,35 kg/cm² überwinden können. Im Gefäß 5 ist für die ausströmende Luft eine Entlüftungsöffnung 15 vorgesehen.During operation, the foam emerging from the container 1 passes through the line 2 and the nozzle 3 into the vessel 5. The resistance in the nozzle 3 generates a pressure in the container 1 of about 0.21 to 0.35 kg / cm ² can be. The foam is therefore pressed at a speed of 30 to 90 m / s through the nozzle opening 7 against the surface 9 of the baffle wall. The jet exiting at high speed exerts a primary and main destructive effect on the foam, while a secondary and essentially complete destructive effect is exerted on the foam that may still remain by hitting the surface 9. The defoamed liquid is then returned to the container 1 by means of the pump 12 via the lines 11 and 14. The pump 12 must of course be able to overcome the pressure of 0.21 to 0.35 kg / cm ^{2 prevailing in the container 1.} A vent opening 15 is provided in the vessel 5 for the air flowing out.

Claims

Claim:

Device for destroying the foam produced in a fermentation tank, consisting of a vessel with a vent and drainage opening and a concave baffle on which a nozzle is directed, which is connected via a line to the foam chamber of the fermentation tank is, characterized in that the baffle (8) at an angle of 30 to 45 ° inclined to the horizontal and the nozzle (3) is arranged acting horizontally.

Considered publications:
Austrian patent specification No. 200 589;
French patents nos. 656 758, 981 962.

1 sheet of drawings

709 520/56 3. 67

Bundesdruckerei Berlin