DE1619907C

DE1619907C - Device for the foam-free discharge of gaseous reaction products or excess gas, in particular from fermentation vessels

Info

Publication number: DE1619907C
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. Erlenbach Müller (Schweiz)
Original assignee: Process Engineering Co, S.A., Männedorf, Zürich (Schweiz)
Publication date: 1972-02-24

Description

Bei vielen Prozessen, die zu ihrem kontinuierlichen Ablauf eine dauernde Zuleitung und feine Zumischung von Gasen zu Flüssigkeiten erfordern, sind die durch die feindisperse Vermischung der gasförmigen und flüssigen Phase entstehenden Schäume so stabil, daß eine getrennte Ableitung der gasförmigen und flüssigen Reaktionsprodukte nicht möglich ist, wenn nicht zusätzliche Vorrichtungen, wie Zyklonabscheider, Zwischenbehälter mit Prallflächen usw., vorgesehen sind oder aber schaumzerstörende Stoffe laufend zugesetzt werden. Die letztgenannte Mög- _; lichkeit kann jedoch bei vielen Prozessen, insbesondere bei mikrobiologischen Verfahren in Fermentationsbehältern, unerwünscht sein.In many processes that require a continuous supply and fine admixture of gases to liquids for their continuous operation, the foams resulting from the finely dispersed mixing of the gaseous and liquid phases are so stable that a separate discharge of the gaseous and liquid reaction products is not possible, unless additional devices, such as cyclone separators, intermediate containers with baffles, etc., are provided or foam-destroying substances are continuously added. The last-mentioned possi- _; However, in many processes, especially in microbiological processes in fermentation vessels, it can be undesirable.

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen durch rotierende Hohlkörper vor der Gasauslaßöffnung im Oberteil des Behälters der Schaum »gebrochen« wird, wie z. B. in der deutschen Patentschrift 717 601 und in der USA.-Patentschrift 2 564 765 beschrieben.There are known devices in which by rotating hollow body in front of the gas outlet opening in The foam is "broken" in the upper part of the container, e.g. B. in German Patent 717 601 and in U.S. Patent 2,564,765.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei einer Vorrichtung zur schaumfreien Ableitung gasförmiger Reaktionsprodukte oder überschüssigen Gases, insbesondere aus Fermentationsbehältern, mit einem auf einer rotierbaren Welle angeordneten Hohlkörper eine wirksamere, d. h. auch bei stabileren Schäumen und bei starkem Durchsatz von Gas durch die Flüssigkeit zuverlässige Zerlegung des Schaumes in seine Komponenten durchzuführen, insbesondere eine völlig schaumfreie Ableitung der gasförmigen Bestandteile zu ermöglichen.The object on which the invention is based is to provide a device for foam-free Discharge of gaseous reaction products or excess gas, especially from fermentation vessels, with a hollow body arranged on a rotatable shaft a more effective, d. H. also at more stable foams and with a high throughput of gas through the liquid, reliable decomposition of the Carry out foam in its components, in particular a completely foam-free discharge of the gaseous Enable components.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Hohlkörper aus mehreren trichterförmigen Körpern zusammengesetzt ist, die jeweils mit ihrem spitzen Teil in das weite Ende des benachbarten eingefügt und deren Wandungen parallel zueinander angeordnet sind.The device according to the invention solves the problem set in that the hollow body from several funnel-shaped bodies are composed, each with its pointed part in the wide end of the adjacent inserted and their walls arranged parallel to each other are.

Wenn auch die wesentlichsten Anwendungsbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunächst in den Fermentationsbehältern der mikrobiologischen Technik gesehen werden, sind sie nicht auf diese beschränkt. In allen Fällen, wo starke Schaumentwicklung, entweder durch Zumischung von Gasen zu Flüssigkeiten oder auch bei starker Gasentwicklung in diesen selbst, auftritt und die bisher üblichen statischen oder rotierenden Schaumtrennvorrichtungen zu wenig wirkungsvoll sind, einen zu geringen Trenneffekt (Gasdurchsatz) ermöglichen, ist die Vorrichtung meist mit größerem Erfolg einsetzbar, so bei Hydrierungen und Oxydationen, in der Kunststofftechnik, Latexschäumen. Auch bei Verdampfern und Destillationseinrichtungen ist eine Anwendung möglich, wenn auch in diesem Bereich meist die bekannten einfacheren Vorrichtungen ausreichen werden.Even if the most essential areas of application of the device according to the invention are initially seen in the fermentation tanks of microbiological engineering, they are not on this limited. In all cases where a lot of foam develops, either through the addition of gases Liquids or even with strong gas development in these themselves, occurs and the previously usual static or rotating foam separators are too ineffective, too little Enable separation effect (gas throughput), the device can usually be used with greater success, so in Hydrogenations and oxidations, in plastics technology, latex foams. Even with evaporators and An application is possible to distillation devices, even if in this area mostly the known ones simpler devices will be sufficient.

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist schematisch auf der beigefügten Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn example embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing. It shows

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt nach Linie I-I der F i g. 2 undF i g. 1 shows a vertical section along line I-I the F i g. 2 and

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1.FIG. 2 shows a section along line H-II in FIG. 1.

Die Vorrichtung zum Trennen von Schäumen besteht im wesentlichen aus mehreren — in der dargestellten Ausführungsmöglichkeit aus drei — über- bzw. hintereinander angeordneten trichterförmigen körpern 1, 2 und 3. Zwei von ihnen sind mit ihrem spitzen Ende 4 in das weite Ende S des benachbarten so weit eingefügt, daß die parallel zueinander liegenden Wände 6 einen geringen Abstand zwischen sich aufweisen. Dieser Abstand kann beispielsweise so groß sein, daß auf der Innenwand eines jeden Körpers befestigte, im wesentlichen radial verlaufende Rippen 7 mit ihrer freien Kante auf der Außenwand des folgenden Körpers aufliegen oder noch einen geringen Abstand besitzen. Durch je zwei benachbarte Rippen 7 wird die gasförmige Komponente des Schaumes gewissermaßen wie durch einen Kanal abgeführt und gelangt am Ende, also an der Befestigungsstelle 4 der trichterförmigen Körper an einer Welle 8, durch Bohrungen 9 in das hohle Innere 10 der Welle. Die Flüssigkeit dagegen, die sich bei der Rotation der Welle durch Zentrifugalkraft von der gasförmigen Komponente auf Grund des Gewichtsunterschiedes trennt, gelangt an die Innenwand des den Kanal zwischen zwei Rippen begrenzenden kegelförmigen Körpers.The device for separating foams consists essentially of several - in the illustrated embodiment of three - over- or funnel-shaped bodies 1, 2 and 3 arranged one behind the other. Two of them are with their pointed end 4 inserted into the wide end S of the adjacent one so far that the parallel to each other lying walls 6 have a small distance between them. This distance can, for example be so large that attached to the inner wall of each body, extending substantially radially Ribs 7 rest with their free edge on the outer wall of the following body or still have a small distance. The gaseous component becomes through two adjacent ribs 7 of the foam, as it were, discharged through a channel and arrives at the end, that is to say at the fastening point 4 of the funnel-shaped body a shaft 8, through bores 9 in the hollow interior 10 of the shaft. The liquid against that due to centrifugal force from the gaseous component when the shaft rotates the difference in weight separates, reaches the inner wall of the channel between two ribs delimiting conical body.

Bei Verwendung der Vorrichtung in Mischapparaten für Fermentierungsprozesse wird sie vorzugsweise auf der Welle 11 für das in einem Behälter 12 befindliche Rührwerkzeug 13 angeordnet. Aus dem sich im Behälter 12 während des Prozesses bildenden feinblasigen und haltbaren Schaum lassen sich normalerweise die flüssigen und gasförmigen Komponenten nur. schwer voneinander trennen. Durch einen Behälterstutzen 14 werden sonst zwar flüssige Reaktionsprodukte abgeleitet, jedoch sind diese noch stark schaumförmig und mit gasförmigen Reaktionsprodukten beladen. Sehr wichtig ist daher auch in diesem Fall die Ausleitung der Hauptmenge der verbrauchten Gase, wenn —_: wie dies bei mikrobiologischen Verfahren gefordert ist — ständig große Mengen Gas (Luft oder Sauerstoff, auch Kohlenwasserstoffe) zur Durchführung der Prozesse in den verhältnismäßig kleinen Behälter 12 laufend zugeführt werden. Die an den trichterförmigen Körpern 1, 2, 3 auf der Innenwand angebrachten Rippen (Leitflächen) 7 nehmen bei der Rotation den Schaum leicht mit, und durch die Wirkung der Zentrifugalkraft wird er in seine flüssigen und gasförmigen Komponenten zerlegt, so daß nur der Gasanteil in dem Konus nach oben steigt und durch die Bohrung 9 völlig frei von Flüssigkeit nach dem Sammelkanal 10 abzieht und ins Freie abgeleitet wird.When the device is used in mixing apparatus for fermentation processes, it is preferably arranged on the shaft 11 for the stirring tool 13 located in a container 12. The fine-bubble and durable foam that forms in the container 12 during the process can normally only be used for the liquid and gaseous components. difficult to separate from each other. Liquid reaction products are otherwise diverted through a container nozzle 14, but they are still strongly foamed and loaded with gaseous reaction products. Therefore, is very important in this case, the discharge of the bulk of the spent gases _if: - as called for in microbiological processes - constantly large quantities of gas (air or oxygen, and hydrocarbons) to carry out the processes in the relatively small container 12 continuously are fed. The ribs (guide surfaces) 7 attached to the funnel-shaped bodies 1, 2, 3 on the inner wall easily take the foam with them during rotation, and by the effect of centrifugal force it is broken down into its liquid and gaseous components, so that only the gas portion in the cone rises upwards and withdraws completely free of liquid through the bore 9 to the collecting channel 10 and is diverted into the open.

Claims

Patent claims:

1. Device for the foam-free discharge of gaseous reaction products or excess Gases, in particular from fermentation vessels, with a shaft that can be rotated arranged hollow body, I η et that the hollow body consists of several funnel-shaped bodies (1,2,3) is composed, each with its pointed part (4) in the wide end (5) of the adjacent one inserted and its walls (6) parallel to each other are arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the funnel-shaped body (1, 2,3) carrying shaft (11) over part of its length with a cavity (9) with an outlet is provided after one end face and they are in the zones of the tapered ends (4) of the body (1,2,3) has bores (8) which open into the inner cavity (9).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that on the conical inner wall of the funnel-shaped body (1,2,3) substantially radially extending ribs (7) are attached.

1 sheet of drawings