DE1767319B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen vergaerung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Vergärung von Nährsubstraten durch Mikroorganismen, bestehend aus einem oder mehreren !Hintereinander geschalteten, feststehenden, horizonta- !en oder leicht geneigten Gärungsrohren, die in ihrem Inneren eine Mischvorrichtung aufweisen, mit Luft ©der Inertgas belüftbar sind, temperierbar sind und als Ablauf einen einstellbaren Überlauf aufweisen.

Ausgehend von einer derartigen bekannten Vorrichlung besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die den Wirkungsgrad der Vergärung unter besserer Ausnutzung der kostenver- «rsachenden Nährmedien vergrößert. Diese Aufgabe kt gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch geketinleichnet ist, daß die Mischvorrichtung aus einer mit dem Gärrohr koaxial verlaufenden, motorisch angetriebenen Walze besteht, deren Außendurchmesser nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Gärrohres und bei der entweder die Oberfläche geriffelt ist Oder im Raum zwischen der Außenfläche der Waize Und der Innenfläche des Gärrohres mindestens ein achsparalleler Rührstab angeordnet ist. Eine derartige Vorrichtung gewährleistet eine bei submersen Verfahren übliche gute Durchmischung und Heranführung frischer Nährsubstanzen.

Eine Abänderung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sie an Stelle der Walze als Mischvorrichtung entlang einer Erzeugenden des Gärrohres distanziert angeordnete Schlitzboden, Sinterplatten, Siebboden oder Frittenböden aufweist, die über Anschlußstutzen und Ventile an eine Zufuhrleitung für

Luft oder Inertgas angeschlossen sind.

Durch die Geschwindigkeit und die Gestaltung der Mischvorrichtung kann nicht nur ein inniger .Kontakt zwischen Mikroorganismen und frischer Nährsubstanz erreicht werden, sondern auch eine innige Berührung mit dem eingebrachten Luftstrom und damit eine intensive Atmung und eine wesentlich schnellere Eiweißsynthese, was sich in der Ausbeute an Mikroorganismenmaterial wie Bakterien, Hefen und Pilzen und an dere mehr bemerkbar macht.

In Patentanspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 angege-

Die Rührwirkung bewirkt ein großflächiges Auseinandertreiben der eingebrachten Nährmedien. So kann auf diese Weise nicht nur eine schnelle und gründliche Ausnützung des gebotenen Nährmaterials zur Gewinnung von Hefen, Pilzen und Bakterien erreicht werden. sondern auch die oxydativen Gärungen gegenüber den bekannten Wirbel- und Rührsysiemen schneller und intensiver erzielt werden, was den Einsatz zur wirtschaftlichen Gewinnung von Säuren, wie Essigsäure. Zitronensäure u. dgl. wie auch zum Abbau von Faulstoffen in Kläranlagen mit Vorteil möglich macht. Aber auch alkoholische Gärungen, wie Wein- und Biererzeugung. die Branntweinerzeugung, lassen 3ich mit der erfindungigemäßen Vorrichtung vorteilhaft bewerkstelligen. Hierfür ist zweckmäßig höhere Füllung des Garungsrohres, eine entsprechend niedere Belüftung und eine langsamere Einstellung des Rührwerkes erforderlich. Durch Verwendung längerer oder mehrerer übereinander gelagerter Rohre mit entsprechenden Rührwerken ist es möglich, Bier und Wein im kontinuierlichen Verfahren in verschiedenen Vergärungsstufen /u vergären, wenn auf diese Weise die Atmung auf den alkoholischen Abbau des gebotenen Zuckers umgestellt wird. Die Rohrsysteme haben den Vorteil, daß der Prozeß in jedem Abschnitt der Vergärung geprüft werden kann, wenn die Rohrsysteme entsprechende Auslasse in gewissen Wegabschnitten besitzen.

Durch die Regeltechnik läßt sich auf diese Weise der gesamte Prozeß automatisch zum gewünschten F.ndprodukt kontinuierlich lenken. Auch der Einsatz von am Rohrsystem angebrachten Heiz- und Kühleinrichtungen wird durch die allseitige Rührwirkung möglich, da dadurch die Temperatur in dieser dünnschichtig geführten Nährlösung rasch gewechselt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es fernerhin möglich, auch mit dickerer. Maischen zur Branntweingewinnung oder mit dickeren Melasseansätzen zu arbeiten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen dargestellt sind.

F i g. 1 zeigt schematisch in teilweisem Längsschnitt ein Gärungsrohr mit einer als Walze ausgebildeten Mischvorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il der F i g. 1, F i g. 3 mit Walze und Rührstabarmierung,

F i g. 4 mit geriffelter Walze und

F i g. 5 in teilweisem Längsschnitt ein Gärrohr, bei dem die Vergärung durch Einpressen von Luft oder inerten Gasen erfolgt.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Walze 1 tragende Welle 2 mit Hilfe von Kugellagern 3 drehbar im Gärrohr 4 gelagert. Auf der Welle 2 ist eine Riemenscheibe 5 befestigt, über die die Welle 2 und mit ihr die Walze 1 mit Hilfe eines

Motors in Umdrehung versetzt werden kann.

Die Zufuhr der Lufi zur Nährlösung wie auch die Beimpfung erfolgen durch den Rohrstutzen 6, der aber auch in dem die Kugellager 3 tragenden Verschlußkopf IO angebracht sein könnte. Der Abfluß erfolgt am anderen Ende des Rohres durch einen Überlauf 11, der zur Niveaubildung der Nährlösung im Rohr 4 verschieden hoch eingestellt werden kann. Durch Antrieb des Rührwerkes mittels Riemenscheibe oder unier Vermeidung seitlicher Drücke am Lager durch Klauenkupplung, wird die Nährlösung je nach Ausführung der Walze 1 dünnschichtig und unter Wirbelbildung an die Wandungen des Gänohres 4 hochgeschleudert und so die innige Vermischung mit der Nährlösung und der Luft bzw. des Luftsauerstoffes bewirkt. Die bei den übliehen geschlossenen Behältern vielfach störende und den Nutzraum verkleinernde Schäumung der Nährlösung tritt auf diese Weise nicht auf, sie wird schon bei geringster Bewegung des Rührwerkes zerschlagen.

Um die Temperatur mittels Warmwasser bzw. gegebenenfalls mit gekühlten Flüssigkeiten im biologischen Bereich von +5 bis 40° im Gärrohr konstant zu halten, ist das Gärrohr 4 mit einem Rohr 13 ummantelt, wobei das Wärmemedium durch den Stutzen 14 in den zylindrischen Hohlraum 15 zwischen Mantelrohr 13 und dem Gärrohr 4 eingeführt und durch den Stutzen 16 aus diesem wieder abgeleitet werden kann. In bestimmten Abständen des Gärrohres 4 sind Ausführungen 17 angebracht, die es ermöglichen, den Fortgang des Wachstums bzw. die Bildung von biologischen Produk- »en zu kontrollieren bzw. automatisch zu regeln.

In konsequenter Verfolgung des Aufbaues einer Dünnschicht entlang der Rohrwandung kann, wie dies F i g. 2 zeigt, ein Gärrohr 4 mit im engen Zwischenraum sich drehender Walze 22 vorgesehen w erden. Bei luftliebenden Mikroorganismen kann die Walze oberflächig mit feinen Luftlöchern oder feinen Schlitzen versehen sein, wobei man, um-das Eintreten der Nährlösung in die hohle Walze zu verhindern, mit Preßluft arbeitet

In Abänderung des Beispieles nach F i g. 2 kann die Walze 22, wie F i g. 3 zeigt, im Durchmesser kleiner gehalten werden als der Durchmesser des Gärrohres 4, wobei im Zwischenraum zwischen der Walze 22 und dem Gärrohr 4 achsparallel Hn Rührstab 23, an dessen Stelle auch mehrere treten können, angeordnet ist. Diese Rührstab-Armierungen, die entlang der Walze 22 angebracht sind, vermitteln das Hochbringen einer dünnen Schicht sowohl an der Wandung der Walze 22 als auch an der des Gärrohres 4, wobei in diesem Falle die Lüftung, d. h. das dünnschichtige Zusammenbringen der Mikroorganismen mit Luft und Nährlösung wegen des größeren Zwischenraumes zwischen Gärrohr 4 und Walze 18 keine Schwierigkeiten verursach!.

Einen ähnlichen Gedankengang verfolgt die Ausführung des Dünnschichtfermenters, die in F i g. 4 dargestellt ist. Die Hochführung der Nährlösung in Dünnschicht besorgt bei diesem Ausführungsbeispiel eine mehr oder weniger stark geriffelte Walze 24.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Rühreinrichtung ohne Verwendung mechanisch bewegter Mischvorrichtungen aus entlang einer Erzeugenden des Gärrohres 4 distanziert angeordneten Schlitzböden 25, an deren Stelle auch Sinterplatten. Siebboden. Frittenböden od. dgl. treten können, besteht, durch die über die Anschlußstutzen 26. die mit Vcntilet; 27 mehr oder weniger absperrbar sind, und die gemeinsame Zufuhrleitung 28 zur Herbeiführung einer Verteilung. Durchmischung und Versprühung Luft bzw. inerte Gase in das Gärrohr 4 einpreßbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Vergärung von Nährsubstraten durch Mikroorganismen, bestehend aus einem oder mehreren hintereinander geschalteten, feststehenden, horizontalen oder leicht ■geneigten Gärrohren, die in ilvem Inneren eine Mischvorrichtung aufweisen, mit Luft oder Inertgas belüftbar sind, temperierbar sind und als Ablauf to einen einstellbaren Überlauf aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung aus einer mit dem Gärrohr (4) koaxial verlaufenden, motorisch angetriebenen Walze 118) besteht, deren Außendurchmesser nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Gärrohres (4) und bei der entweder die Oberfläche geriffelt ist oder im Raum zwischen der Außenfläche der Walze (18) und der Innenfläche des Gärrohres (4) mindestens ein achsparalleler Rührstab (19) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (18) innen hohl ist und in ihrem Mantel Durchbrechungen aufweist, wobei das Walzeninnere mit Preßluft füllbar ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie an Stelle der Walze (18) als Mischvorrichtung entlang einer Erzeugenden des Gärrohres (4) distanziert angeordnete Sehlitzböden, Sinterplatten, Siebboden oder Frittenböoen (25) aufweist, die über Anschlußstutzen (26) und Ventile (27) an eine Zufuhrleitung (28) für Luft oder Inertgas angeschlossen sind.