DE1911038B2

DE1911038B2 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des zu- und ablaufs von substratfluessigkeit in und aus fermentationsbehaeltern mit eingebauten rotierenden organen zur mischung und/oder schaumabscheidung

Info

Publication number: DE1911038B2
Application number: DE19691911038
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Müller, Hans, Dr.-Ing., Männedorf (Schweiz)
Priority date: 1968-04-04
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1976-12-02
Also published as: AT287622B; FR2005498A1; DE1911038A1; US3572661A; CH471892A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Zu- und Ablaufs von Substratflüssigkeit in und aus Fermentationsbehältern mit eingebauten rotierenden Organen zur Mischung und/oder Schaumabscheidung und starker Begasung des Substrats.

Solche aus einem Behälter mit eingebauten Mischorganen und/oder Schaumabscheideorganen versehenen Fermentationseinrichtungen sind bekannt. Bei einem kontinuierlichen Betrieb solcher Fermentationsbehälter wird das Nährsubstrat laufend zugeleitet und an einer anderen Stelle des Behälters als umgesetztes Substrat wieder abgeleitet. In einem Gärungsvorgang unter Normaldruck wird beispielsweise das Substrat nahe dem Boden eingeführt und das Produkt im oberen Behälterteil als Überlauf abgezogen. Bei einem unter Druck verlaufenden Prozeß muß der Abzug des Produktes durch eine Niveauregelung gesteuert werden. Diese üblicherweise angewandte Methode versagt aber bei Prozessen, die infolge sehr starker Begasung der Flüssigkeit keinen eigentlichen Flüssigkeitsspiegel aufkommen lassen, bei denen vielmehr der ganze Behälter oder wenigstens ein wesentlicher Teil von Schaum erfüllt ist. Bei derartigen Anlagen ist meist ein wirksamer Schaumabscheider vorhanden, um die überschüssigen Gase schaumfrei, d.h. ohne stärkere Flüssigkeitsbeimengung, auszuleiten. Jedoch ist die abgezogene Substratflüssigkeit selbst auch noch von Gasblasen emulsionsartig durchsetzt und eine Schwimmer- oder andere Niveauregelung ist nicht anwendbar.

Die Erfindung hat die Aufgabe, auch in solchen Fermentationsbehältern, die zu einem großen Teil von feinblasigem Schaum erfüllt sind, den Zu- und Ablauf des Substrats im kontinuierlichen Betrieb zu regeln.

Diese Aufgabe ist für das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die Regelung des Zu- und Ablaufs der Substratflüssigkeit nach Maßgabe der Stromaufnahme des das oder die rotierenden Organe antreibenden Elektromotors erfolgt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtungen sind im Patentanspruch 2 genannt.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert

Bei der dargestellten Fermentiereinrichtung 1, die eine kontinuierliche Betriebsweise erlaubt, wird das Substrat in den unteren Teil eines Behälters 2 über eine Zuleitung 3 eingeleitet Das fermentierte Produkt wird aus dem Behälter oberhalb eines bestimmten Niveaus über die Auslaßleitung 4 abgezogea Zur Ermöglichung des Ablaufs des mikrobiologischen Prozesses in der Substratflüssigkeit wird dieser Luft oder Sauerstoff über Leitung 5 und ein mit Austrittsöffnungen versehenes Ringrohr 21 zugeführt und alles mit Hilfe mehrerer übereinander an einer Welle 8 angeordneter Mischorgane 6 intensiv vermischt so daß eine aus Substrat und Luft gebildete Dispersion entsteht, in welcher der Oxydatioasprozeß abläuft Hierbei saugen die als Schleuderpumpen-Lauf räder wirkenden Mischorgane 6 durch öffnungen 9 und die obere und untere Stirnöffnung eines zentralen inneren Leitrohrs 7 Substrat an und schleudern es radial durch Siebbohrungen 8 im Leitrohr 7 in Richtung auf ein äußeres Leitrohr

7 mit unterer eingezogener Leitfläche 20. Ein Umwälischleuderrotor 13 unterhalb des Leitrohrs 7 saugt ebenfalls Substrat an und wälzt es um. Die im Prozeß nicht verbrauchte Luft wird zusammen mit den gasförmigen Reaktionsprodukten (Kohlendioxid) durch die im oberen Teil hohl ausgebildete Welle 8 ausgeführt, wobei die Flüssigkeit durch einen aus mehreren konischen Scheiben 22 bestehenden, an derselben Welle

8 wie die Mischorgane 6 angebrachten Schaumabscheider nach außen geschleudert wird, so daß das Gas ohne wesentliche Flüssigkeitsbeimengungen durch den oberen Teil der dort hohl ausgebildeten Welle abgezogen werden kann.

In der elektrischen Zuleitung 10 zum antreibenden Elektromotor 11 füi die rotierenden Organe ist ein Amperemeter 12 mit einstellbaren Grenzkontakten 14, 15 angeordnet. Die Zufuhr des Nährsubstrates erfolgt über eine von einem Elektromotor angetriebene Verdrängerpumpe (Schlauchpumpe oder Membranpumpe). Der Aufgabestrom läßt sich durch Steuerung der Pumpe oder eines Magnetventils 18 beeinflussen. Ebenso kann der Produktabzug von einem Magnetventil 19 in der Auslaßleitung 4 verändert werden. Hat sich nun im Laufe des Betriebes zuviel Substrat im Behälter angesammelt, so erhält der Schaum zuviel Flüssigkeit im Verhältnis zur Gasmenge. Damit steigt aber der Energiebedarf für die Misch- und Schaumabscheideorgane, so daß die Stromstärke in der Zuleitung 10 daher ansteigt. Durch die Einstellung des oberen Grenzkontaktes 15 kann die zulässige maximale Flüssigkeitsmenge im Schaum festgelegt werden. Hat die Stromstärke den oberen Grenzkontakt 15 erreicht, so wird der Substratzufluß durch Abstellen oder Drosselung der Pumpe bzw. des Ventils 18 verringert oder der Produktabzug durch weitere öffnung der Produktauslaßleitung 4 mit Hilfe des Magnetventils 19 über an sich bekannte Relais vergrößert. Wenn der Zeiger des Amperemeters die obere Marke wieder verläßt, wird die Produktauslaßleitung wieder gedrosselt. Hat der Zeiger schließlich den unteren Grenzkontakt 14 erreicht, wird durch ihn die Pumpe wieder eingeschaltet bzw. deren oder des Ventils 18 Drosselung wieder aufgehoben. Im einzelnen können die Tätigkeiten durch die besonderen Anforderungen des betreffenden Prozesses oder auch je nach der Fermentationsanlage, jedoch nur im Rahmen der Patentansprüche, abgewandelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung des Zu- und Ablaufs von Substratflüssigkeit in und aus Fermentatjonsbehaltern mit eingebauten rotierenden Organen zur Mischung und/oder Schaumabscheidung und starker Begasung des Substrats, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Zu- und Ablaufs der Substratflüssigkeit nach Maßgabe der Stromaufnähme des das oder die rotierenden Organe antreibenden Elektromotors erfolgt

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in die elektrische Zuleitung (10) des antreibenden Elektromotors (U) für die rotierenden Organe eingeschalteten, mit verstellbaren Grenzkontakten (14, 15) versehenen Stromstärkemesser (12) und mittels den Grenzkontakten des Stromstärkemessers zu verstellenden Absperrmitteln (18, 19) für den Zu- und Ablauf der Substratflüssigkeit oder mittels den Grenzkontakten des Stromstärkemessers zu regelnde Zulaufpumpe für die Substratflüssigkeit.