DE1911038C3

DE1911038C3 - Method and device for regulating the inflow and outflow of substrate liquid in and out of fermentation vessels with built-in rotating elements for mixing and / or foam separation

Info

Publication number: DE1911038C3
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: 1977-07-28

Description

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.The invention relates to a method and a device for regulating the inflow and outflow of Substrate liquid in and out of fermentation vessels with built-in rotating organs for mixing and / or foam deposition and strong gassing of the substrate.

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 angev/andte 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.Those provided from a container with built-in mixing devices and / or foam separating devices Fermentation devices are known. With continuous operation of such fermentation vessels the nutrient substrate is continuously supplied and at another point of the container as converted substrate derived again. In a fermentation process under normal pressure, for example, the substrate becomes close introduced into the bottom and withdrawn the product in the upper part of the container as an overflow. With one under Pressure running process, the withdrawal of the product must be controlled by a level control. However, this method, which is usually used, fails in processes that result from very strong fumigation the liquid does not allow an actual liquid level to arise, in which rather the whole Container or at least a substantial part of foam is fulfilled. In such systems there is usually a Effective foam separator available to free the excess gases from foam, d. H. without stronger Liquid admixture to discharge. However, the withdrawn substrate liquid itself is also still from Gas bubbles permeated like an emulsion and a float or other level control is not applicable.

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.The invention has the object, even in such fermentation vessels, which to a large extent of fine-bubble foam are fulfilled to regulate the inflow and outflow of the substrate in continuous operation.

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. This object is achieved for the method mentioned at the outset in that, according to the invention, the Regulation of the inflow and outflow of the substrate liquid in accordance with the power consumption of the one or the other rotating organs driving electric motor takes place.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtungen sind im Patentanspruch 2 genannt.Devices used to carry out this process are specified in claim 2.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näherThe invention is explained in more detail with reference to a drawing

erläutertexplained

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 abgezogen. Zur Ermöglichung des Ablaufs des mikrobiologischen Prozesses in der SubstratflüssigkeU wird dieser Luft oder Sauerstoff über Leitung 5 und ein mit Austrittsöffnungen versehenes Ringrohr 21 zugeführt und alles mit Hilfe mehrerer übereinander ah ι einer Welle 8 angeordneter Mischorgane 6 intensiv vermischt, so daß eine aus Substrat und Luft gebildete Dispersion entsteht, in welcher der Oxydationsprozeß abläuft. Hierbei saugen die als Schleuderpumpen-Laufräder 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 LeitrohrIn the illustrated fermentation device 1, the allows continuous operation, the substrate is in the lower part of a container 2 via a Feed line 3 initiated. The fermented product comes out of the container above a certain level withdrawn via the outlet line 4. To enable the microbiological process to run in the Substrate liquid is this air or oxygen via line 5 and a one provided with outlet openings Annular tube 21 supplied and all with the help of a plurality of mixing elements arranged one above the other ah ι a shaft 8 6 intensively mixed, so that a dispersion formed from substrate and air is formed in which the Oxidation process takes place. The mixing elements 6 acting as centrifugal pump impellers suck in here through openings 9 and the upper and lower end openings of a central inner guide tube 7 Substrate and fling it radially through perforated holes 8 in the guide tube 7 in the direction of an outer guide tube

7 mit unterer eingezogener Leitfläche 20. Ein Umwälzschleuderrotor 13 unterhalb des Leilrohrs 7 saugt ebenfalls Subssrat 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 Welle7 with lower retracted guide surface 20. A circulating centrifugal rotor 13 below the conduit 7 also sucks in substrate and circulates it. The one in the process Unused air is passed through together with the gaseous reaction products (carbon dioxide) executed the hollow shaft 8 in the upper part, the liquid through one of several conical disks 22 existing on the same shaft

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.8 as the mixing elements 6 attached foam separator is thrown outwards, so that the gas without significant liquid admixtures withdrawn through the upper part of the hollow shaft there can be.

In der elektrischen Zuleitung 10 zum antreibenden Elektromotor 11 für 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 Greinzkontakt 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 Miarke 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.In the electrical supply line 10 to the driving electric motor 11 for the rotating organs is a Ammeter 12 with adjustable limit contacts 14, 15 are arranged. The nutrient substrate is supplied Via a displacement pump (peristaltic pump or diaphragm pump) driven by an electric motor. The feed flow can be influenced by controlling the pump or a solenoid valve 18. Likewise, the product withdrawal from a solenoid valve 19 in the outlet line 4 can be changed. Has If too much substrate has accumulated in the container during operation, the foam receives too much liquid in the Relation to the amount of gas. However, this increases the energy requirement for the mixing and foam separating elements, so that the current intensity in the lead 10 therefore increases. By setting the upper limit contact 15 the maximum permissible amount of liquid in the foam can be specified. Has the amperage the upper Greinz contact 15 is reached so the flow of substrate by turning off or throttling the Pump or valve 18 or the product withdrawal through further opening of the product outlet line 4 enlarged with the aid of the solenoid valve 19 via relays known per se. When the pointer of the Ammeter leaves the upper mark again, the product outlet line is throttled again. Does the The pointer finally reaches the lower limit contact 14, the pump is switched on again by it or their or the valve 18 throttling is lifted again. In detail, the activities can go through the special requirements of the process in question or, depending on the fermentation plant, but only within the scope of the claims.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for regulating the inflow and outflow of substrate liquid in and out of fermentation vessels with built-in rotating organs for mixing and / or foam separation and stronger Fumigation of the substrate, characterized in that that the control of the inflow and outflow of the substrate liquid in accordance with the current consumption of the electric motor driving the rotating member or members.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by one in the electrical supply line (10) of the driving electric motor (11) for the rotating organs switched on, with adjustable limit contacts (14, 15) provided amperage meter (12) and by means of the Limit contacts of the ammeter to be adjusted shut-off means (18, 19) for the locking and Drainage of the substrate liquid or to be regulated by means of the limit contacts of the ammeter Feed pump for the substrate liquid.

2020th