DE2010796A1

DE2010796A1 - Fermentation vat venting system

Info

Publication number: DE2010796A1
Application number: DE19702010796
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr rer nat χ 7050 Leipzig Napelt Gunter Dipl Ing χ 7240 Grimma Stepahn
Original assignee: VEB Maschinen und Apparatebau Grimma Chemieanlagenbaukombinat, χ 7240 Grimma
Priority date: 1969-03-13
Filing date: 1970-03-07
Publication date: 1971-01-21
Also published as: AT293312B

Abstract

Baffles guide the air and fluid mixture deep into the vat and are tubular in design, varying in diameter right the way along. The tubes lie beneath the flow outlet point and are fitted with traps though a space is left between the circuit tube outlets and the baffle tubes to allow air bubbles to escape and in this way raise the density of the air/fluid mix.

Description

Einrichtung zur Belüftung von flüssigen Medien in Fermentoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Belüftung von flüssigen Medien in Fermentoren, bei denen der Fermentorinhalt mittels Umlaufrohren (Mammut-Pumpen) umgewälzt wird.Device for aeration of liquid media in fermentors Die The invention relates to a device for aeration of liquid media in fermentors, in which the fermentor content is circulated by means of circulation pipes (Mammut pumps).

Es sind Fermentoren nach dem Umlaufprinzip bekannt, die aus einer Bütte bestehen, welche mit Umwälzrohren versehen wurden, die außerhalb der Bütte so angeordnet sind, daß deren Austrittsöffnungen oben in die Bütte münden.There are circulating fermentors known from a There are vats, which have been provided with circulation pipes that are outside the vat are arranged so that their outlet openings open into the vat at the top.

Im unteren Teil der Umlauirohre befinden sich Lufteintragseinrichtungen, durch welche die Umwälzung des flüssigen Mediums durch die zugeführte Luft erreicht wird0 Beim Austreten des Flüssigkeitsluftgemisches aus dem Umlaufrohr entweicht der Teil der Luft, der überwiegend in Form großer Luftblasen enthalten ist0 Der Teil der Luft, der in Form kleiner Blasen in der Flüssigkeit enthalten ist, gelangt in die in der Bütte befindliche Flüssigkeit, wobei die Sindringtiefen und damit die Verweilzeit der Luft relativ gering sind.In the lower part of the circulation pipes there are air inlet devices, through which the circulation of the liquid medium is achieved by the supplied air is0 escapes when the liquid-air mixture emerges from the circulation pipe the part of the air that is mainly contained in the form of large air bubbles0 The Part of the air, which is contained in the liquid in the form of small bubbles, enters into the liquid in the vat, with the Sindring depths and thus the residence time of the air is relatively short.

Diese Fermentoren haben den Nachteil, daß das aus dem Umwälzrohr austretende Flüssigkeitsluftgemisch nur in eine geringe Tiefe des Bütteninhaltes eindringt, da dieses bereits in einer begrenzten oberen Schicht durch Verwirbelung abgebremst wird. Die Folge ist, daß die Verweilzeit der für den O2-Eintrag in die Flüssigkeit der Bütte wichtigen kleinen Luftbläschen zu gering ist, da diese relativ rasch an die Oberfläche der Flüssigkeit gelangen und damit für die BelüStung nicht weiter genutzt werden können.These fermentors have the disadvantage that the emerging from the circulation pipe The liquid-air mixture only penetrates a small depth of the contents, since this already in a limited upper layer by turbulence is braked. The result is that the dwell time for the O2 entry into the Liquid of the vat important small air bubbles is too small, as these are relative quickly reach the surface of the liquid and thus not for the aeration can continue to be used.

Weiterhin besteht der Nachteil, daß selbst innerhalb der erreichten Eintauchtiefe des Flüssigkeitsluftgemisches eine ungenügende horizontale Vermischung des Mediums durch den eintauchenden Flussigkeitsluftstrahl erreicht wird0 Zweck der Erfindung ist, den Energiebedarf pro Kilogramm Biomasse zu senken bzw. die Produxtivität des Fermentors bei gleichbleibender Luftmenge zu verbessern.Furthermore, there is the disadvantage that even within the achieved Immersion depth of the liquid-air mixture insufficient horizontal mixing of the medium is reached by the immersing liquid air jet0 purpose the invention is to reduce the energy requirement per kilogram of biomass or the productivity of the fermentor with the same amount of air.

Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch zweckentsprechende Ausgestaltung und Anordnung von zusätzlichen Einrichtungen die BelüStllng des Fermentorintialtes und damit den Sauerstoft'ei.tiSag optimal zu verbessern.The invention is based on the task by appropriate Design and arrangement of additional facilities for the ventilation of the fermentor intial and thus to optimally improve the Sauerstoft'ei.tiSag.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der aus den Umlaufrohren austretende Flüssigkeitsluftgemischstrahl mittels Strahlleiteinbauten in eine größere Tiefe des Bütteninhaltes geleitet wird, wobei die Strahlleiteinbauten vorzugsweise rohrförmig und uber ihrer Länge mit unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt sind. Die Strahlleiteinbauten befinden sich dabei unter den Austrittsoffnungen der Umlaufrohre und sind mit Auffangtrichtern verseh. Zwischen den Austrittsoffnungen der UmlauS'rohre und den Btrahlleiteinbauten befindet sich ein freier Raum, durch welchen die austretenden großen Luftblasen entweichen können und eine Erhöhung der Dichte des Flüssigkeitsluft gemisches erreicht wird.According to the invention this object is achieved in that the from the Fluid-air mixed jet escaping from circulation pipes by means of jet guide fittings is directed into a greater depth of the Bütteninhaltes, the Strahlleiteinbauten preferably tubular and with different diameters along their length are executed. The jet guide fittings are located under the outlet openings the circulation pipes and are provided with collecting funnels. Between the outlet openings There is a free space through the UmlauS'rohre and the flow guide fittings which the emerging large air bubbles can escape and an increase in Density of the liquid-air mixture is reached.

Eine weitere vorteilhafte Lösung wird dadurch erzielt, daß die Strahlleiteinbauten mit zusätzlichen bekannten Leiteinrichtungen versehen sind.Another advantageous solution is achieved in that the jet guide fittings are provided with additional known guide devices.

Die Eritindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained.

In der zugehörigen Zeichnung ist ein Teil der Bütte mit Umlaufrohr und der erfindungsgemäßen Strahlleiteinbaute im Schnitt dargestellt.In the accompanying drawing is part of the vat with circulation pipe and the beam guide installation according to the invention shown in section.

Im Boden der Bütte 1 sind Umlaufrohre 2 mit LuSteintragseinrichtungen 3 angebracht, welche mit ihrer Austrittsöffnung 4 von oben' in die Bütte 1 eingeführt wurden und unter welcher die Strahlleiteinbauten 6 mit am Oberteil befestigtem Auffangtrichter 5 angeordnet sind.In the bottom of the chute 1 there are circulation pipes 2 with luest inlet devices 3 attached, which 'inserted into the vat 1 with its outlet opening 4 from above' and under which the jet guide fixtures 6 with the collecting funnel attached to the upper part 5 are arranged.

Wird nun in die Umlaufrohre 7 durch die Lufteintragseinrichtungen 4 Luft eingedrückt, so tritt durch die geringere Dichte des dabei entstehenden Flüssigkeitsluftgemisches im Umla£rohr 7 eine J?lüssigkeitsförderung ein, wobei das Flüssigkeitaluftgemls¢h aus den Austrittsöffnungen 4 der Umlaufrohre 7 austritt. Zwischen Austrittsöfinungen 4 und dem Auffangtriahter 5 entweichen die großen Luftblasen. Das durch die großen Luftblasen reduzierte Flüssigkeitsluftgemisch, welches für den O2-Austausch benötigt wird, ist nun vorwiegend mit kleinen Luftblasen durchsetzt was für den O2-Austausch besonders wichtig ist. Dieses Flüssigkeitsluftgemisch gelangt nun auf Grund der Austritts- und Fallgeschwindigkeit in die Strahlleiteinbauten 6, durch welche sie in größere Tiefen der Bütte 1 geleitet wird. Der Auffangtrichter 5 bewirkt hierbei, daß der gesamte Flüssigkeitsluftgemischstrahl den Strahileiteinbauten 6 zugeführt wird.Is now in the circulation pipes 7 through the air inlet devices 4 air is pressed in, then occurs through the lower density of the resulting liquid-air mixture a liquid delivery in the circulation pipe 7, the liquid air mixture [h exits from the outlet openings 4 of the circulation pipes 7. Between exit openings 4 and the collecting belt 5 the large air bubbles escape. That by the big ones Air-bubble reduced liquid-air mixture, which is required for the O2 exchange is now predominantly interspersed with small air bubbles, something for the O2 exchange is particularly important. This liquid-air mixture now arrives due to the Exit and fall speed in the jet guide fixtures 6, through which they is directed into greater depths of the vat 1. The collecting funnel 5 has the effect of that the entire liquid-air mixture jet is supplied to the Strahileiteinbauten 6 will.

Nach dem Austritt aus den Strahlleiteinbauten 6 werden die Luftbläschen in der in der Bütte 1 befindlichen Flüssigkeit, wie durch die Pfeile angezeigt, verwirbelt und steigen zur Oberfläche auf, wobei nun während der längeren Verweilzeit ein intensiver 02-Austausch erreicht wird.After exiting the jet guide fixtures 6, the air bubbles in the liquid in the vat 1, as by the arrows appear, swirled and rise to the surface, being now during the longer Dwell time an intensive 02 exchange is achieved.

Die Strahlleiteinbauten 6 mit angeordnetem Auftangtrichter 5 sind vorzugsweise so angeordnet, daß der Aufiangtrichter 5 über der zu begasenden Flüssigkeit steht.The jet guide fixtures 6 with the uptake funnel 5 are arranged preferably arranged so that the Aufiangtrichter 5 above the liquid to be gassed stands.

Es ist aber auch die Möglichkeit gegeben, den ertindungsgemißen Gegenstrom in gleicher Höhe der b'lüssigkeit oder gein unter dieser anzuordnen; die Anzahl der Umlaufrohre 7 und der Strah'leiteinbauten 6 werden der Büttengröße entsprechend in und um die Bütte 1 angeordnet.But there is also the possibility of the countercurrent according to the invention to be arranged in the same amount of the liquid or underneath it; the number the circulation pipes 7 and the Strah'leiteinbauten 6 are according to the size of the vat arranged in and around the vat 1.

Claims

Patent claims:

1. Device for the ventilation of liquid media in holiday gates, in which the fermentor content is circulated by means of circulation pipes (mammoth pumps), characterized in that vertical tubular jet fittings in a vat (1) (6) provided with a collecting funnel (5), are arranged so that the with the Raising funnel (5) provided with jet guide fittings (6) under the outlet opening (4) a circulation pipe (7) is attached.

2. Device according to claim 1, characterized in that the beam guide internals (6) are tubular or with a different cross-section and above their Length are provided with different diameters.

30 device according to claim 1 and 2, characterized in that the Strahlleiteimbauten (ß) on the jet exit side with known control devices are provided.

L e r s e i t e