DE2155176A1

DE2155176A1 - Verfahren zum Rühren flüssiger Dispersionen und Vorrichtung hierfür

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Publication number: DE2155176A1
Application number: DE19712155176
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1971-11-05
Publication date: 1972-05-10
Also published as: IT943128B; FR2113655A5; JPS5247184B1; NL7115268A; CA967947A; AU463704B2; ZA717161B; AU3537371A; GB1363934A; US3715104A; BE774982A; SE387056B; CH536132A; IL38032A0; IL38032A

Description

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PATENTANWÄLTE

DR L MAAS

DR. W. PFEIFFER

DR. F. VOITHENLEITNER

8 MÜNCHEN 23
UNGERERSTR. 25 - TEL 39 02 36

Eric Charles Cottell, Bayville, Long Island, N.Y., V.St.A.

Verfahren zum Rühren flüssiger Dispersionen und Vorrichtung hierfür

Das ültraschallrühren von Flüssigkeiten wird seit vielen Jahren und für viele Zwecke, beispielsweise zum Reinigen von Gegenständen, angewendet. Ein weiteres sehr wichtiges Anwendungsgebiet, das in den Rahmen der Erfindung fällt, ist die Behandlung flüssiger Dispersionen oder flüssiger Reaktionsmedien in der Weise, daß sie durch eine Zone intensiver ültraschallrührbewegung geleitet werden. Eine der wichtigen Anwendungsformen für das Ultraschallrühren ist das Aufbrechen der Wände von zellenförmigen Organismen, um den Inhalt der Zellen freizusetzen. Beispielsweise setzen Hefezellen, wenn sie aufgebrochen werden, ihren Inhalt frei, der dann konzentriert und zum Stärken von Nahrungsmitteln, wie Brot, verwendet werden kann, da das Hefeprotein sehr reich an Lysin ist, eine Aminosäure, die in bestimmten Nahrungsmitteln manchmal fehlt.

Die Bundesregierung hat einige ziemlich strenge Anforderungen gestellt, wenn aufgebrochene Zellen zur Herstellung von

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Zusätzen für Nahrungsmitel verwendet werden sollen. Die Forderung besteht darin, daß ein sehr hoher Prozentsatz der Zellen und Insbesondere ihre Membrane aufgebrochen werden müssen, so daß der Zelleninhalt, beispielsweise ein hoher Gehalt an Lysinprotein, im Falle von Hefezellen, relativ frei von verunreinigendem Material, die toxisch sein oder unerwünschte genetische Verbindungen, wie DNS, einbringen können, zurückgewonnen werden kann. Bisher war das mechanische Aufbrechen, das natürlich gegenüber chemischen Verfahren bevorzugt wird, da es keine zusätzlichen Verunreinigungen hereinbringt, aus verschiedenen Gründen oft wirtschaftlich unbefriedigend, beispielsweise wegen der übermäßigen Kosten. Wenn Ultraschallschwingungen verwendet werden, ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, Hefezellen in dem gewünschten Ausmaß mit einem wirtschaftlich zufriedenstellenden Leistungsaufwand aufzubrechen. Selbst wenn Ultraschall für einen sehr langen Zeitraum angewendet wird, wodurch manchmal Hefezellen mit sehr hohem Leistungsaufwand aufgebrochen werden, ist die Ausbeute je Zeiteinheit so klein, daß ein solcher Prozeß gewöhnlich nicht wirtschaftlich durchführbar ist.

Wenn ein Ultraschallrühren in einer begrenzten Zone durchgeführt werden soll, ist es üblich, eine sogenannte Ultraschallsonde zu verwenden. Es handelt sich hierbei um einen Metallstab mit einem dicken Ende, das durch den Ultraschallwandler in Schwingungen versetzt wird und sich zu einem viel schmäleren Ende an einer Stelle verjüngt, an welcher die Schwingung Flüssigkeiten zugeführt werden soll. Dies ergibt eine Verstärkung der Ultraschallenergie und kann als Schallgeschwindigkeitsuraformer betrachtet werden. Manchmal werden Platten in das Ende einer Ultraschallsonde eingeschraubt, und viele solcher Sonden, beispielsweise diejenigen, welche von der Firma Branson Instruments unter ihrem Warenzeichen "Sonifier" in den Handel gebracht werden, sind mit einer Gewindebohrung an ihrem Ende zur Aufnahme von Säften der Platten versehen.

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Wegen des Umstandes, daß die Intensität der Schalls und insbesondere die Ultraschallschwingung dadurch rasch gedämpft werden kann, daß sie durch lange Wege in Flüssigkeit geleitet wird, entsteht ein beträchtliches Problem, da piezoelektrische und magnetostriktive Elemente hinsichtlich der Leistung, die in Form von Ultraschallschwingungen erzeugt werden kann, beschränkt sind. Die Intensität der Ultraschallschwingungen in der Flüssigkeitszone, in der sie durchgeführt werden sollen und in welcher eine heftige Kavitation erforderlich ist, ist ein sehr ernster Faktor hinsichtlich der Kosten der Ultraschallbehandlung. Die Wirkungsweise des Ultraschallrührens in Flüssigkeiten ist gut bekannt und hängt von der zeitweiligen Bildung kleiner Blasen ab, die dann zusammenbrechen, wodurch eine Kavitation und starke mechanische Kräfte hervorgerufen werden.

Die Verwendung von Ultraschallsonden und anderen mechanischen Verfahren für Flüssigreaktionen und insbesondere zum Aufbrechen von Zellen oder von anderen kleinen Teilchen in flüssigen Suspensionen stellt ein ernstes wirtschaftliches und technisches Problem dar, da einige Zellen, beispielsweise Hefezellen, sehr zähe Membrane haben. Eine angemessene Ausbeute bei angemessenen Kosten für den Leistungsaufwand sind bei den herkömmlichen und anderen Ultraschal lverfahren schwierig zu erzielen. Es wurde vorgeschlagen, flüssige Dispersionen durch Kanäle in besonderen Ultraschallsonden fließen zu lassen. Dies hat sich nicht als sehr wirksam erwiesen, da es im allgemeinen auf diskontinuierliche Verfahren anwendbar ist, die Zufallswirkungen hereinbringen. Selbst wenn ein kontinuierlicher Fluß versucht wird, ist der Wirkungsgrad gewöhnlich ziemlich niedrig und bestehen bei solchen Verfahren ernste praktische Beschränkungen. Sogar bei flüssigen Medien, die ein weniger ernstes Problem darstellen, ist der Wirkungsgrad des Ultras chal Ir ühr ens immer noch ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor.

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Bei der Erfindung, die sowohl auf ein verbessertes Verfahren als auch auf eine verbeserte Vorrichtung gerichtet ist, wird eine Schall- oder vorzugsweise Ultraschall-Sonde in einem begrenzten Raum, beispielsweise in einem Behälter, verwendet, wobei vorzugsweise eine Platte in das Ende der Sonde eingeschraubt ist und eine weitere Platte dieser eng benachbart ist. Es ist wichtig, daß der Raum zwischen den Platten feineinstellbar ist und daß der Kanal zwischen den Platten von gleichmäßigen und kleinen Abmessungen ist, so daß zwischen den Platten fließende flüssige Dispersionen in einem dünnen bzw. kurzen Weg gehalten werden, der heftigen Ultra-P schallschwingungen ausgesetzt wird.

Der Behälter ist mit zwei Flüssigkeitsleitungen versehen, von denen die eine in der Seite mündet und im wesentlichen quer zu den Platten gerichtet ist, während die andere axial verläuft. Die Strömung der Flüssigkeit über die Platten ermöglicht es ,eine etwas erweiterte Ultraschallschwingungszone zu haben, da die Platten eng zusammengebracht werden können, so daß keine so langen Wege durch die Flüssigkeit vorhanden sind, um die Kraft der Ultraschallschwingungen ernstlich zu dämpfen und in manchen Fällen die Schwingungsamplitude dem Abstand zwischen den Platten nahe kommt.

Da die Wirkung des Ultraschallrührens oft nicht augenblick lich ist, ist es manchmal wünschenswert, die Zeitdauer, während welcher die Flüssigkeit durch die Zone heftigen Rührens fließt, zu verlängern, für welchen Zweck Umlenkflächen an der einen Platte oder an beiden vorgesehen werden können, welche zur Folge haben, daß der Fluß über einen größeren Teil der Platte verteilt wird und die Flüssigkeit in der Zone intensiven Rührens während einer ausreichenden Zeit gehalten wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Umlenkflächen, wie spiralige Umlenkflächen oder labyrinthartige Umlenkflächen, die vorzugsweise auf jeder Platte zueinander passend vorgesehen sind, beschränkt, obwohl

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für viele Arbeitsvorgänge das Vorhandensein von Umlenkflächen von beträchtlicher praktischer Bedeutung ist.

Der Fluß der Flüssigkeit zwischen den Platten ist etwas, was normalerweise nicht als wünschenswert betrachtet wird. Beispielsweise wird gemäß der USA-Patentschrift 3 072 808, gemäß welcher eine Platte;auf das Ende einer Ultraschallsonde aufgeschraubt ist, absichtlich ein Fließen in Seitenwegen dadurch herabgesetzt oder verhindert, daß eine Lippe oder Schulter an den Kanten der Platte vorgesehen wird. In der genannten Patentschrift wird angegeben, daß es wünschenswert ist, ein Fließen mit Seitenwegen zu verhindern, da unter anderem festgestellt wurde, daß ein stärkerer Verschleiß an der schwingenden Platte stattfindet, wenn die Blasen mit einem fingerförmigen Verlauf nach außen fließen. Bei der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein bestimmter, sorgfältig gerichteter Fluß zwischen Platten stattfindet, geht die Arbeitsweise nach einem ganz verschiedenen Prinzip vor sich und befindet sich daher im Gegensatz zu dem in der vorgenannten Patentschrift gegebenen Lehren.

Der Fluß des flüssigen Systems über die Platten kann entweder unter Druck stattfinden, d. h., es wird die flüssige Dispersion eingepumpt, oder sie kann dadurch zum Fließen gebracht werden, daß am Auslaß eine Saugwirkung hervorgerufen wird. Es ist natürlich möglich, beide Verfahren miteinander zu kombinieren. Wenn ein Fluß unter Druck erzeugt wird, ist es manchmal wünschenswert, den Druck unterstromseitig der Auslaßleitung zu erhöhen, was durch eine Drosselung oder andere Mittel geschehen kann, welche Arbeitsweisen innerhalb des Raums der Erfindung vorgesehen werden können.

Obwohl die vorliegende Erfindung im weitesten Sinne nicht darauf beschränkt ist, welche der Leitungen die EinlaSleitung und welche die Auslaßleitung ist, oder, in der Verfahrensterrainologie, ob der Fluß vom Umfang der Platten nach

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Innen oder von der Mittel nach außen ist, wird bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform das zu behandelnde flüssige Medium am Umfang der Platten eingeleitet und axial abgeleitet. Dies steht in direktem Gegensatz zur normalen Bauform von Ultraschallausrüstungen, bei denen es üblich ist, daß die zu behandelnden Flüssigkeiten mehr oder weniger mittig eingeleitet werden. Man möchte annehmen, daß es keinen Unterschied bedeutet, in welcher Richtung die Flüssigkeit fließt, und in der Tat scheint die bei Ultraschallausrüstungen gewöhnlich vorgesehene Richtung anzuzeigen, daß ein mittiges Einleiten vorzuziehen ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde jedoch festgestellt, daß ein Unterschied besteht, und, wenn die Flüssigkeit am Umfang der Platten eingeleitet und mittig abgeleitet wird, eine Zunahme an Wirkungsgrad und Wirksamkeit erhalten wird. Ein Bespiel für die vorgenannte Wirkung kann dadurch erhalten werden, daß das Aufbrechen von Suspensionen von Hefezellen in einem flüssigen Medium betrachtet wird. Wenn das Einleiten axial beschieht und eine praktisch mögliche Ultraschallenergie verwendet wird, werden die Zellenmembranen der Hefezellen nicht zuverlässig und vollständig aufgebrochen. Es können jedoch mit einer vergleichbaren Ultraschallenergie, aber mit einem FIuB quer zu den Platten und mit axialem Austritt Hefezellen leicht und vollständig aufgebrochen werden. Diese Zunahme im Wirkungsgrad und das verbesserte Ergebnis ist überraschend, und es ist nicht bekannt, warum dies der Fall ist. Diese bevorzugte Aus führ ungs form der Erfindung ist daher nicht auf irgendeinen theoretischen Grund dafür beschränkt, warum die starke Zunahme im Wirkungsgrad stattfindet.

Es ist von wesentlicher Bedeutung, den Abstand der Platten auf einem bestimmten Wert zu halten, der jedoch nicht für alle Arbeitsvorgänge der gleiche ist, da der optimale Abstand sich mit der Frequenz der Ultraschallschwingung und der Art sowie der physikalischen Eigenschaften der zu behandelnden flüssigen Medien ändert. In jedem Falle

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ist der Abstand ziemlich eng, so daß der Weg der Ultraschallschwingungen in dem flüssigen Medium zwischen den Platten weit unterhalb des Punktes gehalten wird, bei welchem ein Wirkungsgradverlust stattfindet. Es ist nicht durchführbar oder sogar unmöglich, die genaue bevorzugte Dicke für jeden Arbeitsvorgang zu berechnen, und gewöhnlich sollen zu Beginn bei jedem besonderen neuen Medium und bei jeder besonderen ültraschallfrequenz kleine Verstellungen des Plattenabstandes vorgenommen werden, bis optimale Ergebnisse erzielt werden, jedoch kann, wenn er einmal festgestellt ist, der gleiche Abstand beibehalten werden.

Der Druck auf das flüssige Medium in der Zone der Rührbewegung bzw. im Behälter des Gerätes kann schwanken, und in vielen Fällen ist ein überdruck wünschenswert. Gerade so wie bei dem vorangehend beschriebenen Abstand der Platten ist der besondere Druck, der für einen bestimmten Arbeitsvorgang optimal ist, nicht unbedingt optimal für einen anderen Arbeitsvorgang, jedoch verändert sich, wenn einmal ein Optimum oder ein annäherndes Optimum ermittelt worden ist, dieses nicht, sofern nicht die Art der zu behandelnden Flüssigkeit, die Ülterschallfrequenz und andere Faktoren verändert werden.

Im allgemeinen erfordert der Druck eine Einstellung, die weit weniger genau als der Abstand der Platten ist, was natürlich einen praktischen Betriebsyorteil bedeutet. Dies bedeutet jedoch nicht, daß der Abstand so kritisch ist, daß er Betriebsprobleme darstellt. Eie genaue Einstellung ist nicht so kritisch, daß der Betrieb unzuverlässig gemacht wird. Er ist jedoch ziemlich genau für jede besondere Ultraschallfrequenz und für jedes besondere flüssige Medium und andere Betriebsbedingungen und soll deshalb anfänglich mit Sorgfalt eingestellt werden. Diese Anforderung

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für Sorgfalt führt zu einer Überlegung, die für die erfindungsgemäße Vorrichtung von hervorragender Bedeutung ist. Vorzugsweise ist der Behälter, in welchen die Ultraschallsonde bzw. der Ultraschallgenerator hineinragt, zur axialen Mikrometerverstellung angeordnet. Eine sehr einfache und praktische Form ist die Mikrometereinstellung, wie sie für bewegliche Werkzeuge bei Drehbänken verwendet wird.

Die Bewegung des Behälters und damit der Platte oder Fläche, die nicht mit dem Ende der Ultraschallsonde verbunden ist, erfordert, daß die Probe in den Behälter durch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung eintritt. Diese Dichtung hat normalerweise die Form eines elastischen O-Ringes oder eines ähnlichen elastischen Ringes. Die Ultraschallsonde soll in den Behälter an einem Punkt an oder in der Nähe einer ungeraden Zahl von Viertelwellenlängen, d. h. an einem Knoten oder in dessen Nähe, eingesetzt werden. Hierdurch wird eine unerwünschte Schwingung des Behälters und eine Erwärmung der Dichtung vermieden. Der allgemeine Vorschlag, Ultraschallsonden in einem Behälter an einem Knotenpunkt einzusetzen, ist für sich nicht neu. Es ist ein mehr oder weniger notwendiges Erfordernis bei der vorliegenden Erfindung, jedoch nicht das Hauptmerkmal, welches sie gegenüber dem Stand der Technik unterscheidet. Es besteht jedoch ein Faktor, der von praktischer Bedeutung ist. Da vorzugsweise, vom Gesichtspunkt des Gerätes aus gesehen, der Plattenabstand dadurch eingestellt wird, daß der Behälter bewegt wird, könnte man annehmen, daß durch eine solche Bewegung die Vorteile einer Sonde zunichte gemacht werden, die in dem Behälter etwa am Knotenpunkt eintritt. Es wurde jedoch festgestellt, daß es einen Abstand um den genauen Knotenpunkt gibt, über welchem die Bewegung der Sonde nicht rasch zunimmt, so daß die kleine Bewegung des Behälters zur Einstellung des Plattenabstandes durch die Elastizität des Dichtungsringes aufgenommen werden kann und keine wesentliche Erwärmung der Dichtung hervorruft, noch wird die Bewegung auf den Behälter übertragen.

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Mit anderen Worten, es wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß es nicht wesentlich ist, daß die Sonde in einer Behälterwand nicht genau an dem Viertelwellenlängen-Knotenpunkt abgedichtet wird, was bisher für wichtig erachtet wurde. Dies ist ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung. Vorzugsweise sind die Platten oder ist zumindest die Platte am Ende der Ultraschallsonde abnehmbar, so daß verschiedene Platten für besondere Zwecke verwendet werden können. Natürlich kann nach einem langen Betrieb eine abgenutzte Platte ausgewechselt werden. Die Erfindung ist nicht auf abnehmbare Platten beschränkt, und es kann natürlich eine Platte mit einem Ultraschallsondenende geformt oder für ein solches Ende bearbeitet werden. Es ist jedoch ein Vorteil der Erfindung, daß die Gewindebohrung, die an den Enden von Ultraschallsonden üblich ist, dazu verwendet werden kann, das Auswechseln der Platten zu ermöglichen. In ähnlicher Weise kann die Übereinstimmung von Umlenkflächen an den Platten in der erforderlichen Weise verändert werden. Hierbei ist zu erwähnen, daß für manche Zwecke glatte Platten vorzuziehen sind, jedoch soll in jedem Falle der Durchlaß bzw. Kanal für den Fluß der flüssigen Dispersion zwischen den Platten gleichmäßig und vorzugsweise klein gehalten werden. Dies stellt ein besonderes kritisches Problem dar, da es leicht ist, die Platten mit im wesentlichen parallenen Flächen zu halten, und die Mikrometereinstellung, durch welche eine der Platten bewegt wird, ermöglicht die Einstellung und Aufrechterhaltung des gleichmäßigen Flußweges, der verhältnismäßig dünn ist.

Im vorangehenden wurde die piezoelektrische Erzeugung der Ultraschallschwingungen bzw. von Schallschwingungen von hoher Frequenz längs der Sonde erwähnt. Im allgemeinen ist dies vorzuziehen, und Ausrüstungen, mit piezoelektrischer Erzeugung, sind im allgemeinen erhältlich. Die Erfindung

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ist jedoch nicht darauf gerichtet, wie die Längsschwingungen der Sonde erzeugt werden, und es können beliebige andere Mittel, beispielsweise Magnetostriktion, innerhalb des Rahmens der Erfindung Anwendung finden.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine schaubildliche Ansicht der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 2 eine Ansicht der Behandlungskammer im waagerechten Schnitt;

Figur 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 3-3 in Figur 2, welche die Fläche einer der Platten zeigt; und

Figur 4 eine Ansicht im vertikalen Schnitt nach der Linie 4-4 in Figur 2.

In Figur 1 ist ein piezoelektrischer Ultraschallgenerator 1 dargestellt, der von herkömmlicher Art und rein schematisch dargestellt ist. Mit 2 ist eine Ultraschallsonde bezeichnet, die ebenfalls von herkömmlicher Art ist und in eine Behandlungskammer 3 durch einen elastischen Dichtungsring 4 an oder in der Nähe eines ungeraden Viertelwellenknotens an der Sonde 2 eintritt. Der Behälter ist mit einem seitlichen Flüssigkeitseinlaß 5, mit einem axialen Auslaß 6 und mit einem Druckmesser 13 zur Messung des Druckes der Flüssigkeit oberstromseitig der Kammer versehen, wenn Betrieb unter überdruck vorgesehen ist. Die ganze Kammer ist auf einer Feinstellschraube 7 herkömmlicher Art angeordnet und kann in der Längsrichtung längs der Sonde 2 bewegt werden, wie durch den Doppelpfeil angegeben. Die Länge des Pfeils ist der Übersichtlichkeit halber stark übertrieben, da die tatsächliche Bewegung zur Verstellung

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der Plattenabstände ziemlich klein ist, so daß darin viele nicht weit von den ungeraden Viertelwellenknoten wegbewegt werden.

Figur 2 und 4 zeigen Schnittansichten der Behandlungskammer, in welcher eine Platte 9 in eine Gewindebohrung 12 am Ende der Sonde eingschraubt ist und eine Platte 10 am Behälter 6 befestigt ist. Der Abstand der beiden Platten wird durch die Feinstellschraube 7 bestimmt, die auch in Figur 4 gezeigt ist. Der Abstand der Platten 9 und 10 ist etwas übertrieben dargestellt und stehen die Platten ziemlich eng zusammen.

Fiur 3 zeigt die Fläche der Platte 9 in einer Form mit einer spiraligen Umlenkflache 11. Diese Umlenkfläche hat zur Folge, daß durch die Flüssigkeitsleitung 5 eintretende Flüssigkeit sich über die Platte langsamer bewegt und über die ganze Plattenoberfläche verteilt wird. Nach dem Hindurchtreten zwischen den Platten tritt die Flüssigkeit durch den axialen Auslaß 6 aus.

Vom Gesichtspunkt des Gerätes aus gesehen, könnte die Fließrichtung der Flüssigkeit durch die Leitungen 5 und 6 umgekehrt werden, d. h., es ist möglich, die Flüssigkeit durch die Leitung 6 einzuleiten und durch die Leitung 5 ausfließen zu lassen. Dies ist jedoch nicht bevorzugt. Vom Verfahrensgesichtspunkt aus ist jedoch die Flußrichtung durch die seitliche Leitung 5 die Eintrittsrichtung und durch die axiale Leitung 6 die Austrittsrichtung, was ein wirtschaftliches Aufbrechen einer Suspension von Hefezellen in einem Grade ermöglicht, der mit den behördlichen Vorschriften übereinstimmt, so daß ein Protein mit einem hohen Lysingehalt zur Verwendung als Nahrungsmittelzusatz zurückgewonnen werden kann. Selbst bei leicht aufbrechbaren Zellensuspensionen oder anderen flüssigen Medien, welche etwas weniger als ein maximales Ultraschallrühren erfordern, besteht ein Vorteil beim

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Einleiten der Flüssigkeit durch das Einlaßrohr 5, da dies eine maximale Ausbeute bei einer gegebenen Ultraschallleistung ermöglicht.

Die besondere Schallschwingungsfrequenz ist in keiner Weise kritisch, jedoch ist für viele Zwecke der ziemlich gemeinsame Bereich von Ultraschallfrequenzen von etwas unterhalb 20 kHz bis 40 kHz sehr zufriedenstellend und entspricht einer leicht erhältlichen Ausrüstung bei mäßigen Kosten. Für bestimmte Zwecke können viel höhere oder niedrigere Frequenzen notwendig sein, und die Erfindung ist daher in keiner Weise auf eine besondere Frequenz beschränkt. Für bestimmte Materialien von sehr hoher Viskosität wird die Frequenz manchmal etwas unterhalb des Ultraschallbereiches gewählt.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die vorliegende Erfindung entweder als Betrieb mit einem einzigen Durchlauf durchgeführt werden kann, was zum Aufbrechen von Zellen oft wirtschaftlich wünschenswert ist, oder es kann das Medium von neuem in Umlauf gesetzt und mehrere Male durch die Vorrichtung geleitet werden. Die Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit der Erfindung zur Beandlung verschiedener flüssiger Medien von verschiedenen Eigenschaften ist ein praktischer Vorteil. Da der Fluß durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kontinuierlich ist, eignet sich diese zur Behandlung einer Vielfalt fließender Flüssigkeiten. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung von Flüssigkeitsgemischen.

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Claims

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P a tentansprüche

1/ Verfahren zum Rühren bzw. zur Behandlung von flüssigen Systemen durch Schallschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige System durch eine begrenzte Zone von beträchtlicher Querschnittsfläche zum Fließen gebracht wird, dem flüssigen System beim Fließen durch die Zone Schallschwingungen mitgeteilt werden, welche Zone im Vergleich zu ihren anderen Abmessungen verhältnismäßig schmal ist und in ihrer Breite im wesentlichen gleichmäßig gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsfluß durch die erwähnte Zone in einer verlängerten Bahn erfolgt, die viel länger als die Abmessungen der Zone ist, so daß eine längere Verweilzeit der Flüssigkeit in der Rührzone erhalten wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß vom Umfang der Zone zu einem axialen Auslaß stattfindet.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschwingungen Ultraschallschwingungen sind.
5. Vorrichtung zum Rühren flüssiger Medien durch Schallschwingungen, gekennzeichnet durch eine Schallsonde (2), einen Schallgenerator (1), welcher der letzteren Längsschwingungen mitteilt, einen geschlossenen Behälter (3), welche Sonde in den Behälter durch eine elastische

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Dichtung (4) annähernd an einem ungeraden Viertelwellenlängen-Knotenpunkt für die verwendete Schallfrequenz eintritt, eine Platte (9) am Ende der Schallsonde (2) und gegenüberliegend eine ähnliche Platte (10), die am Behälter (3) befestigt ist, wobei Mittel (7) zur Verstellung des Abstandes zwischen den Platten (9 und 10) um einen geringen Betrag vorgesehen sind, um einen verhältnismäßig schmalen Abstand zwischen den Platten herzustellen, und ferner Flüssigkeitsleitungen (5, 6) vorgesehen sind, von denen die eine zum Umfang des Raumes zwischen den Platten führt, während die andere axial zu diesem Raum verläuft, und eine Einrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, Flüssigkeit durch den Behälter (3) zum Fließen zu bringen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, durch welche Flüssigkeit zum Fließen gebracht wird, eine Einrichtung ist, welche das Fließen der Flüssigkeit in den Raum durch die Leitung (5) zu dessen Umfang und das axiale Austreten der Flüssigkeit durch die Leittmg {6) bewirkt.

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7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine (9) der Platten mit Umlenkflächen (11) an ihrer Stirnfläche versehen ist, damit die Flüssigkeit über einen verlängerten Weg zwischen den Platten (9, 10) fließen muß.

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