DE2638739A1 - DEVICE FOR MIXING LIQUIDS IN A FERMENTATION KETTLE - Google Patents

DEVICE FOR MIXING LIQUIDS IN A FERMENTATION KETTLE

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DE2638739A1
DE2638739A1 DE19762638739 DE2638739A DE2638739A1 DE 2638739 A1 DE2638739 A1 DE 2638739A1 DE 19762638739 DE19762638739 DE 19762638739 DE 2638739 A DE2638739 A DE 2638739A DE 2638739 A1 DE2638739 A1 DE 2638739A1
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mixing liquids
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Konstantin Sotirianos
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Chemap AG
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Fadr-Ing Hans Mueller
MUELLER HANS DR ING FA
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/55—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers driven by the moving material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/95—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
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    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/23—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis
    • B01F27/232—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes
    • B01F27/2324—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes planetary

Description

Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten in einem FermentationskesselDevice for mixing liquids in a fermentation kettle

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten/ insbesondere zum Mischen eines begasten Mediums in einem Fermentationskessel (Bioreaktor) zur aeroben Züchtung von Mikroorganismen. The invention relates to a device for mixing liquids / in particular for mixing a gassed medium in one Fermentation vessel (bioreactor) for the aerobic cultivation of microorganisms.

Eine Vielzahl von verschiedenen Rührertypen, wie Propeller, Turbinenrührer, Blattrührer, Ankerrührer und Vibrationsrührer,ohie und mit Stator^sind bekannt (üllmann Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 1, S. 223, 1972).A variety of different types of stirrers, such as propellers, turbine stirrers, Blade stirrer, anchor stirrer and vibration stirrer, ohie and with Stator ^ are known (üllmann Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 1, p. 223, 1972).

Die deutsche Patentschrift 1 557 185 beschreibt einen in einen Fermentationsbehälter eingebauten Multistagerührer, mit einem Leitrohr. Die begaste Flüssigkeit wird erst durch öffnungen und dann im Leitrohr hochgedrückt und strömt zwischen Leitrohr und Kesselwand nach unten.German Patent 1,557,185 describes one in one Fermentation tank built-in multi-stage stirrer, with a guide tube. The fumigated liquid is only released through openings and then pushed up in the guide tube and flows down between the guide tube and the boiler wall.

Mit allen genannten Mischvorrichtungen muß mit relativ hohen Drehzahlen gearbeitet werden, um einen gewünschten Dispersionsgrad von Flüssigkeit mit Gas und einen guten Rühreffekt zu erzielen. Durch die hohen Drehzahlen sind die Mischer einem entsprechend hohen Verschleiß ausgesetzt.With all of the mentioned mixing devices must be at relatively high speeds be worked to achieve a desired degree of dispersion of liquid with gas and a good stirring effect. By the mixers are exposed to a correspondingly high level of wear due to the high speeds.

7098H/0S407098H / 0S40

Bei höherer Viskosität, beispielsweise ab 5 - 10 Pa.s, ist ein Homogenisiereffekt nur schwer zu erreichen. Beim Einsatz der bekannten Rührsysteme treten bei der Antibiotikaherstellung bei starkem Rühren Scherkräfte, die das Myzel zerstören, auf und wird bei schwachem Rühren nur eine zu geringe Begasung und Homogenisierung erreicht.At higher viscosity, for example from 5 - 10 Pa.s., a homogenizing effect is difficult to achieve. When using the known Rührsysteme occur in antibiotic production at high agitation shear forces destroying the mycelia, and is only achieved with gentle agitation is too low gassing and homogenization.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischvorrichtung, zu schaffen, die die genannten Eigenschaften nicht aufweist und darüber hinaus mit weniger Energie den gleichen Dispergiereffekt und Mischeffekt erzielt.The object of the invention is to provide a mixing device that does not have the properties mentioned and moreover achieves the same dispersing effect and mixing effect with less energy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Mischen von zu begasenden Flüssigkeiten in einem Fermentationskessel bzw. Bioreaktor mit einer zentralen vertikalen Welle gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß etwa prallel zur Welle vertikale Rührflügel an einem oberen und unteren Mitnehmerkranz der Welle drehbar befestigt sind. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die. Rührflügel sind vorzugsweise paarweise und diametral gegenüberliegend angeordnet. Sis können eben, gewölbt oder auch wendelartig geformt sein. ·According to the invention, this object is achieved by a device for mixing of liquids to be gassed in a fermentation vessel or bioreactor with a central vertical shaft, which thereby is characterized in that approximately parallel to the shaft vertical agitator blades rotatably attached to an upper and lower driver ring of the shaft are. Refinements of the invention emerge from the subclaims. The. Agitator blades are preferably in pairs and diametrically arranged opposite one another. Sis can be flat, curved or helical in shape. ·

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungnnäher beschrieben werden. Es zeigt:The invention will be described in more detail with reference to the drawing n. It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Reaktionskessel mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 is a section through the reaction vessel with the invention Contraption,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie A-A,Fig. 2 is a horizontal section of the device according to Fig. 1 along the line A-A,

Fig. 3 einen ebenen Rührflügel in der Aufsicht (a).und um 90° gedreht (b),3 shows a planar impeller in plan view (a). And around Rotated 90 ° (b),

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Rührflügel, und4 shows a cross section through an impeller, and

Fig. 5 ein Diagramm zum Vergleich der Leistungsaufnahme zwischen feststehenden und rotierenden Rührflügeln.5 shows a diagram for comparing the power consumption between stationary and rotating agitator blades.

7098U/0640 '7098U / 0640 '

In einem Fermentationskessel 1 bzw. Bioreaktor mit einem Deckel 2 und einem Boden 3 ist eine zentrale Welle 4 durch ein Lager 5 im Deckel 2 und ein Lager 6 im Boden 3 geführt und durch eine Dichtung 7 abgedichtet. Die Welle 4 wird von einem Motor 9 über ein Getriebe 8 angetrieben. Auf der Welle 4 ist in deren oberem Abschnitt ein oberer Mitnehmerkranz 11 mittels einer Nabe 13 mit einer Stellschraube 15 und in derem unteren Teil ein unterer Mitnehmerkranz 12 mittels einer Nabe 14 mit einer Stellschraube 16 befestigt. Zwischen diesen sind ebene Rührflügel 10, wie sie die Figuren 3 und 4 zeigen, mittels Zapfen 17, 18 geführt und frei drehbar zwischen ihnen und parallel zur Welle 4 gelagert.In a fermentation vessel 1 or bioreactor with a lid 2 and a bottom 3 is a central shaft 4 through a bearing 5 guided in the cover 2 and a bearing 6 in the base 3 and sealed by a seal 7. The shaft 4 is driven by a motor 9 via a Gear 8 driven. On the shaft 4 is in the upper portion of an upper driver ring 11 by means of a hub 13 with a Adjusting screw 15 and in its lower part a lower driver ring 12 fastened by means of a hub 14 with an adjusting screw 16. Between these are flat agitator blades 10, as shown in FIGS 4, guided by means of pins 17, 18 and freely rotatably mounted between them and parallel to the shaft 4.

In Fig. 2 ist durch Pfeile die Drehrichtung der Welle 4 und die . sich im Betrieb durch den Widerstand des begasten Mediums einstellende entgegengesetzte Drehrichtung der Rührflügel 10 angedeutet.In Fig. 2, the direction of rotation of the shaft 4 and the arrows. during operation due to the resistance of the fumigated medium opposite direction of rotation of the agitator blades 10 indicated.

Ein Gas, beispielsweise Luft, kann durch eine nicht gezeigte Leitung über den Deckel 2 des Reaktorkessels 1 an jede beliebige Stelle zum Boden des Reaktors geleitet werden und in die Flüssigkeit austreten.A gas, for example air, can pass through a line not shown be passed via the cover 2 of the reactor vessel 1 to any point to the bottom of the reactor and exit into the liquid.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ergeben sich aus den. in Fig. 5 diagrammatisch dargestellten Versuchsergebnissen und sie geben den Vergleich zwischen rotierenden Rührflügeln (Kurve I) und nicht rotierenden Rührflügeln (Kurve II) wieder. Im letzteren Fall ist die Leistungsaufnahme in Abhängigkeit von der Umdrehzahl der Rührflügel höher als bei rotierenden Rührflügeln.The advantages of the mixing device according to the invention result from the. Test results and shown diagrammatically in FIG they show the comparison between rotating impellers (curve I) and non-rotating impellers (curve II). In the latter case it is the power consumption depending on the speed of the agitator blades is higher than with rotating agitator blades.

Die Kurve I zeigt beispielsweise bei 600 üpm der Rührwelle 4 eine Leistungsaufnahme von etwa 220 Watt; die Kurve II ergibt bei 600 üpm der Rührwelle eine Leistungsaufnahme von 400 Watt, welches einem um 45 % geringeren Stromverbrauch entspricht, wenn die Rührflügel drehbar sind. Der Mischeffekt ist vergleichbar.The curve I shows, for example, at 600 rpm of the agitator shaft 4 Power consumption of about 220 watts; curve II results at 600 rpm the agitator shaft has a power consumption of 400 watts, which corresponds to a 45% lower power consumption when the agitator blades are rotatable. The mixing effect is comparable.

709 8. U/0640709 8th U / 0640

In der nachstehenden Tabelle ist ein Vergleich der Mischvorrichtung mit 2 und 4 Rührflügeln in einem 14 1 Fermentationskessel mit 11 Füllvolumenen wiedergegeben. Die Messungen wurden mit Wasser durchgeführt. In the table below is a comparison of the mixing device with 2 and 4 stirring blades in a 14 liter fermentation kettle with 11 filling volumes. The measurements were carried out with water.

Aus der Tabelle istzu ersehen, daß bei einer Mischvorrichtung mit 4 Rührflügeln bereits eine starke Tubulenz bei 200 Upm auftritt; bei 2 Flügeln ist der Rühreffekt bei 200 Upm noch als gut zu bezeichnen. Die Leistungsaufnahme ist beispielsweise bei 200 Upm und bei 2 Rührflügeln um 50 % geringer als bei 4 Rührflügeln.From the table it can be seen that in a mixing device with 4 agitator blades a strong tubulence already occurs at 200 rpm; with 2 blades the stirring effect at 200 rpm can still be described as good. The power consumption is, for example, at 200 rpm and with 2 agitator blades by 50% less than with 4 agitator blades.

Dieprfindungsgemäße Mischvorrichtung läßt sich in .einem großen · Bereich von zu mischenden Phasen unter verschiedensten Bedingungen anwenden.The mixing device according to the invention can be installed in a large Apply range of phases to be mixed under various conditions.

TabelleTabel

7098U/06407098U / 0640

-sr--sr-

Rührwerk mit rotierenden FlügelnAgitator with rotating blades

Messungen: (Medium: Wasser =111)Measurements: (medium: water = 111)

a) mit 4 Flügelna) with 4 wings

UPM .UPM. Ampereamp P WattP watts RühreffektStirring effect 100100 1,01.0 4040 gutWell 200200 1,41.4 6060 sehr gut (Turbulenzvery good (turbulence 300300 1,61.6 8080 stark ·strong · 400400 2,02.0 100100 sehr starkvery strong 500500 2,82.8 150150 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence 600600 3,53.5 200200 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence 700700 4,54.5 300300 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence

b) mit 2 Flügelnb) with 2 wings

OPM . .OPM. . Ampere.Amp. P WattP watts RühreffektStirring effect 100100 .0,7.0.7 2020th schwachweak 200200 1,01.0 4040 gutWell 300300 1,51.5 5050 gutWell 400400 2,32.3 9090 sehr gut (Turbulenz)very good (turbulence) 500500 2,62.6 115115 sehr gut (Turbulenz)very good (turbulence) 600 ■600 ■ 2,82.8 150150 starke Turbulenzstrong turbulence 700700 3,03.0 180180 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence 800800 3,43.4 • 205• 205 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence 900900 3,83.8 220220 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence 10001000 4,44.4 300300 sehr starke Turbulenzvery strong turbulence

709314/0640709314/0640

AnsprücheExpectations

LeerseiteBlank page

Claims (5)

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Vorrichtung zum Mischen von zu begasenden Flüssigkeiten in einem Fermentationskessel, mit einer vertikalen, rotierenden, zentralen Welle, dadurch gekennzeichnet , daß etwa parallel zur Welle vertikale Rührflügel (10) an einem oberen (11) und einem unteren Mitnehmerkranz (12) der Welle (4) drehbar befestigt sind. . . .1. Device for mixing liquids to be fumigated in a fermentation kettle, with a vertical, rotating, central shaft, characterized in that about parallel to the shaft vertical agitator blades (10) attached to an upper (11) and a lower driver ring (12) of the shaft (4) rotatably are. . . . 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein oder mehrere Paare von Rührflügeln (10) in den Mitnehmerkränzen (11, 12) drehbar befestigt sind. .2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one or more pairs of agitator blades (10) are rotatably fastened in the driver rings (11, 12). . 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rührflügel (10) eine wendelartige Form aufweisen.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized that the agitator blades (10) have a helical shape. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rührflügelpaare (10) aus rostfreiem Stahl gefertigt sind.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the pairs of agitator blades (10) are made of stainless Steel are made. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügelpaare (10) aus Kunststoff gefertigt sind.5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the pairs of wings (10) made of plastic are made. 10581058 7098U/064Q7098U / 064Q
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031247A1 (en) 2008-07-02 2010-01-07 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Stirring tool, in particular for a kitchen appliance
ITVI20120171A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-17 Mixer S R L MIXER MACHINE
WO2020155667A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 澳优乳业（中国）有限公司 Auxiliary device for detecting reconstitution property of milk powder

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2338394A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Beater assembly and kitchen appliance with a beater assembly
US9169505B2 (en) * 2012-11-07 2015-10-27 Andritz, Inc. High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE493555A (en) *
DE967158C (en) * 1952-03-18 1957-10-10 Fritz Hecht Agitator for single-cell permanent heater for dairy purposes
DE1557185C (en) * 1972-06-29 Process Engineering Co, S.A., Männedorf, Zürich (Schweiz) Device for bringing gaseous and liquid reaction components into intimate contact for microbiological conversions in a fermentation tank

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4217600Y1 (en) * 1964-04-09 1967-10-11

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE493555A (en) *
DE1557185C (en) * 1972-06-29 Process Engineering Co, S.A., Männedorf, Zürich (Schweiz) Device for bringing gaseous and liquid reaction components into intimate contact for microbiological conversions in a fermentation tank
DE967158C (en) * 1952-03-18 1957-10-10 Fritz Hecht Agitator for single-cell permanent heater for dairy purposes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031247A1 (en) 2008-07-02 2010-01-07 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Stirring tool, in particular for a kitchen appliance
ITVI20120171A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-17 Mixer S R L MIXER MACHINE
WO2020155667A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 澳优乳业（中国）有限公司 Auxiliary device for detecting reconstitution property of milk powder

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Publication number Publication date
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JPS52101763A (en) 1977-08-26

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