DE3005929C2 - The invention relates to a heat exchange element for fermentors with heat exchange plates consisting of two metal sheets which are locally connected to one another by spot welding and which are bulged on at least one side - Google Patents
The invention relates to a heat exchange element for fermentors with heat exchange plates consisting of two metal sheets which are locally connected to one another by spot welding and which are bulged on at least one sideInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschelement für Fermentoren mit aus zwei örtlich durch Punktschweißung miteinander verbundenen Blechen bestehenden Wärmetauschplatten, die mindestens an einer Seite ausgebaucht sind.The invention relates to a heat exchange element for fermentors with two locally by spot welding interconnected sheets of existing heat exchange plates, at least on one side are bulged.
Es ist bekannt, Fermentoren mit einer Umwälzeinrichtung zu kühlen oder auch zu beheizen, wobei je nach zu übertragender Wärmeleistung entweder der Boden oder die Seitenwände der Fermentoren durch Aufschweißung von Halbrohren oder ähnlichen Einrichtungen gekühlt werden. Es ist auch bekannt, in Fermento- >o ren Heizrohrbündel einzubauen. Ein wesentlicher Nachteil der Wandheizflächen besteht darin, daß die Wände nur auf einer Seite bespült sind und so nicht vollständig ausgenutzt werden können. Der Einbau von Heiz- oder Kühlrohrbündel scheitert an der schlechten Reinigungsmöglichkeit, sowie an den sonst vorhandenen Einbauten.It is known to cool or heat fermentors with a circulation device, depending on heat output to be transferred either the bottom or the side walls of the fermentors by welding be cooled by half-pipes or similar devices. It is also known in Fermento-> o to install the heating tube bundle. A major disadvantage of the wall heating surfaces is that the Walls are only washed on one side and so cannot be fully used. The installation of The heating or cooling tube bundle fails because of the poor cleaning options, as well as because of the other existing ones Internals.
Es ist ferner bekannt (US-PS 34 58 917) ebene, plattenförmige Heizelemente herzustellen, wobei zwei an den Rändern verschweißte Blechplatten durch Punktschweißung miteinander verbunden werden und dann die beiden Blechplatten durch Einführung eines Druckmediums in den Hohlraum so geformt werden, daß miteinander verbundene Kanäle entstehen, durch welche schließlich ein Heiz- oder Kühlmedium geführt h5 wird.It is also known (US-PS 34 58 917) to produce flat, plate-shaped heating elements, with two sheet metal plates welded at the edges are connected to one another by spot welding and then the two sheet metal plates are shaped by introducing a pressure medium into the cavity so that that interconnected channels arise through which a heating or cooling medium finally passed h5 will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmctauschclcmente in einem Fermentor als Einbauten so auszubilden, daß sie gut reinigbar sind, als Einbauten die Fermentation fördern und deren Wärmeleistung gut regelbar ist.The invention is based on the object of providing the heat exchange components in a fermentor as internals to be trained in such a way that they are easy to clean, as built-in components that promote fermentation and their thermal output is easy to regulate.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmetauschelement mindestens aus zwei schalenförmigen Wärmetauschplatten besteht, die zylinderförmig zusammengesetzt sind und wobei jeweils zwei Wärmetauschplatten mit je einer axial gerichteten Eintritts- und Austrittssammelkammer verbunden sind.This object is achieved according to the invention in that the heat exchange element consists of at least two there is shell-shaped heat exchange plates, which are assembled in a cylindrical shape and wherein each two heat exchange plates are each connected to an axially directed inlet and outlet plenum.
Bezüglich weiterer Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.With regard to further refinements of the invention, reference is made to the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows
F i g. 1 einen Fermentor im Aufriß,F i g. 1 an elevation of a fermentor,
F i g. 2 einen zugehörigen Grundriß,F i g. 2 an associated floor plan,
F i g. 3 die Ausbildung eines ebenen Wärmetauschelementes undF i g. 3 the formation of a planar heat exchange element and
F i g. 4 einen Schnitt gemäß Schnittlinie IV in F i g. 3.F i g. 4 shows a section along section line IV in FIG. 3.
In den F i g. 1 und 2 ist ein Fermentor 10 in Auf- und Grundriß dargestellt. Der Fermentor 10 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter mit einem eingebauten Wärmetauschelement 1 und einer rotierenden Umwälzeinrichtung 5, die das flüssige Medium innerhalb des Behälters umwälzt, so daß Oberhitzungen und Unterkühlungen vermieden werden. Das Wärmetauschelement 1 ist afc konzentrischer Zylinder ausgebildet und besteht aus zwei schalenförmigen Wärmetauschplatten 2, die dutch eine Eintritts- und eine Austrittssammelkammer miteinander verbunden sind. Jede Samm-äikammer 3 bzw. 4 ist mit jeweils zwei Wärmetauschplatten 2 verbunden. Die Wärmetauschplatten 2 bestehen aus zwei parallelen Blechen 11 und 12 und aus Anschlußrohren 13 und 14. Die beiden Bleche 11 und 12 weisen vorzugsweise unterschiedliche Blechstärken auf, sind an den Rändern mit den Anschlußrohren 13 und 14 verschweißt und weisen rasterförmige Punktschweißungen 15 auf. Wird nun durch die Anschlußrohre 13 bzw. 14 eine Druckflüssigkeit zwischen die beiden Bleche gepreßt, so wird sich der -schwächere Blechteil zwischen den Schweißstellen ausbauchen und es bildet sich ein Durchgang für die Druckflüssigkeit vom Anschlußrohr 13 zum Anschlußrohr 14. Nach Bildung dieser ebenen Wärmetauschplatte 2 wird diese eingerollt und in die Sammelkammer 3 und 4 mittels der Anschlußrohre 13 und 14 eingeführt und verschweißt, so daß sich im Grundriß gesehen die Form gemäß F i g. 2 ergibt. Zur Gewährleistung eines kreiszylindrischen Durchganges weisen die Wärmetauschplatten 2 an ihren, den Sammelkammern 3 und 4 zugewandten Enden gerade Fortsätze 8 bzw. Enden auf, so daß die Sammelkammern 3 und 4 der rotierenden Umwälzeinrichtung 555 nicht im Wege sind. Der Umwälzeinrichtung 5 kann über eine Leitung 9 zur Steigerung des Stoffaustausches ein Gas zugeführt werden.In the F i g. 1 and 2, a fermentor 10 is shown in elevation and plan. The fermentor 10 consists in essentially of a cylindrical container with a built-in heat exchange element 1 and a rotating circulating device 5, which circulates the liquid medium within the container so that Overheating and hypothermia can be avoided. The heat exchange element 1 is afc more concentric Cylinder formed and consists of two shell-shaped heat exchange plates 2, the dutch an inlet and an outlet plenum are connected to one another. Each collecting chamber 3 or 4 has two Heat exchange plates 2 connected. The heat exchange plates 2 consist of two parallel metal sheets 11 and 12 and from connecting pipes 13 and 14. The two metal sheets 11 12 and 12 preferably have different sheet metal thicknesses and are connected to the connecting pipes 13 at the edges 14 and 14 are welded and have grid-shaped spot welds 15. Is now through the connecting pipes 13 and 14, if a hydraulic fluid is pressed between the two sheets, the weaker sheet metal part will become bulge between the welds and a passage for the hydraulic fluid is formed from the Connecting pipe 13 to connecting pipe 14. After this flat heat exchange plate 2 has been formed, it is rolled up and introduced and welded into the collecting chamber 3 and 4 by means of the connecting pipes 13 and 14, see above that seen in the plan the shape according to F i g. 2 results. To ensure a circular cylindrical Passage have the heat exchanger plates 2 at their, the collecting chambers 3 and 4 facing Ends straight extensions 8 or ends, so that the collecting chambers 3 and 4 of the rotating circulation device 555 are not in the way. The circulation device 5 can via a line 9 to increase the Substance exchange a gas are supplied.
Dem Fermentor 10 wird über die Leitung 23 Kühloder Heizflüssigkeit zugeführt, die in den Sammelkammern 3 auf die gesamte Fläche des Wärmetauschelementes aufgeteilt wird. Die aufgeteilte Flüssigkeitsmenge wird im Austrittssammler 4 wieder gesammelt und durch die Ableitung 24 aus dem Fermentor entfernt. Infolge wechselnder Menge von zu fermentierender Flüssigkeit bzw. zur Optimierung des Fermentationsprozesses ist es oftmals notwendig die Heiz- oder Kühlleistung des Wärmetauschelementes 1 zu beeinflussen. Wir weisen in diesem Zusammenhang nur auf die Tatsache hin, daß die Lebensbedingungen für den mikrobiologischen Prozeß weitestgehend von derThe fermentor 10 is fed via line 23 with cooling or heating fluid in the collecting chambers 3 is divided over the entire surface of the heat exchange element. The divided amount of liquid is collected again in the outlet collector 4 and removed from the fermentor through the discharge line 24. Due to the changing amount of liquid to be fermented or to optimize the fermentation process, it is often necessary to heat or To influence the cooling performance of the heat exchange element 1. In this context we only refer to the The fact that the living conditions for the microbiological process largely differ from the
Einhaltung eines engen Temperaturintervalles abhängen und daß durch die Einhaltung dieses Temperaturintervalles die Zahl der unerwünschten Bakterien gering gehalten werden. Zur Regelung der Wärmetauschleistung ist nun einerseits in der Zuflußleitung 23 ein Drosselventil 7 angeordnet, so daß die eintretende Flüssigkeit einen geringeren Druck aufweist und andererseits ist eine Entlüftungsleitung an der höchsten Stelle des Austrittssammlers 4 vorgesehen, so daß der maximale Flüssrgkeitsstand im Wärmetauschelement 1 durch die Betätigung des Drosselventiles 7 und damit auch die thermische Leistung desselben eingestellt werden kann.Depend on maintaining a narrow temperature interval and that by maintaining this temperature interval the number of unwanted bacteria can be kept low. To regulate the heat exchange capacity a throttle valve 7 is now arranged on the one hand in the inflow line 23, so that the incoming Liquid has a lower pressure and on the other hand a vent line is at the highest Place of the outlet collector 4 provided so that the maximum liquid level in the heat exchange element 1 by actuating the throttle valve 7 and thus also the thermal output of the same set can be.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Wärmetauschplatten 2 im Gegensatz zu Fig.4 mit beidseitiger Aufwölbung auszubilden, indem Bleche gleicher Festigkeit und Wandstärke verwendet werden, und gleichzeitig dem aufblähenden Material genügend Raum gelassen wird.In the context of the invention, it is also possible that In contrast to FIG the same strength and wall thickness are used, and at the same time sufficient to inflate the material Space is left.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
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