DE648630C - Vorrichtung zur Feinbelueftung von Gaerfluessigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Feinbelüftung von Gärflüssigkeiten Es ist bereits vorgeschlagen worden, das für die Belüftung von.Gärflüssigkeiten, z. B. zur Hefeerzeugung, benützte keramische Material durch andere Baustoffe zu ersetzen. Hierfür werden unterschiedslos poröses Metall, poröser Gummi, poröses Glas, Web- und Faserstoffe, insbesondere. Gummiwebstoffe oder Gummifaserstoffe, angeführt. Kann es schon keinem Zweifel unterliegen, daß über die Brauchbarkeit der einzelnen Stoffe für die Feinbelüftung von Gärflüssigkeiten nichts bekannt war, so kommt noch hinzu, daß aus diesen Stoffen Belüftungskörper hergestellt wurden, die viel zu kleine Porengröße (o,16 bis i u) besitzen oder an einem Ende geschlossene und am anderen Ende mit metallenen Tragröhren für die Zuführung der Luft verbundene Hohlkörper bilden.
• Es wurde nun durch Versuche festgestellt, daß die bloße Angabe der Verwendung von porösem Metall nicht genügt, um eine praktisch brauchbare Belüftung von Gärflüssigkeiten zu ermöglichen, und zwar deshalb, weil sowohl die verschiedenen Metalle an sich als auch die Form der Belüftungskörper ein verschiedenes Verhglten zur gärenden Flüssigkeit zeigen. ' Es wurde festgestellt, daß nicht nur die verschiedenen Materialien, sondern auch die verschiedenen Metalle eine verschieden große, im allgemeinen geringe oligodynamische Wirkung besitzen und deshalb in mehr oder minderem Grade nach einigem Gebrauch innerhalb der gärenden Flüssigkeit die Bildung von Infektionsherden ermöglichen, die die Gärung hemmen und sogar zu falschen Gärungen Anlaß geben können; letztere entstehen besonders durch Ansetzen und Durchwachsen von Bakterien an den Belüftungskörpern. Andeferseits ist aber die Größe der oligodynamischen Wirkung für eine fehlerfreie Gärung und deren Ausbeute z. B. bei der Hefeerzeugung ausschlaggebend.
• Ferner wurde festgestellt, daß die Herstellung von Hohlkörpern überhaupt und insbesondere" von an einem Ende geschlossenen Hohlkörpern aus porösem Metall wegen ihrer komplizierten Form nur schwer ausführbar und teuer ist und daß ferner infolge dieser komplizierten Form deren notwendige Reinigung nach längerem Gebrauch sehr umständlich und zeitraubend ist.
• Bei Benutzung von Belüftungskörpern mit sehr kleiner Porengröße ist aber auch eine ziemlich hohe Luftpressung erforderlich. Bei porösen Hohlkörpern ist auf jeden Fall eine sehr große Luftaustrittsoberfläche vorhanden und daher auch eine verhältnismäßig große Luftmenge erforderlich. Bei Hohlkörpern ist es ferner bei keiner Lage derselben zu vermeiden, daß lotrechte oder schräge Flächen vorhanden sind und daß die aus den Poren dieser Flächen austretenden Luftblasen sich zu größeren Luftblasen vereinigen, wodurch ein verhältnismäßig großer Teil der Oberfläche des Hohlkörpers keine dem Gärprozeß günstige allgemeine und feine Belüftung ermöglicht.
• Dazu kommt, daß ' sich homogen poröse Metallkörper nur schwer herstellen lassen; es bietet daher in der Regel nicht nur der einzelne poröse Metallkörper an sich an verschiedenen Stellen dem Luftdurchgang einen verschiedenen Widerstand, sondern auch die Metallkörper untereinander sind in dieser Wirkung erheblich verschieden. Die Folge davon ist, daß nicht nur die verschiedenen porösen Metallkörper bei verschiedenen Drucken am besten Luft .durchlassen, sondern daß auch der einzelne Metallkörper an verschiedenen Stellen verschiedenartig Luft durchtreten läßt. Diese Nachteile werden bei porösen Hohlkörpern unvergleichlich größer.
• Alle diese Versuche und weitere Untersuchungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß porösesKupfersowieLegierungen, die zum weitaus größten Teil Kupfer enthalten, die beste Wirkung für die Belüftung von Gärflüssigkeiten ergeben. Kupfer hat unter den unedlen :Metallen die größte oligodynamische Wirkung, durch welche die Bildung von dem Gärungsprozeß schädlichen Infektionsherden am Belüftungskörper unmöglich gemacht wird.
• Außerdem verhält sich von den unedlen :Metallen Kupfer in chemischer Beziehung am vorteilhaftesten zur Gärflüssigkeit, denn es wird von dieser kaum angegriffen.
• Andere unedle Metalle, wie Eisen, Nickel, Blei o. dgl., haben nicht nur eine geringere oligodynamische Wirkung, sondern deren Verwendung ist auch wegen ihres chemischen Verhaltens zur Gärflüssigkeit und wegen des sich daraus ergebenden Einflusses auf die Gärflüssigkeit selbst äußerst bedenklich. Edle Metalle, z. B. Silber, kommen wegen ihres hohen Preises nicht in Betracht, Es wurde ferner ermittelt, daß poröses Kupfer in Form von ebenen oder mäßig gewölbten dünnen Platten auch alle erwähnten Nachteile der bekannten Belüftungskörper beseitigt. Denn poröse Kupferplatten sind verhältnismäßig leicht und billig lierstellbar und ebenso leicht mechanisch zu reinigen sowie auch durch Ausglühen zu regenerieren. Poröse Kupferplatten lassen sich ferner bei Wahl des gleichen Ausgangsmaterials (Pulver oder Körner) und des gleichen Herstellungsverfahrens (Sinterungsprozesses) auch untereinander praktisch gleichartig herstellen, d. h. sie besitzen genügend genau gleiche Porengröße und bieten dem Luftdurchgang praktisch gleichen Widerstand, so daß sie bei derselben Luftpressung eine gleichmäßige Feinbelüftung der Flüssigkeit auf der ganzen Plattenfläche bewirken. Ferner ist bei Benutztfhg poröser Kupferplatten als horizontale Belüftungsfläche mit entsprechender Porengröße (etwa 2o bis 3011) eine Vereinigung der austretenden kleinen Luftblasen auch bei niederer Luftpressung ausgeschlossen. Poröse Kupferplatten lassen sich ferner infolge der Festigkeit des Materials in sehr kleinen Dicken (bis zu i min) herstellen und eine Dicke von 2 bis 3 in'n entspricht den praktischen Anforderungen zumeist vollkommen. Infolge aller dieser Eigenschaften der porösen Kupferplatten ist es, wie Versuche ergeben haben, möglich, gegenüber den vorgeschlagenen porösen Metallkörpern bzw. Hohlkörpern mit -bloß einem Bruchteil (etwa 'i, bis 1;.) der Luftaustrittsfläche und daher auch der benötigten Luftmenge so\%#@e mit einer verhältnismäßig kleinen Luftpressung (laut durchgeführten Versuchen mit o,i bis o,2 atü) bei sogar noch besserer Feinbelüftung der Flüssigkeit auszukommen.
• Es ist weiter in Erwägung zu ziehen, daß Feinbelüftungskörper aus irgendeinem Metall nur eine geringe Benützungsdauer haben könnten, d. h. nur verhältnismäßig kurze Zeit, angewendet werden könnten. Dies hängt damit zusammen, daß jedes poröse Metall seine Durchlässigkeit in verhältnismäßig kurzer Zeit einbüßt und zwar dadurch, daß das Eindringen der Gärflüssigkeit in die Poren nicht vermeidbar ist, wodurch die Poren allmählich hauptsächlich mit organischen Körpern verstopft werden, natürlich umso rascher, je kleiner die Poren sind. Durch eine vorsichtige mechanische Reinigung, der jedes Metall unterworfen werden könnte, kann diesem Umstand nur mit sehr geringem Erfolg entgegengewirkt werden, weil diese Reinigungsart nur an der Oberfläche wirksam ist. Poröses Kupfer kann aber überdies durch Ausglühen in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre bei etwa 50o° C in seinem ganzen Volumen leicht wieder regeneriert werden. Da diese Arbeitsweise immer wieder angewendet werden kann, erlangt die poröse Kupferplatte als Belüftungsfläche eine sehr lange Lebensdauer. Bei allen anderen unedlen Metallen ist eine solche Regenerierung aus verschiedenen Gründen praktisch nicht durchführbar, insbesondere deshalb, weil sie sich zumeist metallurgisch verändern.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines selbständigen Belüftungselementes im Schnitt.
• i ist die ebene, poröse Kupferplatte, die auch, wie die gestrichelte Linie zeigt, mäßig nach außen (oder auch nach innen) gewölbt sein kann. Diese Platte bildet den Abschluß eines undurchlässigen, hohltellerartigen Hohlkörpers 2, der zweckmäßig gleichfalls aus Kupfer oder dessen Legierungen besteht. Die Platte wird auf dem Rand des Hohlkörpers dicht und zweckmäßig lösbar befestigt,.< und zwar unter Anwendung einer Dichtung 3 mittels einer überwurfmutter q., eines Bajonettverschlusses o. dgl.
• Der Hohlkörper ist unten mit einem Stutzen 5 zur Zuleitung der Luft unter dem erforderlichen Druck versehen und nimmt einen an sich bekannten Luftverteilungskörper 6 auf, der die in den Hohlkörper einströmende Luft möglichst gleichmäßig unter die poröse Kupferplatte i verteilt.
• Damit wird ein selbständiges Belüftungselement geschaffen,bei demdieporöseKupferplatte mit ihrerLuftkammer eine montierbare Einheit bildet, deren' Grundfläche fast gänzlich von der wertvollen horizontalen, porösen Belüftungsfläche gebildet wird. Eine Anzahl solcher selbständiger Belüftungselemente kann daher am Boden eines Gärbottiches eingebaut werden und bildet sodann gewünschtenfalls eine fast ununterbrochene Belüftungsfläche. Es kommen nur geringe Zusätze zu Kupfer, und zwar solche in Betracht, die in irgend einer Richtung, z. B. bezüglich Härte, Korrosionsbeständigkeit usw., das Kupfer veredeln, wie z. B. Beryllium.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Feinbelüftung von Gärflüssigkeiten unter Benutzung von feinporigen porösen Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß als Belüftungsfläche poröse, ebene oder mäßig gewölbte Platten aus Kupfer oder dessen Legierungen, die zum weitaus größten Teil Kupfer enthalten, verwendet werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kupfer oder dessen Legierungen bestehende poröse Platte (i) den als Belüftungsfläche dienenden Abscfiluß eines undurchlässigen, hohltellerartigenHohlkörpers (2) bildet, in den die Luft eingeleitet wird und der mit der Platte dicht und zweckmäßig lösbar zu einer Einheit verbunden ist.