DE759121C

DE759121C - Verfahren und Vorrichtung zum Belueften schaeumender Gaerfluessigkeiten

Info

Publication number: DE759121C
Application number: DEZ25765D
Authority: DE
Inventors: Walter Claus
Original assignee: Zellsloff Fabrik Waldhof AG
Current assignee: Zellsloff Fabrik Waldhof AG
Priority date: 1940-04-05
Filing date: 1940-04-05
Publication date: 1952-08-21
Also published as: DE905965C

Description

Verfahren-und Vorrichtung zum Belüften schäumender Gärflüssigkeiten Zur Gewinnung von Hefen oder - hefeähnlichen Pilzen nach submersem Verfahren ist es bekannt, den für das Wachstum der Mikroorganismen in der Nährflüssigkeit benötigten Sauerstoff in Form von Druckgas oder Preßluft einzuleiten. Zu diesem Zwecke wurden -zunächst grobe Belüftungsarten angewandt. Die Beobachtung, daß die Pilze iji der Nährlösucig Luft uinso besser ausnutzen je größer deren Gasanitoberfläche ist, führte zur sogenannten Feinstbelüftung. Diese besteht darin, daß Sauerstoff oder Luft in Form feiner Bläschen in die liefelialtige Nährlösung mit Hilfe geeigneter Verteilervorrichtungen eingeleitet wird. Man hat bei dieser Arbeitsweise die Luft meist am Roden des Gefäßes eingeführt, um durch die aufsteigenden Luftbläschen eine Durcliinischung der in '*,v'erliefung begriffenen 1laisclie herbeizuführen. Damit auch die sich idn oberen Teil der Gärflüssigkeit befindenden Mikroorganismen genügend Sauerstoff zur Atmung erhalten ist bei dieser Arbeitsweise ein großer Überschuß an Luft erforderlich. Ferner bilden sich auf der Oberfläche der Gärflüssigkeiten starke Schaumdecken, zu deren Zerstörung außer mechanischen noch chemische Mittel, wie Wollfett, Türki@schrotöl od. dgl., benötigt werden. Trotz Verwendung solcher Mittel bereitet es große Schwierigkeiten, der starken Schaum-Nildung Herr zu werden. Auch ist es bei der Aufarbeitung der Hefepilze bislang nicht möglich, die in ihnen noch vorhandenen geringeren Mengen der chemischen Schaumzerstörungsmittel zu entfernen, so daß den erhaltenen Hefen ein unangenehmer Geschmack anhaftet. Die Erzeugnisse sind deshalb für Zwecke der menschlichen Ernährung nichtbrauchbar.
Um eine noch innigere Berührung zwischen den Mikroorganismen und der Luft herbeizuführen und die Zeitdauer der Berührung möglichst zu verlängern, ist in letzter Zeit ein Belüftungsverfahren in einem geschlossenen Gefäß vorgeschlagen worden, welches durch ein zentral angeordnetes weites Rohr in zwei Kammern geteilt ist. Bei der bekannten :'#,rbeits@veise wird das Gärgut mittels einer Umwälzeinrichtung im oberen Teil des Gärgefäßes angesaugt, unter Zufuhr von Druckluft durch das genannte Rohr abwärts gedrückt und an dessen unterem Ende durch eine zweite Umwälzeinrichtung in die Außenkammer geschleudert, in der das Gärgut sich dann aufwärts und somit in einem geschlossenen-Kreislauf bewegt. Zur Zerstörung der dabei entstehenden Schaumdecke wird aus dem unteren Teil des Gärgefäßes Flüssigkeit den im Gefäß oben angebrachten Brausen zugeführt, die den Schaum besprühen und mehr oderweniger zerstören. Zur Verlängerung des von den Luftbläschen zurückzulegenden Weges im Gärgut können noch Schraubenflächen eingebaut werden, die der Flüssigkeit eine in sich kreisende Bewegung erteilen. Dieses bekannte Belüftungsverfahren arbeitet aber wenig wirtschaftlich, weil eine erhebliche Energiemenge für das Herabdrücken der Luftbläschen im Rohr bis in den unteren Teil des Gärgefäßes verbraucht wird.
Vorliegende Erfindung sieht zur Vermeidung besagter Mißstände bei der Belüftung schäumender Gärflüssigkeiten nun ein Verfahren vor, gemäß dem die Gärflüssigkeit durch einen. mit Bodenabstand zentral angeordneten Zylindermantel in eine äußere und eine innere Ringzone aufgeteilt, die Flüssigkeit in der äußeren Zone belüftet und der aufsteigende Schaum über den Zylindermantel zum Überlaufen gebracht wird, wobei in der inneren Zone eine Entlüftung stattfindet. Der Kreislauf der Gärflüssigkeit erhält seinen Impuls durch eine am Boden des Gärgefäßes zentral angeordnete Schleudervorrichtung, durch deren Umdrehungen automatisch Luft durch ein Gaszuführungsrohr, zweckmäßig durch die hohle .@clise der Schleuder, angesaugt wird. Da Luft infolge ihres geringen spezifischen Gewichtes hei der Drelibc#@veg-tui,-I allein eine verhältnismäßig --,-ringe Zentrifugalkraft auslöst und dementsprechend nur eine geringe Saugwirkung erzeugen kann. wird gemäß dem neuen Verfahren die durch die Schleuder strömende Luft im Innern, derselben selbsttätig mit gewissen Mengen der zu belüftenden Flüssigkeit gemischt. Für diese Zwecke besitzt die Schleudervorrichtung Ansatzrohre, welche auf der der Flüssigkeit sich entgegen bewegenden Seite mit Öffnungen versehen sind, durch die Gärflüssigkeit in die Ansatzrohre eingepreßt wird. Bei dein durch die Zentrifugalkraft bewirkten Herausschleudern reißt die Flüssigkeit Luft mit sich und wird in einen feinporigen Schaum bzw. eine Luftemulsion umgewandelt. Es setzt eine aufsteigende Bewegung in der äußeren Belüftungszone der Gärflüssigkeit ein, die das Gefäß zu Beginn nur bis zu einem Drittel oder Viertel ausfüllte. Durch die selbsttätige Begasung wird bald der ganze Gefäßinhalt von Schäum eingenommen, der aus der äußeren Belüftungszone über den oberen Rand des Zylindermantels in die innere Ringzone fließt. Hier ist zweckmäßig ein.an der Achse der Schleudervorrichtung befestigter tellerförmiger Schaumzerstörer vorgesehen, durch welchen der Schaum zerschlagen wird. Während das Gas entweicht, fließt die Flüssigkeit innerhalb des Zylinders zum unteren Teil des Gärgefäßes und wird durch die Schleudervorrichtung unter gleichzeitiger Belüftung wieder in die äußere Ringzone geführt. Auf diese Weise wird der sich hei der Durchführung des neuen. Verfahrens bildende ; Schaum in den nötigen Grenzen ohne Anwendung der bekannten chemischen Mittel für diese Zwecke gehalten.
In der Zeichnung, die ein Beispiel für die Durchführung des neuen Verfahrens wiedergibt, bedeutet Fig. i einen Längsschnitt durch das G<irgef äß, Fig. 2 die dabei verwendete Schleudervorrichtung, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform für die Schleudervorrichtung und Fig. 4 eine Draufsicht auf diese.
Nach Abb. i wird die Gärflüssigkeit in den auf den Trägern a ruhenden Gärbeliülter t@ eingebracht, so daß sie etwa ein Viertel bis ein Drittel desselben ausfüllt. Darauf wird die als Lüfter ausgebaute, zentral in dein Behälter gelagerte Schleudervorrichtung c vom Motor jaus über die Riemenscheiben f und f` in Umdrehung versetzt. Die Sclileudrrvorrichtung, deren unteres Ende Abb. 2 im Querschnitt zeigt, besteht aus dem zentralen Rohr c, welches unten in die Kaininer o mündet, die ihrerseits mehrere seitliche, beiderseits offene Ansatzrohre d trägt. Diese sind auf der der Flüssigkeit sich entgegenbewegenden Seite mit jeweils einer oder mehreren Öffnungen e versehen, durch welche beim Umlauf der Schleudervorrichtung Flüssigkeit-in die Ansatzrohre d eingepreßt und an deren vorderen Enden wieder herausgeschleudert wird. Durch die rotierende Schleudervorrichtung c wird oben in ihrer hohlen Achse Luft eingesaugt, welche an den vorderen Enden der Ansatzrohre d in die zu belüftende Flüssigkeit austritt und diese in einen mehr oder weniger feinporigen Schaum umwandelt, der in der äußeren Ringzone emporsteigt. Der doppelwandig ausgebildete Mantelkörper m, der mittels des durch i zuströmenden und bei k wieder abfließenden Wassers gekühlt werden kann, dient zur Regelung der Temperatur, die auf der für das Wachstum der Mikroorganismen günstigsten gehalten wird. Der emporsteigende Schaum fällt über den oberen Rand des Innenmantels auf die rotierende Scheibe l; wird von dieser zerschlagen und fließt im inneren Mantelraum h als Flüssigkeit wieder der im unteren Teil des Behälters b befindlichen Hauptflüssigkeitsmenge zu. Die vergorene Lösung wird durch Ablaßventil 7a entfernt, worauf der Behälter wieder, z. B. durch den Trichter P, mit neuer Gärlösung beschickt wird.
Das untere Ende des Belüfters kann beispielsweise auch so ausgebildet sein, wie Abb. 3 es im Längsschnitt und Abb. 4 in der Draufsicht zeigen. Hier ist die Kammer o mit den Ansatzrohren d von einer sich ebenfalls mitdrehenden zweiten Kammer u mit Ansatzrohren k umgeben, die einen größeren Austrittsquerschnitt besitzen als die düsenförmig in sie mündenden Ansatzrohre d. Die Kammer zt steht mit der zu begasenden Flüssigkeit direkt in Verbindung; die in sie eintretenden Flüssigkeitsmengen werden durch den Umlauf der Schleudervorrichtung hei k herausgeschleudert und reißen aus d tieraustretende Luft mit.
Auf die angegebene Weise -,verden Luft oder Sauerstoff in beliebig feiner Verteilung der zu begasenden. Flüssigkeit am Boden des Gärgefäßes zugeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Belüften schäumender Gärflüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen im Gärgefäß .mit Bodenabstand zentral angeordneten Zylindermantel in eine äußere und eine innere Zone aufgeteilte Gärflüssigkeit in der äußeren Ringzone belüftet und der aufsteigende Schaum über den Zylinderinantel zum Überlaufen gebracht wird, wobei in der inneren Zone eine Entlüftung stattfindet. z. Belüftungsvorrichtung zurDurchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch den Einbau eines Zylindermantels, der gleichzeitig als Kühlmantel ausgebildet sein kann, und einer zentral angeordneten Schleudervorrichtung mit Gaszuführungsrohr und zweckmäßig einer am Gaszuführungsrohr angeordneten tellerförmigen Schaumzerstörungsvorrichtung. 3. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudervorrichtung aus einer Kammer mit seitlichen, am Ende offenen Rohransätzen besteht, die auf der sich der Flüssigkeit entgegen bewegenden Seite mit jeweils einer oder mehreren Öffnungen für den Eintritt der vom Gas befreiten Gärflüssigkeit versehen sind. Ausführungsform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Schleudervorrichtung aus einer Kammer mit seitlichen, am Ende offenen Rohransätzen besteht, die von weiter gehaltenen Ansätzen an einer zweiten Kammer derart umschlossen sind, daß die Röhrensätze der inneren Kammer düsenartig in die der äußeren Kammer liineinragzn. Ausführungsform nach Anspruch 2 bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Schleudervorrichtung in Verbindung stehende, in die Gärflüssigkeit eintauchende Belüftungsrohr gleichzeitig als Achse der Schleudervorrichtung benutzt wird. _ Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 398 6.1o, 211ioo; schweizerische Patentschrift Nr. 136 359; britische Patentschriften Nr. 4o6:233, 509 745; USA.-Patentschriften Nr. i 583 591, 1 242 4.15, 1 935 190, 1 526 5o6.