DE807385C

DE807385C - Ruehr- und Belueftungsvorrichtung fuer Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE807385C
Application number: DEP1941A
Authority: DE
Inventors: Bruno Lampe
Original assignee: Versuchs & Lehranstalt
Current assignee: Versuchs & Lehranstalt
Priority date: 1949-02-22
Filing date: 1949-02-22
Publication date: 1951-06-28

Description

Rühr- und Belüftungsvorrichtung für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Rührvorrichtung für Flüssigkeiten insbesondere von Nährlösungen zur Züchtung von Mikroorganismen, mit einem in einem Bottich umlaufenden, mit Löchern versehenen Rührkörper, der durch seine Hohlachse Luft o. dgl. ansaugen und der Flüssigkeit zuführen kann.
Die bekannten Rühreinrichtungen dieser Art bewirken neben dem Umrühren oder der Zirkulation der Flüssigkeit gleichzeitig eine Belüftung oder auch Feinsthelüftung der Flüssigkeit, je nach der Umlaufgeschwindigkeit des Rührwerkes. Bei den bekannten Rühr- und/oder Belüftungskörpern. die z. B. aus sternförmig angeordneten Rohren oder Armen oder auch konzentrisch angeordneten Rohren o. dgl. bestehen, ist jedoch der Kraftaufwand für die Umlaufbewegung verhältnismäßig hoch, und man hat daher schon verschiedene Maßnahmen ergriffen, um diesen Kraftaufwand zu verringern, beispielsweise durch eine stromlinienförmige Ausbildung der Rührkörper oder auch eine Feinstglättung der Politur der Verteilerrohre. Es kommt hinzu, daß sowohl durch die Rührbewegung als auch durch die Durchlüftung der Flüssigkeit sehr häufig eine starke Schaumbildung hervorgerufen wird, wobei die Schaumdecke so stark wird, daß sie über den i'and des Gefäßes steigt. Zur Schaumbekämpfung oder Schaumzerstörung sind daher sowohl chemische Mittel als auch mechanische Mittel, z. B. besondere Schaumzerstörer, verwendet worden.
Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, daß zum Zwecke der Schaumbekämpfung oder Schaumzerstörung die Hohlachse innerhalb des Bottichs in vorbestimmter Höhe über dem Flüssigkeits- bzw. Schaumspiegel mit Durchtrittsöffnungen zur Luftansaugung versehen ist, durch welche der über die vorbestimmte Höhe ansteigende Schaum in die Hohlachse eingesaugt und dann durch die Löcher oder Öffnungen des umlaufenden Rührkörpers in die Flüssigkeit zurückgeschleudert wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Durchtrittsöffnungen der Hohlachse als in Richtung tler Hohlachse verlaufende Schlitze ausgebildet, deren Öffnungsweite verstellbar ist. um die Belüftung regulieren zu können.
Erfindungsgemäß hat der umlaufende Rühr-und/oder Belüftungskörper die Form eines Rotationshohlkörpers, vorzugsweise die Form eines an sich bekannten Glockenrührers. dessen unteres dem Boden des Bottichs zugewandtes Ende offen ist. I)urch die Erfindung ist eine Rührvorrichtung geschaffen worden, die ohne zusätzliche N.Iittel oder Einrichtungen gleichzeitig eine Belüftung und Schaumbekämpfung in Form einer Schaumbegrenzung. d. h. Abführung des übermäßigen Schaumes, l>ewirkt. I)adurch, daß der Rühr- oder Belüftungskirlier die Form eines an sich bekannten Glockenrührers hat. ist auch der Kraftaufwand für seinen Umlauf geringer als bei anderen bekannten rotierenden Feinstbelüftungskörpern.
Es sind zwar schon Verfahren zur Feinstbelüftung voll Gärflüssigkeiten bekanntgeworden. bei denen die sich im oberen Teil des Bottichs ansammelnden Massen, wie Schaum u. dgl., dem unteren Teil der Flüssigkeit im Bottich wieder zugeführt werden. Aher hei diesen NTorrichtungen sind besondere Schaumzerstörer oder besondere Einbauten, wie Zylinder, die einen Umlauf der Flüssigkeit auch in vertikaler Richtung ermöglichen, neben den rotierenden Rühr- und Belüftungseinrichtungen notwendig.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, befindet sich in einem Behälter oder Bottich r, der von einem Deckel 2 0. dgl. abgedeckt ist, die zu riihrende und belüftende Flüssigkeit 3. Durch den l)eckel 2 ist die Achse 4 einer Rühreinrichtung zugeführt, der von außen in dargestellter Weise eine Drehbewegung erteilt wird. Die Achse 4 ist innerhalb des Bottichs I als Hohlachse ausgebildet und endet in einer glockenartigen Ausbauchung oder Glocke 5. In der Zone des größten Durchmessers der Glocke 5 und darüber sind ein oder mehrere Lochkränze vorgesehen, deren Löcher 14 unterschiedliche Größe haben können. Die Glocke 5 ist bei 13 unten offen, damit die Flüssigkeit in dem Rührer nachsteigen kann. In dem Ausführungsbeispiel ist der Rührer frei hängend dargestellt; es ist aber ohne weiteres möglich, ihn auch zur Abstützung in einem Fffßlager laufen zu lassen.
In einer vorbestimmten Höhe innerhalb des Bottichs 1 ül>er dem Flüssigkeitsspiegel sind in der Hohlachse 4 ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen 6 vorgesehen, die als Schlitze ausgebildet sind und durch Verstelleinrichtungen 7 mehr oder weniger verschlossen werden können. Auf diese Weise ist die Luftmenge regelbar.
Über der Durchtrittsöffnung 6. durch die der Schaum abgesaugt wird. können zwecks iioch stärkerer Durchlüftung der Flüssigkeit ein oder mehrere Öffnungen 15 von kleinerem Ouerschnitt angebracht werden, die, da sie oberhalb des Schaumspiegels liegen, eine noch intensivere Belüftung gestatten.
Auch diese als Schlitze ausgebildeten Öffnungen können durch Verstelleinrichtungen mehr oder weniger geschlossen werden.
Sobald die Rührvorrichtung über die Achse 4 in Drehung versetzt wird, wird die Flüssigkeit aus der Glocke 5 nach außen geschleudert. wobei sie immer wieder von neuem von unten der Glocke zufließt. Infolge des Anliralis der Flüssigkeit gegen die Gefäßwand tritt eine aufwärtsgehende Vertikalbewegung ein, wodurch der entstehende Schaum nach oben gedrückt wird. Gleichzeitig tritt aber infolge der in der Glocke wirkenden Zentrifugalkraft in der hohlen Achse 4 ein Sog nach unten ein. wobei durch die im oberen Teil des Rohres hefindliche Offnung Luft angesaugt wird. die dann unten durch die Löcher der Glocke iii die Fliissigkeit eintritt. Wenn nun der entstehende Schaum die obere Durchtrittsöffnung erreicht hat, wird er in die Flüssigkeit zurückgesaugt. so daß er nicht über die Ebene, in der die Öffnung liegt. hinaussteigen kann. Durch Verschiebung der Verstelleinrichtung oder Hülse 7 auf den Schlitz G ist eine Dosierung der Luftzufuhr möglich.
Die erfindungsgemäße Rührvorrichtung gestattet auch, wie die Zeichnung zeigt, das .Arbeite in einem geschlossenen Gefäß. Der Deckel oder Verschluß 2 ist mit drei Durchlässen versehen.
Durch den mittleren Durchlaß geht eine luftdicht abschließende Buchse S. in der sich die Antriebsachse 4 des Rührers dreht. Der luftdichte Abschluß der Antriebswelle kann auch durch einen Flüssigkeitsverschluß erreicht werden. Durch einen zweiten Durchlaß geht ein Rohr 9. durch das Luft einströmen kann. Die überschüssige Luft in dem geschlossenen Bottich kann durch den dritten Durchlaß 10 nach außen wieder entweichen. Das Rohr 10 ist nach unten gebogen und führt über eine kegelförmige Erweiterung 1 1 in ein mit Flüssigkeit gefülltes Gefäß 12. Mit Hilfe dieser Apparatur ist es möglich, unter vollkommen sterilen Bedingungen zu arbeiten. Der Behälter mit seinen Einrichtungsteilen kann leicht sterilisiert werden. Die Befüllung des Behälters mit dem Nährsubstrat und die Beimpfung erfolgen durch das Rohr 9. Durch Vorschalten eines Bakterienfilters vor das Rohr 9 kann die eintretende Luft keimfrei gemacht werden..
Ferner können durch das Rohr 9, mit oder ohne Vorschaltung eines Bakterienfilters, auch andere Gase, wie z. B. Kohlensäure, Sauerstoff, Stickstoff usw., eingeführt werden.
Es ist auch möglich. durch das Rohr 9 z. 11. kohlensäurefreie Luft oder andere kohlensäurefreie Gase einzuleiten. um ei 1 >ioloaiscbeii Arbeiten bilanzierte 5 toffwechselversuche durchführen zu können, wobei die durch den Stoffwechsel der Mikroorganismen entstandene Kohlensäure in der Weise bestimmt werden kann, daß sie durch das Rohr Io einem .Nbsorptionsapparat zugeführt wird.
Selbstverständlich kann man den Rührer nicht nur für biologische Arbeiten, sondern auch für andere Zwecke verwenden und offene Gefäße benutzen. Falls es sich hierbei nur um Lösungsvorgänge zur Herstellung von Emulsionen usw. handelt und eine Belüftung nicht erwünscht ist, wird die über den Schlitzen befindliche Hülse oder Verstelleinrichtung so gestellt, daß die Durchtrittsöffnung der Hohlachse vollständig geschlossen ist.
PATENTANSPROCHE: I. Rührvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere von Nährlösungen zur Ziichtung von Mikroorganismen, mit einem in einem Bottich umlaufenden, mit Löchern versehenen Rührkörper, der durch seine Hohlachse Luft o. dgl. ansaugen und der Flüssigkeit zuführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Schaumbegrenzung die Hohlachse (4) innerhalb des Bottichs in vorbestimmter Höhe über dem Flüssigkeits- bzw. Schaumspiegel mit Durchtrittsöffnungen (6) zur Luftansaugung versehen ist, durch welche der über die vorbestimmte Höhe ansteigende Schaum in die Hohlachse eingesaugt und dann durch die Löcher oder Öffnungen (13 14) des umlaufenden Rührkörpers (5) in die Flüssigkeit zurückgeschleudert wird.

Claims

2. Rührvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite der Durchtrittsöffnungen (6) durch Verstelleinrichtungen (7) regelbar ist.

3. Rührvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (6) als in Richtung der Hohlachse verlaufende Schlitze ausgebildet sind, deren Öffnungsweite verstellbar ist, um die Belüftung regulieren zu können.

4. Rührvorrichtunu nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Durchtrittsöffnungen (6) in der Hohlachse (4) zusätzliche Öffnungen (I5) mit kleinerem Durchlaßquerschnitt vorgesehen sind.

5. Rührvorrichtung nach Anspruch I, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Rühr- und Belüftungskörper die Form eines Rotationshohlkörpers, vorzugsweise die Form eines an sich bekannten Glockenrührers hat, dessen unteres dem Boden des Bottichs zugewandter Ende offen ist.

6. Rührvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (14) des umlaufenden Rotationshohlkörpers auf und oberhalb seines größten Umfangskreises liegen.

7. Rührvorrichtung nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal der Hohlachse (4) kurz oberhalb der Durchtrittsöffnungen (6) endet.