DE879081C - Agitator with air supply - Google Patents
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Description
Rührwerk mit Luftzuführung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Verteilung von Luft in Flüssigkeiten od. dgl., insbesondere zur Belüftung von Würzen in der Hefeindustrie oder für sonstige Anwendungen.Agitator with air supply The present invention relates to a Device for the distribution of air in liquids or the like, in particular for aeration of wort in the yeast industry or for other applications.
Zur Belüftung von Gärfiüssigkeiten ist es bekann, Luft durch Verteilungsvorrichtungen, deren I, uftaustrittsflächen aus keramischen Massen, gepreßtem Ton, Steinzeug. gesintertem Glas u. dgl. gebildet sind, in die Gärflüssigkeit zu pressen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird weniger Luft benötigt als bei anderen bekannten Vorrichtungen, bei denen am Boden der Gärgefäße ruhende rohrförmige Luftverteilungssysteme, über denen gegebenenfalls noch ein Rührer horizontal bewegt wird. angeordnet sind. Bei den bekannten keramischein Massen u. dgl. ist jedoch infolge ihrer geringen Durchlässigkeit ein ziemlich hoher Betriebsdruck und damit verbunden ein erheblicher Kraftaufwand erforderlich, der die erzielte Luftersparnis zum großen Teil wieder aufhebt. Außerdem ist bei derartigen Massen die zur Vermeidung von Infektionen unerläßliche dauernde Reinhaltung sehr schwierig (Patentschrift 682 136). For aeration of fermentation liquids it is known to use air distribution devices, Their air outlet surfaces made of ceramic masses, pressed clay, stoneware. sintered Glass and the like are formed to be pressed into the fermentation liquid. With these well-known Devices, less air is required than with other known devices, in the case of tubular air distribution systems resting at the bottom of the fermentation vessels where a stirrer is moved horizontally if necessary. are arranged. at However, the known ceramic masses and the like are due to their low permeability a fairly high operating pressure and the associated considerable effort required, which cancels out the air savings achieved to a large extent. aside from that with such masses is the indispensable permanent one to avoid infections Keeping clean is very difficult (patent specification 682 136).
Bei Einführung der Luft in Form feinster Luftbläschen mußten Vorkehrungen getroffen werden, um die zugeführte Luft gleichmäßig in den gesamten Gärbottich zu verteilen. Bei einem dieser bekannten Verfahren wird das Gärgut mittels einer Turbine od. dgl. im oberen Teil des Gärbottichs angesaugt, unter Zuführung von Luft durch ein weites Rohr od. dgl. im- Bottich abwärts gedrückt und am unteren Ende des Rohres durch eine zweite Turhine od; dgl; angesaugt und außerhalb des Rohres wieder aufwärts geführt (Patentschrift 743 984). Die Schaumbildung läßt sich bei diesen Belüftungen nicht vermeiden, so daß die- Anwendung besonderer schaumdämpfender Mittel notwendig wird, um die Schaumbildung in erträglichen Grenzen zu halten. When introducing the air in the form of the finest air bubbles, precautions had to be taken taken to keep the air supplied evenly throughout the fermentation vat to distribute. In one of these known methods, the digestate is by means of a Turbine od. The like. Sucked in in the upper part of the fermentation vat, with the supply of air through a wide pipe or the like. In the tub pressed down and at the lower end of the pipe through a second turhine od; like; sucked in and outside of the pipe up again (patent specification 743 984). The foam formation leaves Do not avoid each other with this ventilation, so that the application of special foam-absorbing Means is necessary to keep the foam formation within tolerable limits.
Nach einem weiteren Verfahren zur Belüftung schäumender iGärfiüssiigkeiten wird die durch einen im Gärgefäß mit Bodenabstand zentral angeordneten Zylindermantel in eine äußere und eine innere Zone aufgeteilte iGärflüssigkeit in der äußeren Ringzone belüftet und der aufsteigende Schaum über den Zylindermantel zum überlaufen gebracht, wobei in der inneren Zone eine Entlüftung stattfindet. Es wird durch diese entsprechend geführte Be- und Entlüftung ohne Anwendung schaumdämpfender Mittel eine Luft-Flüssigkeits-Emulsion gebildet, die während des ganzen kontintiierlichen Vergärungsprozesses das gleiche Litergewicht behält (Patentschriften 759121 und 744678). Another method of aerating foaming fermentation fluids is made by a cylinder jacket arranged centrally in the fermentation vessel with a floor clearance Fermentation liquid divided into an outer and an inner zone in the outer ring zone ventilated and the rising foam over the cylinder jacket made to overflow, venting taking place in the inner zone. It gets through this accordingly Guided aeration and ventilation without the use of foam-suppressing agents an air-liquid emulsion formed the same during the whole continuous fermentation process Liter weight retains (patents 759121 and 744678).
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, eine ohne Druckluft arbeitende ìBelüftungsvorrichtung für Gärungsgefäße zu schaffen, und zwar soll diese Lüftungseinnichtung vornehmlich zur Züchtung von Backhefe, insbesondere IS teilhefe für Laboratoriumszwecke, gedacht sein. Aber auch eine industrielle Verwertung ist denkbar. The invention has the task of working without compressed air ì To create a ventilation device for fermentation vessels, namely this ventilation device mainly for the cultivation of baker's yeast, especially IS partial yeast for laboratory purposes, be thought. But industrial recycling is also conceivable.
Der neue Luftverteiler gemäß der Erfindung besteht aus einem in Drehung versetzten Luftförderrohr mit über dem Gärgefäß liegenden Lufte ins augöffnungen, welche durch geeignete Luftschirme oder Luftfiügel begrenzt sind, während in einem gewissen Abstand vom Boden in einem konisch erweiterten Teil die in das Luftrohr eingesaugte Luft in das Gärgefäß entweicht. Die Luft kann zentral nach unten, am besten in Einzelströme aufgeteilt, auf den Boden des Gärgefäßes geleitet werden, von wo aus bei gleichzeitiger Drehung des Rohres durch Aufprall eine seitliche Ableitung und gleichmäßige Verteilung in der Gärflüssigkeit erfolgt. Eine Scheibe am Rohrende ohne konische Erweiterung genügt zur Umwälzung der Gärflüssigkeit, wobei gleichzeitig eine sehr weitgehende Durchsetzung derselben mit der eingesaugten Luft erfolgt. Ein an sich bekannter von oben und unten offener das Rührwerk umgebender Rohreinsatz begünstigt diese Vorgänge. Neben der zwangsläufig eingeführten Luft wird zusätzlich noch -durch den-toín Rührwerk am oberen Flüssigkeitsspiegel erzeugten Sog Luft eingesaugt. The new air distributor according to the invention consists of a rotating one offset air delivery pipe with air above the fermentation vessel into the eye openings, which are limited by suitable air screens or air wings, while in one certain distance from the ground in a flared part which goes into the air tube sucked air escapes into the fermentation vessel. The air can go down centrally, at best divided into individual streams, directed to the bottom of the fermentation vessel, from where, with simultaneous rotation of the pipe by impact, a lateral discharge and uniform distribution in the fermentation liquid takes place. A washer at the end of the pipe without a conical expansion is sufficient to circulate the fermentation liquid, while at the same time a very extensive enforcement of the same takes place with the sucked in air. A pipe insert which is known per se and is open from above and below and surrounding the agitator favors these processes. In addition to the air that is inevitably introduced, there is also still-sucked in suction air generated by the-toín agitator at the upper liquid level.
Gegebenenfalls sind auch Luftauslässe mit entsprechenden Aügel- oder schirmartigen Begrenzungen am unteren konischen Rohransatz möglich, wodurch die Luftansaugung wesentlich erhöht wird. Es muß in jedem Fall dafür gesorgt werden, daß die Gesamtweite der Luftauslässe größer ist als der Lufteinlaßquerschnitt. If necessary, air outlets with appropriate bracket or Umbrella-like limits on the lower conical pipe socket possible, whereby the Air intake is increased significantly. In any case, it must be ensured that the total width of the air outlets is greater than the air inlet cross-section.
Ein derartiges Rührwerk mit Luftzuführung arbeitet -äußerst billig und gestattet bei ausreichender Verteilung der Luft innerhalb der Gärbütte, je nach der Drehgeschwindigkeit des Rührwerks, eine Änderung der eingeführten Luftmengen in weiten Grenzen. Für Laboratoriumszwecke kann für Sonderfälle bei Abdeckung der Luftführungen das Rührwerk nur zur Umwälzung des Gärbehälterinhaltes verwendet werden. Such an air-fed agitator works extremely cheaply and if the air is sufficiently distributed within the fermentation vat, depending on the speed of rotation of the agitator, a change in the amount of air introduced within wide limits. For laboratory purposes, for special cases when the Air ducts the agitator can only be used to circulate the contents of the fermentation tank.
Für Backhefezüchtung gestattet die neuartige Luftzuführung eine größere Zuckerkonzentration in der zu verhefenden Flüssigkeit ohne Beeinträchtigung der Hefe. Es lassen sich daher pro Einheit des Bütteninhaltes mehr Zuckerlösungen, z. B. in Form von Sulfitablaugen, Melasse usw., verarbeiten, so daß man, umgerechnet auf eine Einheit, mehr Hefe erhält. The new air supply allows a larger air supply for baker's yeast cultivation Sugar concentration in the liquid to be stuck without affecting the Yeast. It can therefore be more sugar solutions, z. B. in the form of sulphite liquors, molasses, etc., process, so that one, converted on one unit, more yeast gets.
Bei Verhefung von Melasse kann man ohne Beeinträchtigung der Ausbeute und Triebkraft der liefe mit einer höheren Konzentration des Zuckers in der Melasse arbeiten und gewinnt gleichzeitig noch beträchtliche Mengen Alkohol., Diese Art der Melasseverhefung ist für die Stellhefezüchtung bei der Backhefegewinnung aus Sulfitablauge deShalb von besonderem Interesse, da ein Gewinn an Alkohol den Stellhefepreis ermäßigt. If molasses is fermented, it can be used without affecting the yield and driving force of the run with a higher concentration of sugar in the molasses work while still gaining considerable amounts of alcohol., This species the molasses yeast is off for the yeast cultivation in the baker's yeast production Sulphite waste liquor is therefore of particular interest, since a profit in alcohol increases the yeast price reduced.
Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Abb. I einen schematischen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt der Lufteinsaugöffnungen, Abb. 3 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines Luftverteilers, Abb. 4 einen Querschnitt I-I der Abb. 3, Abb. 5 eine weitere Ausführungsform. The drawing illustrates an example embodiment of the subject matter of the invention, namely Fig. I shows a schematic longitudinal section, Fig. 2 is a cross-section of the air intake openings, Fig. 3 is a partial view of a Another embodiment of an air distributor, Fig. 4 a cross section I-I of Fig. 3, Fig. 5 a further embodiment.
Der Luftverteiler besteht aus einem mit einem Motor I oder einer sonstigen Antriebsquelle in Richtung des Pfeiles 2 in Umdrehung versetzten Rohr 3, das in ein Gärungsgefäß 4 eingesetzt ist. The air distributor consists of one with a motor I or one other drive source in the direction of arrow 2 in rotation offset tube 3, which is inserted into a fermentation vessel 4.
Die Luft wird durch Schlitze 5 eingesaugt. Diese sind nach Abb. I außen durch flügelartige Ansätze 6 begrenzt, welche oben zur Schaffung von zusätzlichen Luftennlässen offen sein können (Pfeile 7) und außerdem in der Drehrichtung des Rohres 3 derart leicht nach innen gewölbt sind, daß die Luft wirksam eingesaugt wird. Erforderlichenfalls lassen sich die Einlaß querschnitte 5 gemäß der Abb. I durch Verstellung der Flügel 6 in Höhenrichtung ändern.The air is sucked in through slots 5. These are as shown in Fig. I. limited outside by wing-like approaches 6, which above to create additional Air vents can be open (arrows 7) and also in the direction of rotation of the Tube 3 are so slightly curved inward that the air is effectively sucked in will. If necessary, the inlet cross-sections 5 according to Fig. I change the height by adjusting the wing 6.
Nach Abb. 3 und 4 können auch von außen nach innen verengte und die Lufteinlaßschlitze 5 allseitig in Form eines halben Kegels, einer halben Pyramilde oder einer>Kugelsektoroberfläche überdachende Luftführungen 6a vorgesehen werden, welche als Luftschirme wirken, in deren Öffnungen bei Drehung in Pfeilrichtung 2 größere Luftmengen aufgefangen und eingepreßt werden. Ein feststehender, mit einem Luftansaugrohr 12 vers ebener Ringansatz 13 begünstigt diese Luftansaugung und gestattet das Ansaugen sterilisierter Luft. Die Luftschlitze 5 können auch ihrerseits in ihrer Größe, vornehmlich ihre Länge, verstellbar sein. Am unteren Ende des Luftrohres ist ein konisch nach unten erweitertes Abschluß stück 8 mit nach unten offenem Boden, am besten auswechselbar, eingesetzt. Dieser zentrale Luftauslaßkonus kann unten offen oder teilweise geschlossen sein oder durch eine Siebplatte abgedeckt werden. Gegebenenfalls können an diesem vergrößerten unteren Luftauslaß propellerartige Flügel zur Bildung radial verlaufender Luftschlitze oder sonstige geeignete Luftführungen eingesetzt sein. Wird eine untere Lagerung des Luftverteilerrohres, z. B. für große Gärbütten, benötigt, kann man in der Mitte der radialen Luftauslaßführungen oder eines einfachen sternförmigen Stegeinsatzes den unteren Lagerzapfen ansetzen. According to Fig. 3 and 4, narrowed from the outside in and the Air inlet slots 5 on all sides in the form of half a cone, half a pyramilde or a> spherical sector surface roofing air ducts 6a are provided, which act as air screens, in their openings when turned in the direction of the arrow 2 larger amounts of air are captured and pressed in. A fixed one, with a Air intake pipe 12 verse flat ring extension 13 favors this air intake and allows the suction of sterilized air. The louvers 5 can in turn in their Size, especially its length, can be adjusted. At the lower end of the air tube is a conically downwardly widened end piece 8 with a bottom open at the bottom, best exchangeable, used. This central air outlet cone can be below be open or partially closed or covered by a sieve plate. If necessary, this enlarged lower air outlet propeller-like blades to form radially extending air slots or other suitable air ducts must be used. If a lower bearing of the air distribution pipe, z. B. for large fermentation vats, you can in the middle of the radial air outlet guides or a simple star-shaped bar insert place the lower bearing pin.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Auslaßkonusses sind in Nähe des Bodens und im Anschluß an den Beginn der Erweiterung zusätzliche Luftauslässe 9, und zwar vornehmlich oben und unten, vorzusehen. Diese Luftauslässe werden durch entgegengesetzt zur Drehrichtung umgebogenen Luftflügel 10 (Abb. I) oder durch dachförmige, sich nach außen erweiterndeLuftführungen 10a (Abb. 3) begrenzt, welche ebenso wie die Einlaßschirme 6a geformt sind und Auslaßschirme 10a bilden. In a preferred embodiment of the outlet cone in Close to the floor and additional air outlets after the beginning of the expansion 9, especially above and below, to be provided. These air outlets are through opposite to the direction of rotation bent air blades 10 (Fig. I) or by roof-shaped, outwardly expanding air ducts 10a (Fig. 3), which as well as the inlet screens 6a are shaped to form outlet screens 10a.
Eine geringere Luftumwälzung erreicht man bei Ersetzung desAuslaßkonusses 8 durch eineScheibe. in welcher sich ein zentral nach unten gerichteter Luftauslaß - befindet. Wird eine Lufteinführung durch das Rohr 3 nicht gewünscht, kann der untere Konusansatz 8 durch eine Rohrverschlußhülse mit Luftumwälzungsscheibe beliebiger Formgebung ersetzt werden. Bei dieser Ausführung kommen die oberen Lufteinlässe 5 nicht zur Wirkung, da infolge des Fehlens eines unteren Luftauslasses eine Luftströmung im Rohr 3 nicht erfolgt. A lower air circulation is achieved by replacing the outlet cone 8 through a disc. in which there is a centrally downward directed air outlet - is located. If an introduction of air through the pipe 3 is not desired, the can lower cone extension 8 by a pipe closure sleeve with air circulation disk any Shaping to be replaced. In this version, the upper air inlets come 5 does not have an effect, since there is an air flow due to the lack of a lower air outlet in pipe 3 does not take place.
Das Rührwerk kann sich innerhalb eines gegebenenfalls mit Längsschlitzen versehenen Rohreinsatzes II, welcher die Umwälzung des Gärbütteninhaltes und Schaumvernichtung begünstigt, befinden. Durch Pfeile sind die Luftrichtungen kenntlich gemacht. The agitator can be located within an optionally with longitudinal slots provided pipe insert II, which the circulation of the fermentation bulk contents and foam destruction favored. The air directions are indicated by arrows.
Die Wirkungsweise dieses Rührwerkes gestaltet sich wie folgt.The way this agitator works is as follows.
Ohne zusätzliche Luftpumpe wird die Luft vom Außenraum der Gärbütte durch das Rührwerk der Gärflüssigkeit gut verteilt zugeführt, ohne daß der Schaum, C 02- oder Gärungsgase aus der Gärbütte von der Frischluft mitgerissen werden, d. h. die Lufteinlässe müssen hoch genug liegen. Durch den unteren konischen Rührwerkteil wird in Verbindung mit der feinen Luftverteilung eine Luft-Flüssigkeits-Emulsion gebildet, welche außerhalb des Rohreinsatzes 1 1 nach oben dringt und innerhalb dieses Einsatzes II nach unten gewälzt wird. Without an additional air pump, the air is drawn from the outside of the fermentation vat well distributed by the agitator of the fermentation liquid, without the foam, C 02 or fermentation gases from the fermentation vat are carried away by the fresh air, d. H. the air inlets must be high enough. Through the lower conical agitator part In connection with the fine air distribution, it becomes an air-liquid emulsion formed, which penetrates outside of the pipe insert 1 1 upwards and inside this insert II is rolled down.
Die Einführung der Luft wird durch das zwischen den Luftauslaßschirmen oder -flügeln und der umgewälzten Flüssigkeit entstehende Vakuum und durch Zusammendrängen der Luft innerhalb der Einlaßschirme der Einlaßflügel bewirkt, so daß die Luft in Abhängigkeit von der Drehzahl des Luftrohres unter einem gewissen Druck in die Hohlwelle einströmt. The introduction of air is through that between the air outlet screens or wings and the circulated liquid resulting vacuum and by crowding of the air inside the inlet screens causes the inlet wing, so that the air in Depending on the speed of the air tube under a certain pressure in the hollow shaft flows in.
Der Auslaßkonus schleudert die Luft in feiner Verteilung bis zur Büttenwand und sorgt für eine Aufwirbelung der Hefe und sonstigen Bodensätze. The outlet cone flings the air in fine distribution up to Büttenwand and ensures that the yeast and other sediments are whirled up.
Eine an Stelle des Konusses 8 angesetzte Scheibe mit zentraler Offnung saugt die Luft nicht an, sondern diese wird von den oberen Einlaßschirmen aus eingepreßt. Die Luftmenge, welche hierbei in der Gärfiüssigkeit ist, ist etwa doppelt so groß als bei einem Rührwerk mit geschlossenem Luftrohr, und diesem gegenüber ist die vom Konus geförderte Luftmenge etwa viermal größer. A disc with a central opening attached in place of the cone 8 does not suck in the air, but it is pressed in from the upper inlet screens. The amount of air that is in the fermentation liquid is about twice as large than with an agitator with a closed air tube, and opposite this is the The amount of air conveyed by the cone is about four times greater.
Unter den zahlreichen Ausführungsformen er weist sich auch ein Rührwerk als vorteilhaft, bei dem sich an den unteren großen Durchmesser des Konusses 8 ein weiterer Konus 14 mit Luftauslaßschirmen IOa anschließt, welche selbstverständlich auch nach Abb. I als Flügel IO ausgebildet sein können. Die Spitze 15 des unteren Konusses 14 kann als untere Lagerung herangezogen werden (Abb. 5). Among the numerous embodiments he also has an agitator as advantageous in which the lower large diameter of the cone 8 is a Another cone 14 connects with air outlet screens IOa, which of course can also be designed as a wing IO according to Fig. I. The top 15 of the lower Cone 14 can be used as a lower bearing (Fig. 5).
Der neuartige Luftverteiler ist nicht allein zur Einführung von Luft und Feinstverteilung derselben für die Backhefeerzeugung oder Hefezüchtung bei gleichzeitiger Alkoholgewinnung verwendbar, sondern auch ganz allgemein als einfacher Mischrührer für Flüssigkeiten, Emulsionen od. dgl. jeder Art und Konsistenz oder sonstige beliebige Verwendungsgebiete, bei denen Luft, Gase oder unter Umständen auch Flüssigkeiten in andere Medien einzuführen und fein zu verteilen sind. The novel air distributor is not just for introducing air and fine distribution of the same for baker's yeast production or yeast breeding with simultaneous Can be used to produce alcohol, but also in general as a simple mixer stirrer for liquids, emulsions or the like of any type and consistency or any other Areas of application in which air, gases or, under certain circumstances, liquids to be introduced into other media and finely distributed.
Beispielsweise eignet sich der Luftverteiler für Zuckerfabriken als Saturator zum Einführen von CO, oder als Sulfitator zum Einbringen von SO,.For example, the air distributor is suitable for sugar factories as Saturator for introducing CO, or as a sulfitator for introducing SO ,.
Daneben läßt sich der Luftverteiler auch in der Fett-und Seifenindustrie z. B. zum Einführen von flüssigen Fetten und deren Verteilung einsetzen, ebenso zum Vergällen von Alkohol oder zum Einführen von Zusatzstoffen in Treibstoffe.The air distributor can also be used in the fat and soap industry z. B. use to introduce liquid fats and their distribution, as well for denaturing alcohol or for introducing additives into fuels.
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