DE969189C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung homogener Fluessigkeits- bzw. Gas-Fluessigkits-Gemische - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung homogener Flüssigkeits-bzw. Gas-Flüssigkeits-Gemische Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung homogener Flüssigkeits-Gemische bzw.
• Gas-Flüssigkeits-Gemische und Homogenisiervorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren.
• Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Schaumbildung durch Erzeugung eines umlaufenden einzugstrichterförmigen Flüssigkeitsstrudels in dem Flüssigkeitsbehälter unterdrückt.
• Die Erfindung schlägt vor, die mischende Strudelwirkung zu verstärken durch ständiges zusätzliches Aufrei ßen zur Einzugstrichter-Innenfläche mittels eines diese Fläche periodisch in schneller Folge mit hoher Relativgeschwindigkeit schneidenden Werkzeuges.
• Durch dieses in kurzen Perioden aufeinanderfolgende Durchschneiden der inneren Fläche der umlaufenden Flüssigkeitsmasse durch die Werkzeugflügel werden ein in dem Innenraum der umlaufenden Flüssigkeit sich befindendes Gas oder eine an der Innenfläche der umlaufenden Flüssigkeitsmasse sich befindende Flüssigkeit und gegebenenfalls Schaum oder andere auf der Flüssig- keit schwimmende Substanzen intensiv in die umlaufende Flüssigkeit immer wieder eingearbeitet, so daß bei schäumenden Flüssigkeiten ein Überschäumen verhindert wird.
• Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft eine zur Durchführung dieses Verfahrens bestimmte Homogenisiervorrichtung, die außer einem üblichen, den Flüssigkeitskreislauf unter Bildung eines trichterförmigen Einzugsstrudels bewirkenden, in Bodennähe angeordneten, z. B. propellerförmigen Fördermittel ein schnell umlaufendes Schneid- und Schlagwerkzeug im Höhenbereich des Einzugstrichters der Flüssigkeit derart angeordnet aufweist, daß die Schneidelemente dieses Werkzeuges, z. B. Arme, Flügel, Stifte od. dgl., die Innenfläche des Flüssigkeitstrichters periodisch durchdringen.
• Dieses zusätzliche Schneid- und Schlagwerkzeug, für das die Propellerform ebenfalls die gegebene sein kann, braucht nur irgendwo oberhalb des unteren kräftigen die Kreislaufströmung bewirkenden Förderpropellers angeordnet zu werden, wobei es entweder durch Befestigung auf der Welle des Förderpropellers oder auch auf einer besonderen Welle daneben nur -die eine Voraussetzung zu erfüllen braucht, daß es mit seinen Arbeitselementen ständig die Innenwand des Einzugsstrudels durchdringt, also abwechselnd aus dem Flüssigkeits- in das Gasgebiet und umgekehrt wechselt. Dadurch wird zweifellos die an sich schon bei jedem Strudel gegebene Mischwirkung, die sich aus dem Aufreißen der Flüssigkeitsmasse in dem Strudelgebiet unter Spaltbildung zwischen den einzelnen Flüssigkeitsströmen ergibt, begünstigt, insbesondere wenn es sich darum handelt, eine Schaumbildung weitgehendst zu unterdrücken.
• Die Drehzahl des Schneid- und Schlagwerkzeuges ist vorzugsweise regelbar.
• Wenn es sich um das Einarbeiten von nicht löslichen Gasen in eine Flüssigkeit handelt, so wird das Gas zunächst an dem unteren Teil der umlaufenden Flüssigkeitsmasse durch das in rascher Folge geschehende Schneiden der Oberfläche eingearbeitet und trennt sich am Flüssigkeitsspiegel von der Flüssigkeit, um wieder in den Innenraum zurückzukehren, von wo es von neuem in die Flüssigkeit eingearbeitet wird. Der durch den Strudel an der Trichterspitze gebildete Unterdruck schafft einen Kreislauf des Gases, das sich von den seitlichen Wänden des Behälters gegen sein Zentrum an der Basis des Strudels verlagert, um nach dem unteren Endteil des Strudels hin gesaugt zu werden.
• Die Menge des in die Flüssigkeit eingeführten Gases kann durch Regelung der Geschwindigkeit des Schneidens der Trichterwandungen variiert werden.
• Die Erfindung gestattet es, jeweils nur so viel Gas zu verwenden, als für den durchzuführenden chemischen Prozeß notwendig ist, also ohne Überschuß auszukommen. Im Falle der Fermentation braucht also nur die für den Vorgang erforderliche Luftmenge eingearbeitet zu werden.
• Die Einführung dieser Menge kann auf einmal stattfinden, wenn die Größe des Behälters oder die Reaktion es erlauben, oder auch in Intervallen nach Abziehen des aus der Reaktion oder Fermentation resultierenden Gases.
• Das Rotieren der Flüssigkeit längs der Behälterwandung und das periodische Durchschneiden des Strudels bewirken ein dauerndes Mischen der Flüssigkeit derart, daß immer neue Flüssigkeitsteile die Wandungen des Strudeltrichters bilden. Es nimmt also die gesamte flüssige Masse Anteil an dem Vorgang und es wird ihre vollkommene Vermischung mit dem darüber befindlichen Gas sichergestellt.
• -Die Bildung des Strudels schafft, wie dargelegt. an der Spitze einen Unterdruck und daher ein Heranziehen der Stoffe oder besonderer, gegebenenfalls auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmender Substanzschichten (chemischer Stoffe oder Schaum) nach dieser Spitze hin.
• Das den Strudel durchschneidende Organ zieht die chemischen Substanzen oder den Schaum in die Flüssigkeit ein und verteilt sie gleichförmig darin. nachdem es das Schaumgleichgewicht zerstört hat, was zur Aufnahme von weiterem Gas in der Flüssigkeit führt.
• Wenn man das Verfahren gemäß der Erfindung speziell auf Nährflüssigkeit für Antibiotika (Penicillin, Streptomycin usw.) anwendet, erhält man außer anderen Vorteilen, wie z. B. Verringerung der Apparaturen für die Zuführung von steriler Luft, den Vorteil, daß die Fermentationsphase zu einer neuen Art von gespinstförmigem, lockerem, einzelne Fäden aufweisendem Mycel mit Fortpflanzungssporen führt. Diese Art Mycel macht die Filtrierungsmaßnabmen erheblich leichter und verhindert die Verluste, die bei den bisher verwendeten Systemen auftraten, und zwar infolge der Bildung dichter Mycel-Schichten, die die Filterpresse derart verstopften, daß eine Wiederverwendung des Filtrats nicht möglich war, während dies nach der Erfindung möglich wird.
• Das Verfahren nach der Erfindung ist von besonderer Wichtigkeit bei allen Fermentierungsverfahren, z. B. auch bei denen, die man für die Herstellung von Bier verwendet und selbst bei den Verfahren, bei. denen man bei Zugegensein von Luft Wirkende Bakterien verwendet, z. B. bei der Reinigung von Abwässern.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung homogener Flüssigkeits- bzw. Gas-Flüssigheits-Gemische unter möglichster Unterdrückung der Schaumbildung durch Erzeugung eines umlaufenden einzugstrichterförmigen Flüssigkeitsstrudels in dem Flüssigkeitsbehälter, gekennzeichnet durch ständiges die mischende Strudelwirkung verstärkendes zusätzliches Aufreißen der Einzugstrichter-Innenfläche durch ein diese Fläche periodisch in schneller Folge mit hoher Relativgeschwindigkeit schneidendes Werkzeug.
2. 2. Homogenisiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß außer einem üblichen den Flüssigkeitskreislauf unter Bildung eines trichterförmigen Einzugsstrudels bewirkenden, in Bodennähe angeordneten, z. B. propellerförmigen Fördermittel ein schnell umlaufendes Schneid-und Schlagwerkzeug im Höhenbereich des Einzugstrichters der Flüssigkeit so angeordnet ist, daß seine Schneidelemente, z. B. Arme, Flügel, Stifte usw., die Innenfläche des Flüssigkeitstrichters periodisch durcdringen.
3. 3. Homogenisiervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Drehzahlregelbarkeit des Schneid- und Schlagwerkzeuges.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 626 459, 417 808, 493 323.