DK168895B1

DK168895B1 - Heat exchange apparatus and use of such an apparatus in a fermentation process

Info

Publication number: DK168895B1
Application number: DK622488A
Authority: DK
Inventors: Cecil Calvin Gentry
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1994-07-04
Also published as: DK622488A; DK622488D0

Description

i DK 168895 B1in DK 168895 B1

Den foreliggende opfindelse angår et varmevekslings-apparat samt anvendelse af apparatet i en fermenteringsproces som angivet i indledningerne til kravene 1 og 7.The present invention relates to a heat exchange apparatus and to the use of the apparatus in a fermentation process as set forth in the preambles of claims 1 and 7.

Et sådant apparat og anvendelsen deraf er kendt fra 5 EP offentliggørelsesskrift nr. 0 232 850.Such an apparatus and its use is known from EP Publication No. 0 232 850.

I mange processer, som anvender en omrørt beholder, overføres varme fra beholderfluidet til et sekundært fluidum, der strømmer gennem lodrette rør, som afbøjer beholderfluidet. Disse lodrette rørslangeafbøjningsorganer tjener både 10 som blandingsafbøjningsorganer, til at forhindre hvirveldannelse omkring en roterende omrører, der anvendes til at omrøre beholderfluidet, og til at tilvejebringe varmeover-føringsoverfladeareal.In many processes using a stirred vessel, heat is transferred from the vessel fluid to a secondary fluid flowing through vertical tubes which deflect the vessel fluid. These vertical tube hose deflection means both serve as blend deflection means to prevent swirling around a rotary agitator used to stir the container fluid and to provide heat transfer surface area.

En ret alvorlig ulempe ved lodrette rørslangeafbøj-15 ningsorganer er, at der ikke er sørget for varmeudvidelses-muligheder til at optage større temperaturforskelle mellem rørslangefluidet og blandebeholderfluidet. Varmeudvidelse og -sammentrækning er et meget væsentligt problem, når der anvendes lange rør, navnlig rør arrangeret i et rørbundt 20 med enkelt gennemstrømning. Varmeudvidelsesspændinger er lavere i U-rørsbundter, men udformningen er ikke særlig kompakt, hvilket begrænser det varmeoverføringsoverfladeareal, der er til rådighed i et rørbundt med givne udvendige dimensioner. U-rørsbundter har ligeledes ringe varmeveks-25 lingskoefficient og kræver et kompliceret manifoldarrangement.A rather serious disadvantage of vertical pipe hose deflection means is that no heat expansion capabilities are provided to accommodate larger temperature differences between the pipe hose fluid and the mixing vessel fluid. Heat expansion and contraction are a very significant problem when using long pipes, in particular pipes arranged in a single flow tube bundle 20. Heat expansion stresses are lower in U-tube bundles, but the design is not very compact, limiting the heat transfer surface area available in a tube bundle with given outside dimensions. U-tube bundles also have low heat exchange coefficient and require a complicated manifold arrangement.

Et rørbundt, der er udformet til at overvinde varme-udvidelsesproblemer, ville være meget ønskeligt.A pipe bundle designed to overcome heat expansion problems would be highly desirable.

EP offentliggørelsesskrift nr. 0 232 850 omhandler 30 et fermenteringsapparat omfattende en fermenteringsbeholder og et antal parallelle rør til varmeveksling anbragt deri, hvor den første og den anden ende af de parallelle rør er forbundet til henholdsvis en tilgangssamlekasse og en af-gangssamlekasse. De parallelle rør er anbragt i et antal 35 holdere, hvor hver holder er anbragt under en vinkel i forhold til en radial projektion fra fermenteringsbeholderens DK 168895 B1 2 længdeakse, og hvor vinklen ligger i området fra 5° til 30°. I sådanne arrangementer er tilgangs- og afgangssamle-kasserne udsat for spændingsrevner forårsagede af varmeud-videlse.EP-A-0 232 850 discloses a fermentation apparatus comprising a fermentation vessel and a plurality of parallel heat exchanging tubes disposed therein, wherein the first and second ends of the parallel tubes are connected to an inlet and outlet collection box, respectively. The parallel tubes are arranged in a plurality of 35 holders, each holder being positioned at an angle to a radial projection from the longitudinal axis of the fermentation container DK, and the angle being in the range of 5 ° to 30 °. In such arrangements, the inlet and outlet collector boxes are subject to voltage cracks caused by heat expansion.

5 GB patentskrift nr. 422 571 omhandler en flerrørsvar meveksler omfattende en lodret samlekasse opdelt af en lodret skillevæg i et forrum og et bagrum til tilførsel til og afgang fra en række af sammensatte rør, der strækker sig udad i vandret retning fra hver samlekasse. Hvert sammensat 10 rør omfatter et ydre rør af forholdsvis stor diameter og et indre, koncentrisk rør af forholdsvis lille diameter. Det ydre rør er tilproppet ved dets ydre ende og står i forbindelse med forrummet ved dets indre ende. Det indre rør er åbent ved begge ender og står i forbindelse med bagrummet.5 GB patent specification 422 571 discloses a multi-tube response interchange comprising a vertical junction box divided by a vertical partition in a front compartment and a rear compartment for supply to and exit from a series of composite tubes extending horizontally outwardly from each junction box. Each composite 10 tube comprises a relatively large diameter outer tube and a relatively small diameter inner concentric tube. The outer tube is plugged at its outer end and communicates with the front compartment at its inner end. The inner tube is open at both ends and communicates with the rear compartment.

15 Tilgangs- og afgangsforbindelserne til samlekassen er placeret grænsende til hinanden ved den ene ende af samlekassen, idet de skaber et sted på den vandrette adskillelse, hvor der kan opstå større varmespændinger.15 The inlet and outlet connections to the junction box are located adjacent to each other at one end of the junction box, creating a location on the horizontal separation where greater heat stresses may occur.

Det er derfor et formål for den foreliggende opfin-20 delse at tilvejebringe et varmevekslingsapparat, i hvilket materialespændinger, som opstår på grund af varmeudvidelser eller -sammentrækninger, er formindskede, hvis varmevekslingselementer frembyder en stor varmevekslingsvirknigsgrad, og som er velegnet til anvendelse i en fermenteringsproces.It is therefore an object of the present invention to provide a heat exchange apparatus in which material stresses arising from heat expansions or contractions are diminished if heat exchange elements present a high degree of heat exchange efficiency and are suitable for use in a fermentation process. .

25 Ifølge opfindelsen tilvejebringes et varmevekslings apparat som angivet i krav 1.According to the invention there is provided a heat exchange apparatus as claimed in claim 1.

Apparatet omfatter en beholder, der er i stand til at indeholde en væske. Et rør er monteret i beholderen. En skillevæg er monteret på indersiden af røret opdelende det 30 indvendige af røret i et første kammer og et andet kammer.The apparatus comprises a container capable of containing a liquid. A tube is mounted in the container. A partition is mounted on the inside of the tube dividing the inside of the tube into a first chamber and a second chamber.

Et første rørformet element er ved sin første ende monteret til sidevæggen af røret. En anden ende af det rørformede element er tætnet med et lukke. Et andet rørformet element er anbragt inden i det første rørformede element. En første 35 ende af det andet rørformede element er befæstet til en åbning i skillevæggen, og en anden ende af det andet rørfor- 3 DK 168895 B1 mede element er anbragt i afstand fra lukket på det første rørformede element. En strømningsvej er derved dannet fra det første kammer gennem et ringrum mellem det andet rørformede element og det første rørformede element og ind i det 5 andet kammer. Et fluidumtilgangsorgan strækker sig til sidevæggen af beholderen og er forbundet med det første kammer.A first tubular member is mounted at its first end to the side wall of the tube. Another end of the tubular member is sealed with a closure. A second tubular member is disposed within the first tubular member. A first end of the second tubular member is attached to an opening in the partition, and a second end of the second tubular member is spaced apart from the closure of the first tubular member. A flow path is thereby formed from the first chamber through an annulus between the second tubular member and the first tubular member and into the second chamber. A fluid access means extends to the side wall of the container and is connected to the first chamber.

Et fluidumafgangsorgan strækker ig til sidevæggen af beholderen og er forbundet med det andet kammer. Arrangementet er kompakt,· simpelt og karakteriseret ved en stor varmeover-10 føringskoefficient, og det fungerer ligeledes frit for var-mebevirkede spændinger.A fluid outlet means extends to the side wall of the container and is connected to the second chamber. The arrangement is compact, simple and characterized by a large heat transfer coefficient, and it also operates freely with heat-induced voltages.

Opfindelsen angår ligeledes anvendelsen af varmeveks-lingsapparatet i en fermenteringsproces som angivet i kravene. Varmevekslingsfluidet indføres i en beholder gennem et 15 tilgangsorgan, som strækker sig gennem beholdervæggen. Varmevekslingsfluidet fordeles fra tilgangsorganet til et antal første varmevekslingsrør, der hvert har en første ende og en anden ende og er forbundet ved den første ende med tilgangsorganet. Varmevekslings fluidet strømmer fra den første 20 ende af antallet af første varmevekslingsrør til den anden ende af antallet af første varmevekslingsrør. Ved den anden ende af antallet af første varmevekslingsrør strømmer varmevekslingsfluidet ind i den første ende af et antal af andre varmevekslingsrør, der hvert er koncentrisk anbragt 25 omkring et første varmevekslingsrør. Varmevekslingsfluidet strømmer så fra den første ende af antallet af andre varmevekslingsrør langs et antal ringrum dannet mellem de første varmevekslingsrør og de andre varmevekslingsrør til en anden ende af de andre varmevekslingsrør, ved hvilket punkt var-30 mevekslingsfluidet udledes fra de andre varmevekslingsrør og samles i et afgangsorgan, som strækker sig gennem beholdervæggen, med henblik på fjernelse fra beholderen.The invention also relates to the use of the heat exchange apparatus in a fermentation process as claimed. The heat exchange fluid is introduced into a container through an inlet member extending through the container wall. The heat exchange fluid is distributed from the access means to a plurality of first heat exchange tubes, each having a first end and a second end and connected at the first end to the access means. The heat exchange fluid flows from the first end of the number of first heat exchange pipes to the second end of the number of first heat exchange pipes. At the other end of the number of first heat exchange tubes, the heat exchange fluid flows into the first end of a plurality of second heat exchange tubes, each concentrically disposed around a first heat exchange tube. The heat exchange fluid then flows from the first end of the number of second heat exchange tubes along a number of annulus formed between the first heat exchange tubes and the second heat exchange tubes to a second end of the second heat exchange tubes, at which point the heat exchange fluid is discharged from the second heat exchange tubes and outlet means extending through the container wall for removal from the container.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken 35 fig. 1 viser tildels i længdesnit et rørbundt ifølge den foreliggende opfindelse, 4 DK 168895 B1 fig. 2 det i fig. 1 viste apparat i skematisk tværsnit langs linierne 2-2 i fig. l, fig. 3 det i fig. 1 viste apparat i skematisk tværsnit langs linierne 3-3 i fig. i, 5 fig. 4 et længdesnit gennem en del af apparatet taget langs linien 4-4 i fig. l, fig. 5 i perspektivisk gengivelse en del af det i fig. 1 viste apparat, fig. 6 i perspektivisk gengivelse en del af det i 10 fig. 4 viste apparat, fig. 7 et tildels skematisk tværsnit langs linien 7-7 i fig. 1, fig. 8 en delvis skematisk længdesnitsgengivelse af et fermenteringsapparat, og 15 fig. 9 en tværsnitsgengivelse af det i fig. 8 viste apparat taget langs linien 9-9 i fig. 8.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which FIG. 1 shows, in longitudinal section, a pipe bundle according to the present invention; FIG. 2 shows the embodiment of FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along lines 2-2 of FIG. 1, FIG. 3 shows the embodiment of FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along lines 3-3 of FIG. i, 5 fig. 4 is a longitudinal section through a portion of the apparatus taken along line 4-4 of FIG. 1, FIG. 5 is a perspective view of a portion of the device shown in FIG. 1; FIG. 6 is a perspective view of a portion of FIG. 4; FIG. 7 is a partly schematic cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 1, FIG. 8 is a partial schematic longitudinal sectional view of a fermenter; FIG. 9 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 8 taken along line 9-9 of FIG. 8th

Som vist i fig. 4 indbefatter opfindelsen et antal bajonetrør 2 og skeder 4, som tilsammen danner en bajonetrørsenhed, der i almindelighed er betegnet med 1. Bajonet-20 røret 2 munder ud i et tilgangskammer 6 i en opdelt rørforgrening 8. Skeden 4 munder ud i et afgangskammer 10 i den opdelte rørforgrening 8. Fluidum kommer ind i tilgangsforgreningskammeret 6 og fordeles til det indvendige af bajonetrøret 2. Bajonetrørene 2 er installeret inden i skede-25 rørene 4 med større diameter. Det indkommende fluidum passerer opad gennem bajonetrøret 2, vender strømningsretning i en påsvejset hætte 12 på enden af skederøret 4 og strømmer nedad i det ringformede mellemrum mellem bajonetrørene 2 og skederørene 4. Enhver varmeudvidelsesforskel mellem skede-30 røret 4 og baj onet rør et 2 forekommer i området for den på-svejsede hætte, uden at der frembringes varmespændinger.As shown in FIG. 4, the invention includes a plurality of bayonet tubes 2 and sheaths 4 which together form a bayonet tube unit generally designated as 1. Bayonet 20 tube 2 opens into an inlet chamber 6 of a divided pipe branch 8. The sheath 4 opens into a discharge chamber 10 in the split tube branch 8. Fluid enters the inlet branch 6 and is distributed to the interior of the bayonet tube 2. The bayonet tubes 2 are installed within the larger diameter sheath tubes 4. The incoming fluid passes upwardly through the bayonet tube 2, reverses flow direction in a welded cap 12 on the end of the sheath tube 4 and flows downwardly into the annular space between the bayonet tubes 2 and the sheath tubes 4. Any heat expansion difference between the sheath tube 4 and the bayonet tube 2 occurs. in the area of the welded cap, without generating heat stresses.

Bajonetrøret 2 og skederøret 4 kan være anbragt i enhver ønsket stilling. Fortrinsvis er bajonetrøret og skeden anbragt lodret opad eller lodret nedad, fortrinsvis lodret 35 opad, når de skal lede tofasefluidum. Den opdelte rørfor-grening 8 kan karakteriseres som et rør med en deri monteret 5 DK 168895 B1 skillevæg 14. Fortrinsvis er skillevæggen 14 monteret diametralt tværs over røret og opdeler røret i et første kammer, der tjener som tilgangskammeret 6, og et andet kammer, der tjener som afgangskammeret 10. Skederøret 4 kan beskrives 5 som et første rørformet element med en første ende 16, som er befæstet til røret, og en anden ende 18, til hvilken er monteret et lukke såsom den påsvejsede hætte 12. Bajonetrøret 2 kan være dannet af et andet rørformet element med en første ende 20 befæstet til skillevæggen 14, og en anden ende 22, 10 som er anbragt i afstand fra endelukket 12 på det første rørformede element. Den første ende af det andet rørformede element er monteret i en åbning 24 i skillevægspladen 14, så at der dannes en strømningsvej fra det første kammer 6 gennem det indvendige 26 af det andet rørformede element og 15 derpå gennem et ringrum 28 dannet mellem det udvendige af det andet rørformede element og det indvendige af det første rørformede element og ind i det andet kammer 10.The bayonet tube 2 and the sheath tube 4 can be placed in any desired position. Preferably, the bayonet tube and sheath are arranged vertically upwards or vertically downwards, preferably vertically upwardly, to guide two-phase fluid. The divided pipe branch 8 can be characterized as a pipe with a partition 14 mounted therein. Preferably, the partition wall 14 is mounted diametrically across the pipe and divides the pipe into a first chamber serving as the access chamber 6 and a second chamber. serving as the exit chamber 10. The sheath tube 4 can be described as a first tubular member with a first end 16 attached to the tube and a second end 18 to which is fitted a closure such as the welded cap 12. The bayonet tube 2 may be formed by a second tubular member having a first end 20 attached to the partition 14, and a second end 22, 10 spaced apart from the end cap 12 of the first tubular member. The first end of the second tubular member is mounted in an opening 24 in the partition plate 14 so as to form a flow path from the first chamber 6 through the inner 26 of the second tubular member and 15 thereafter through an annulus 28 formed between the exterior of the the second tubular member and the interior of the first tubular member and into the second chamber 10.

Som vist i fig. 1 strækker et fluidumtilgangsorgan 30 sig gennem en sidevæg 32 i en beholder 34 og er forbundet 20 med det første kammer. Et fluidumafgangsorgan 36 strækker sig gennem væggen 32 i beholderen 34 og er forbundet med det andet kammer.As shown in FIG. 1, a fluid access means 30 extends through a side wall 32 of a container 34 and is connected 20 to the first chamber. A fluid outlet means 36 extends through the wall 32 of the container 34 and is connected to the second chamber.

Ifølge opfindelsen er beholderen 34 i stand til at indeholde et fluidum, sædvanligvis en væske eller en væske-25 dampblanding, og kan for eksempel være udformet i lighed med den i fig. 8 viste beholder. En del af sidevæggen 32 danner en hovedsagelig cylindrisk indvendig overflade 38 i beholderen 34. Den hovedsagelig cylindriske indvendige overflade 38 er symmetrisk anbragt omkring en længdeakse 138 30 for beholderen 34. (Se fig. 8). Hoveddimensionerne af beholderen 34 vil sædvanligvis være valgt således, at forholdet mellem længde og diameter generelt vil ligge i området fra ca. 0,1:1 op til ca. 10:1. Fortrinsvis vil forholdet mellem længde og diameter, når beholderen skal anvendes til en 35 fermenteringsproces, som beskrives senere, ligge i området fra ca. 0,3 op til ca. 5:1 med forholdet mellem længde og 6 DK 168895 B1 diameter mest fortrinsvis liggende i området fra ca. l op til ca. 4:1.According to the invention, the container 34 is capable of containing a fluid, usually a liquid or a liquid-vapor mixture, and may be formed, for example, similar to that of FIG. 8. A portion of the side wall 32 forms a substantially cylindrical inner surface 38 of the container 34. The substantially cylindrical inner surface 38 is symmetrically disposed about a longitudinal axis 138 30 of the container 34. (See Fig. 8). The main dimensions of the container 34 will usually be selected such that the length-to-diameter ratio will generally be in the range of from approx. 0.1: 1 up to approx. 10: 1. Preferably, the length-to-diameter ratio, when the container is to be used for a fermentation process described later, will be in the range of from about. 0.3 up to approx. 5: 1 with the ratio of length to 6 diameters most preferably lying in the range of approx. up to approx. 4: 1.

Fluidumtilgangsorganet 30 omfatter et tilførselsrør 40, der strækker sig gennem sidevæggen 32 i beholderen 34.The fluid access means 30 comprises a supply tube 40 extending through the side wall 32 of the container 34.

5 Tilførselsrøret 40 er fortrinsvis forbundet med et krumt forsyningsrør 42. Forsyningsrøret 42 strækker sig hovedsagelig i omkredsretningen langs med og adskilt fra den indvendige sidevæg i beholderen 34. Forsyningsrøret 42 er fortrinsvis forbundet med det første kammer 6 med et tilfør-10 selsstigrør 44.The supply pipe 40 is preferably connected to a curved supply pipe 42. The supply pipe 42 extends mainly in the circumferential direction along and apart from the inner side wall of the container 34. The supply pipe 42 is preferably connected to the first chamber 6 with a supply riser 44.

I et fermenteringsapparat vil der sædvanligvis være anvendt et antal opdelte rørforgreninger, og derfor vil et antal tilførselsstigrør forbinde forsyningsrøret 42 med antallet af opdelte rørforgreninger 8. Tilførselsstigrørene 15 er 44 forbundet med en indvendig endedel af de opdelte rørforgreninger 8.In a fermentation apparatus, a number of divided pipe branches will usually be used, and therefore a number of supply riser joints supply pipe 42 with the number of divided pipe branches 8. The supply riser 15 is connected to an inner end portion of the divided pipe branches 8.

Fluidumafgangsorganet 36 omfatter et første udledningsrør 11, som strækker sig gennem sidevæggen 32 i beholderen 34. Udledningsrøret 11 er fortrinsvis forbundet 20 med et krumt samlerør 7, som strækker sig hovedsageligt i omkredsretningen langs det indre af beholderen 34 ved et sted i afstand fra sidevæggen 32, fortrinsvis anbragt mellem én eller flere af bajonetrørsenhederne 1 og den hovedsagelig cylindriske del 38 af sidevæggen 32. Et udledningsstigrør 25 46 forbinder afgangskammeret 10 i den opdelte rørforgrening 8 med det krumme samlerør 7. I et fermenteringsapparat vil der i almindelighed foreligge mange opdelte rørforgreninger, og der vil således blive anvendt et tilsvarende antal stigrør 46.The fluid outlet means 36 comprises a first discharge tube 11 extending through the side wall 32 of the container 34. Preferably, the discharge tube 11 is connected 20 to a curved collector tube 7 extending substantially in the circumferential direction along the interior of the container 34 at a location away from the side wall 32. , preferably disposed between one or more of the bayonet tube assemblies 1 and the substantially cylindrical portion 38 of the side wall 32. A discharge riser 25 46 connects the outlet chamber 10 of the divided pipe branch 8 with the curved collector pipe 7. In a fermentation apparatus, there will generally be many divided pipe branches. and a similar number of riser pipes 46 will thus be used.

30 Varmevekslingsfluidet er et kølemiddel, fortrinsvis ammoniak. Som vist i fig. 8 er der anbragt en gaskompressor 202 til at suge fluidum fra fluidumafgangen 11. Der er anbragt en kondensator 204 til at køle udstøds strømmen fra gaskompressoren 202. Et ledningsorgan forbinder gaskompres-35 soren 202 med kondensatoren 204. Et ledningsorgan 208 forbinder kondensatoren 204 med fluidumtilgangsorganet 40.The heat exchange fluid is a refrigerant, preferably ammonia. As shown in FIG. 8, a gas compressor 202 is provided to suck fluid from the fluid outlet 11. A capacitor 204 is provided to cool the exhaust stream from the gas compressor 202. A conduit means connects the gas compressor 202 with the capacitor 204. A conduit 208 connects the capacitor 204 to the fluid inlet 40th

DK 168895 Bl 7DK 168895 Pg 7

Fortrinsvis indbefatter ledningsorganet 208 en pumpe 210 til at sørge for væskestrøm fra en afgang fra kondensatoren 204 til bajonetrørsamlingerne 1. Et ledningsorgan 212 forbinder fortrinsvis fluidumafgangsorganet 11 med kompressoren 5 202.Preferably, the conduit 208 includes a pump 210 for providing fluid flow from a discharge from the capacitor 204 to the bayonet joints 1. A conduit 212 preferably connects the fluid outlet member 11 to the compressor 5202.

Ifølge opfindelsen er et antal af de opdelte rørforgreninger monteret i beholderen 34 i en orientering, som er hovedsagelig radial i forhold til længdeaksen for beholderen 34. Fortrinsvis er de opdelte rørforgreninger 8 grupperet i 10 sæt på fra ca. 3 til ca. 12, idet de danner bundter 52, og er rettet op langs korder, som passerer tværs over beholderen nær en beholderdiameter. Rørenhederne 1 strækker sig fra hvert antal opdelte rørforgreninger 8 som et bundt af hovedsagelig parallelle rør, som fortrinsvis er orienteret hoved-15 sageligt parallelt med beholderens længdeakse. De opdelte rørforgreninger 8 er fortrinsvis anbragt i en nedre del af beholderen, og rørenhederne 1 strækker sig opad derfra. Rørenhederne 1 i tilgrænsende rækker er forsatte, så at rørene i rørbundtet er anbragt i en trekantet opdeling. Se 20 fig. 2 og 3. De enkelte rørenheder 1 er understøttet af stænger i et par stangrørholdere dannet af en første stang-rørholder 48 og en anden stangrørholder 50. Fortrinsvis indeholder hver af stangrørholderne tilstrækkelig mange stænger, så at hver rørenhed 1 i rørbundtet 52 understøttes 25 på to sider af hver stangrørholder 48 eller 50, og at parret af stangrørholdere 48 og 50 tilsammen understøtter alle fire sider af hver rørenhed 1 og derved forsyner hvert rør 1 i bundtet 52 med radial understøtning. Om ønsket kan stængerne i hver stangrørholder være anbragt mellem alternative 30 rørrækker som for eksempel vist i fig. 9, i hvilket tilfælde der kræves fire stangrørholdere til at forsyne hvert rørbundt med radial understøtning. Denne udformning forårsager mindre trykfald for i længderetningen strømmende fluida. Det er vigtigt, at stængerne i stangrørholderne 48 og 50 er dimen-35 sioneret således, at de berører og understøtter rørene på hver side af de passager, gennem hvilke stængerne er anbragt.According to the invention, a number of the divided pipe branches are mounted in the container 34 in an orientation which is substantially radial with respect to the longitudinal axis of the container 34. Preferably, the divided pipe branches 8 are grouped into 10 sets of from approx. 3 to approx. 12, forming bundles 52, and being aligned along cords passing across the container near a container diameter. The tube units 1 extend from each plurality of divided tube branches 8 as a bundle of substantially parallel tubes, which are preferably oriented substantially parallel to the longitudinal axis of the container. The divided pipe branches 8 are preferably arranged in a lower part of the container and the pipe units 1 extend upwards therefrom. The tube units 1 in adjacent rows are set so that the tubes in the tube bundle are arranged in a triangular partition. See FIG. 2 and 3. The individual tube units 1 are supported by rods in a pair of rod tube holders formed by a first rod tube holder 48 and a second rod tube holder 50. Preferably, each of the rod tube holders contains sufficient numbers of rods so that each tube unit 1 in the tube bundle 52 is supported on two sides of each rod tube holder 48 or 50, and the pair of rod tube holders 48 and 50 together support all four sides of each tube unit 1, thereby providing each tube 1 in the bundle 52 with radial support. If desired, the rods in each rod tube holder may be disposed between alternate rows of tubes as, for example, shown in FIG. 9, in which case four rod tube holders are required to provide each tube bundle with radial support. This design causes less pressure drop for longitudinal flowing fluids. It is important that the rods in the rod tube holders 48 and 50 are dimensioned so that they touch and support the tubes on each side of the passages through which the rods are arranged.

8 DK 168895 B18 DK 168895 B1

De nødvendige tværsnitsdimensioner af stængerne afhænger af tværsnitsdimensionerne af de passager, gennem hvilke stængerne er anbragt. Stængerne kan have enhver ønsket tværsnitsfacon såsom for eksempel rund, elliptisk, kvadratisk eller 5 rektangulær. Det foretrækkes imidlertid med henblik på at tilvejebringe punktberøring mellem stangen og røret, at stængerne er runde. Punktberøring mellem rør og stang letter rengøring af rørbundtet, et vigtigt forhold at tage i betragtning, når bundtet skal anvendes til at afkøle en fer-10 menteringsproces, som beskrives senere.The required cross-sectional dimensions of the rods depend on the cross-sectional dimensions of the passages through which the rods are arranged. The bars can have any desired cross-sectional shape such as, for example, round, elliptical, square or rectangular. However, in order to provide point contact between the rod and the tube, it is preferred that the rods be round. Point contact between pipe and rod facilitates pipe bundle cleaning, an important consideration to consider when using the bundle to cool a fermentation process, which will be described later.

Stangrørholderne er udformet til at forhindre rørsammenstød og beskadigelse af rørbundtet under brugen. Stangrørholderne forhindrer ligeledes rørbevægelse, som kan medføre udmattelsessvigt i svejsningerne mellem skede og for-15 grening. For at forhindre beskadigelse ved indvendigt sammenstød mellem bajonetrøret 2 og skeden 4 er det ønskeligt at anbringe afstandsholdere 256 mellem hvert bajonetrør 2 og hver skede 4. Se fig. 6. Fortrinsvis er afstandsholderne 256 svejset til en udvendig overflade af bajonetrøret 2.The bar tube holders are designed to prevent pipe collisions and damage to the pipe bundle during use. The bar tube holders also prevent pipe movement, which can cause fatigue failure in the welds between the sheath and the branch. To prevent damage from internal collision between the bayonet tube 2 and the sheath 4, it is desirable to place spacers 256 between each bayonet tube 2 and each sheath 4. See FIG. 6. Preferably, spacers 256 are welded to an outside surface of the bayonet tube 2.

20 Fortrinsvis er afstandsholderne 256 noget aflange og strækker sig i længderetningen langs den udvendige overflade af bajonetrøret 2 med henblik på at formindske strømningsmodstanden.Preferably, the spacers 256 are somewhat elongate and extend longitudinally along the outer surface of the bayonet tube 2 to reduce the flow resistance.

I en foretrukken udførelsesform er afstandsholderne 256 dannet ved påsvejsning af stænger, der er dimensioneret til 25 at understøtte bajonetrøret 2 mod skeden 4. Afstandsholderne 256 er fortrinsvis fastgjort til det udvendige af overfladen af bajonetrøret 2 for at sørge for radial understøtning af røret 2 inden i skeden 4. Der findes således fortrinsvis mindst en trepunktsunderstøtning af hvert bajonetrør 2 inden 30 i hver skede 4 ved afstandsholderne 256.In a preferred embodiment, the spacers 256 are formed by welding rods dimensioned to support the bayonet tube 2 against the sheath 4. The spacers 256 are preferably secured to the exterior of the surface of the bayonet 2 to provide radial support for the tube 2 within. Thus, preferably at least one three-point support of each bayonet tube 2 is provided within 30 of each sheath 4 at spacers 256.

Som vist i fig. 5 foretrækkes det, at den første stangrørholder 48 er dannet af et bånd 56, som omslutter rørbundtet. Stivere 90 strækker sig fra hvert af båndene 56 hovedsagelig radialt og fortrinsvis langs korder nær en 35 diameter af beholderen i hovedsagen parallelt med retningen af rørrækkerne og tilvejebringer et organ til befæstelse af 9 DK 168895 B1 båndene 56 og dermed holderne og rørbundterne i forhold til beholdervæggen. Stivere 92 strækker sig fra båndene 56 hovedsagelig i tværretningen i forhold til rørrækkerne for at sørge for yderligere understøtning af rørbundtet og sætte 5 det i stand til at modstå de kræfter, der opstår i en omrørt beholder, når rørbundterne anvendes deri. Tværstivere 94 forbinder fortrinsvis tilgrænsende bånd 56 og strækker sig i samme drejningsretning omkring en del af rørbundtet for bedre at modstå torsionskræfter.As shown in FIG. 5, it is preferred that the first rod tube holder 48 is formed by a band 56 which encloses the tube bundle. Strut 90 extends from each of the strips 56 substantially radially and preferably along cords near a diameter of the container substantially parallel to the direction of the pipe rows and provides a means for attaching the strips 56 and thus the holders and tubes relative to the container wall. . Strut 92 extends from the strips 56 mainly in the transverse direction relative to the pipe rows to provide additional support for the pipe bundle and to enable it to withstand the forces generated in a stirred container when the pipe bundles are used therein. Cross struts 94 preferably connect adjacent bands 56 and extend in the same direction of rotation about a portion of the tube bundle to better withstand torsional forces.

10 Når rørbundtet 52 skal anvendes i et fermenterings apparat til produktion af gær eller bakterier, er det ønskeligt, at opbygningen af bundtet er tilstrækkelig åben til at lette grundig rengøring mellem driftsperioder. At understøtte de vidtspredte rør kræver forholdsvis stort 15 dimensionerede understøtningsstænger. Det kan ligeledes være ønskeligt at anbringe stængerne under meget skrå vinkler gennem rørbundtet, så den forøgede stangdiameter, der skyldes de større mellemrum mellem rørrækkerne, formindskes. Generelt sagt, når mellemrummene mellem tilgrænsende rør i den samme 20 række ligger i området fra ca. 1,5D til ca. 2,5D, hvor D er rørenes udvendige diameter, ligger mellemrummene mellem tilgrænsende rørrækker i området fra ca. 2D til ca. 4D, og stængerne vil have en diameter i området fra ca. 0,5D til ca. D.When the tube bundle 52 is to be used in a fermentation apparatus for the production of yeast or bacteria, it is desirable that the structure of the bundle be sufficiently open to facilitate thorough cleaning between operating periods. Supporting the widespread tubes requires a relatively large 15 sized support bars. It may also be desirable to place the rods at very oblique angles through the tube bundle so as to reduce the increased rod diameter due to the larger spaces between the tube rows. Generally speaking, when the spaces between adjacent pipes in the same row are in the range of approx. 1.5D to approx. 2.5D, where D is the outer diameter of the tubes, the spaces between adjacent tubes are in the range of approx. 2D to approx. 4D and the rods will have a diameter in the range of approx. 0.5D to approx. D.

25 Fig. 8 og 9 viser anvendelsen af apparatet ifølge opfindelsen som fermenteringsapparat i en fermenteringsproces.FIG. 8 and 9 illustrate the use of the apparatus of the invention as a fermentation apparatus in a fermentation process.

Den i fig. 8 viste beholder 34 er udstyret med et omrøringsorgan indbefattende en aksel 130, som drives af et 30 drivorgan 139. Akselen 130 er vist udstyret med to omrørere 156 og 158. Omrørerne 156 og 158 er opbygget af skiver, henholdsvis 152 og 154, på hvilke der er monteret et antal vinger, henholdsvis 151 og 153. Der kan anvendes et større antal omrørere afhængigt af beholderhøjde, -bredde, dimen-35 sionerne af varmevekslerorganer osv. Som vist i fig. 8 foretrækkes det, at den nederste omrører er anbragt i umiddel- 10 DK 168895 B1 bar nærhed af en fordelerkrans 149 for at lette oxygenoverføring til fermenteringsfluidet. Ved udtrykket "umiddelbar nærhed" skal forstås, at den nederste omrører og fordelerkransen er anbragt ca. 1/3 til 1/10 omrørerdiameter fra 5 hinanden.The FIG. 8, 34 is equipped with a stirring member including a shaft 130 driven by a driving member 139. The shaft 130 is shown equipped with two stirrers 156 and 158. The stirrer 156 and 158 are made up of washers 152 and 154, respectively, on which a plurality of blades, 151 and 153. respectively, may be used. A greater number of agitators may be used depending on the container height, width, dimensions of heat exchanger means, etc. As shown in FIG. 8, it is preferred that the lower agitator is disposed in the immediate vicinity of a distributor ring 149 to facilitate oxygen transfer to the fermentation fluid. By the term "immediate proximity" is meant that the lower stirrer and the distributor ring are placed approx. 1/3 to 1/10 of the stirrer diameter from 5 to one another.

Der kan anvendes yderligere omrørere på akselen 130 anbragt i forskellige indbyrdes orienteringer. Med henblik på let montering på omrørerakselen 130 kan et antal omrørere være anbragt med lige store afstande langs akselen med den 10 øverste omrører fortrinsvis anbragt ved ca. 60 procent af beholderhøjden som vist i fig. 8 for omrøreren 158.Additional agitators can be used on the shaft 130 located in different mutual orientations. For ease of mounting on the agitator shaft 130, a plurality of agitators may be disposed at equal distances along the shaft with the top agitator preferably disposed at about. 60 percent of the container height as shown in FIG. 8 for the stirrer 158.

Hoveddimensionerne af beholderen er valgt således, at forholdet mellem længde og diameter i almindelighed ligger i området fra ca. 0,1:1 op til 10:1. Fortrinsvis ligger 15 forholdet mellem længde og diameter af fermenteringsbeholderen i området fra ca. 0,3:1 til 5:1, idet forholdet mellem længde og diameter mest fortrinsvis falder indenfor området fra ca. 1:1 op til 4:1.The main dimensions of the container are chosen such that the length-to-diameter ratio is generally in the range of from approx. 0.1: 1 up to 10: 1. Preferably, the ratio of length to diameter of the fermentation vessel is in the range of from 0.3: 1 to 5: 1, the length-to-diameter ratio most preferably falling within the range of approx. 1: 1 up to 4: 1.

Der kan anvendes et vidt forskelligt antal rørbundter 20 afhængigt af dimensionen af rørbundterne, antallet af rør pr. bundt osv. Der kan anvendes indtil så mange som 30 bundter pr. beholder, idet der foretrækkes fra ca. 4 indtil 24 bundter pr. beholder.A wide variety of tubes 20 can be used depending on the dimension of the tubes, the number of tubes per bundles, etc. Up to as many as 30 bundles per unit can be used. container, being preferred from ca. 4 to 24 bundles per container.

Vingerne 151 kan monteres på skiven 152 på en række 25 forskellige måder, f.eks. med vingerne 151 monteret både vinkelret på planet for skiven og på en radial projektion fra den lodrette akse for skiven, eller vingerne 151 kan alternativt monteres på skiven 152 orienteret under en vis vinkel i forhold til skivens akse. Alternativt kan der an-30 vendes andre omrørerudformninger end den her viste specielle omrørerudformning såsom for eksempel aksialstrømningsom-rørere, propellere af marinetypen osv. Den nederste omrører 156 er udstyret med et antal vinger, som er orientret vinkelret på skivens plan, mens de andre omrørere kan være af 35 samme udformning eller være andre kendte omrørertyper.The wings 151 can be mounted on the disc 152 in a variety of 25 different ways, e.g. with the wings 151 mounted both perpendicular to the plane of the disk and on a radial projection from the vertical axis of the disk, or the wings 151 may alternatively be mounted on the disk 152 oriented at a certain angle with respect to the axis of the disk. Alternatively, stirrer designs may be used other than the particular stirrer designs shown here, such as, for example, axial flow agitators, marine-type propellers, etc. The lower stirrer 156 is provided with a plurality of blades oriented perpendicular to the plane of the disc, while the other agitators may be of the same design or be other known stirrer types.

Den øvre grænse for omrørerdiameteren er defineret 11 DK 168895 B1 ved den indre diameter af de rørbundter, der udgør varmevekslingsorganet i beholderen, dvs. indersiden af de inderste rør monteret på de opdelte rørforgreninger. En omrørerdia-meter, som nærmer sig denne øvre grænse, vil tilvejebringe 5 den maksimale mængde blanding pr. omrører. Det foretrækkes, at omrørerdiameteren ikke er mindre end ca. 10 procent af den samlede indvendige beholderdiameter, og i almindelighed vil omrørerdiameteren ikke overstige ca. 40 procent af den samlede indvendige beholderdiameter. Fortrinsvis vil der 10 blive anvendt en omrørerdiameter på ca. 20 til 35 procent af den samlede indvendige beholderdiameter.The upper limit of the stirrer diameter is defined by the inner diameter of the tube bundles which constitute the heat exchange means in the container, ie. the inside of the inner tubes mounted on the divided tubing branches. A stirrer diameter approaching this upper limit will provide 5 the maximum amount of mixture per stirrer. It is preferred that the stirrer diameter is not less than ca. 10 percent of the total internal container diameter, and generally the stirrer diameter will not exceed approx. 40 percent of the total inside container diameter. Preferably, a stirrer diameter of approx. 20 to 35 percent of the total internal container diameter.

Som vist i fig. 8 er fermenteringsbeholderen 34 ligeledes forsynet med en første tilgang 146 og en anden tilgang 147 såvel som en gastilgang 145. Mens beholderen 34 er vist 15 med de to tilgange 146 og 147, kunne hele tilførslen til fermenteringsapparatet indføres via kun ét tilgangsorgan eller gennem et antal tilgangsorganer, hvorigennem forskellige tilførselskomponenter indføres særskilt. Det er f.eks. ved mange fermenteringsprocesser ønskeligt at indføre næ-20 ringsmidlet og carbon- og energikilden som særskilte tilførselsstrømme. Mens tilgangene 146 og 147 hver har én udledningsåbning, kan der opnås en mere fordelt indføring af tilførsler ved at anvende tilførselsorganer med flere udledningsåbninger. Desuden kan tilførselsåbningerne hensigts-25 mæssigt være placeret ved forskellige steder langs fermenteringsbeholderen, hyppigt placeret ud fra tekniske overvejelser.As shown in FIG. 8, the fermentation vessel 34 is also provided with a first access 146 and a second access 147 as well as a gas access 145. While the container 34 is shown 15 with the two approaches 146 and 147, the entire supply to the fermenter could be introduced through only one access means or through a plurality of access means. access means through which different supply components are introduced separately. It is e.g. in many fermentation processes, it is desirable to introduce the nutrient and carbon and energy source as separate feed streams. While the approaches 146 and 147 each have one discharge opening, a more distributed introduction of inputs can be obtained by using multiple outlet opening means. In addition, the feed openings may conveniently be located at various locations along the fermentation vessel, frequently located for technical reasons.

Tilgangen 145 anvendes til at indføre oxygen og fakultativt nitrogen til fermenteringsbeholderen. Gas, som til-30 føres via tilgangen 145, kommer ind i beholderen gennem fordelerkransen 149. Fordelerkransen er fortrinsvis placeret symmetrisk i fermenteringsbeholderen i forhold til dennes længdeakse og har en overside, der indeholder et antal huller. Fortrinsvis er diameteren af fordelerkransen ikke større 35 end diameteren af den nederste omrører, tæt under hvilken oversiden af fordelerkransen er anbragt.The approach 145 is used to introduce oxygen and optional nitrogen into the fermentation vessel. Gas supplied via the inlet 145 enters the container through the distributor rim 149. The distributor rim is preferably symmetrically positioned in the fermentation vessel relative to its longitudinal axis and has an upper side containing a plurality of holes. Preferably, the diameter of the distributor rim is not greater than the diameter of the lower agitator, close below which the upper side of the distributor rim is disposed.

12 DK 168895 B112 DK 168895 B1

Gasindføringsmetoden plus placeringen af omrøreren 156 i umiddelbar nærhed af fordelerkransen 149 såvel som positionen af rørbundterne bidrager alt sammen til det yderst høje niveau for oxygenoverføring, hvortil det opfinderiske 5 fermenteringsapparat er i stand. Fermenteringsbeholderen ifølge opfindelsen er i stand til oxygenoverføringshastigheder af størrelsen mindst ca. 300 millimol oxygen pr. liter pr. time (mmol 02/l/h) . Desuden er varmef jernel sesevnen hos den opfinderiske fermenteringsbeholder tilstrækkelig til at 10 fjerne de store varmemængder, der frembringes ved fermenteringen, hvilke store varmemængder frembringes som følge af de høje oxygenniveauer, der er til rådighed for fermenteringsvæsken. Således er varmef jernel se af størrelsen mindst ca. 36 kcal/liter/time mulig med fermenteringsapparatur 15 udformet ifølge den foreliggende opfindelse.The gas introduction method plus the location of the agitator 156 in the immediate vicinity of the distributor rim 149 as well as the position of the tube bundles all contribute to the extremely high level of oxygen transfer to which the inventive fermenter is capable. The fermentation vessel of the invention is capable of oxygen transfer rates of at least about 300 millimoles of oxygen per liter per liter. hour (mmol 02 / l / h). In addition, the heat-iron capacity of the inventive fermentation vessel is sufficient to remove the large amounts of heat produced by the fermentation, which large quantities of heat are generated due to the high oxygen levels available to the fermentation liquid. Thus, the heat iron look of size is at least approx. 36 kcal / liter / hour possible with fermentation apparatus 15 designed in accordance with the present invention.

Fermenteringsbeholderen 34 er ligeledes udstyret med organer til fjernelse af ferment, dvs. en åbning 148. Når fermenteringen udføres på en kontinuerlig måde, kan kontinuerlig eller intermittent udtagning af ferment ske via 20 åbningen 148, mens friske næringsmidler tilvejebringes via tilgangene 146, 147 og 145.The fermentation vessel 34 is also equipped with means for removing ferment, i.e. an orifice 148. When the fermentation is carried out in a continuous manner, continuous or intermittent fermentation can be effected via the orifice 148, while fresh nutrients are provided via the inlets 146, 147 and 145.

Fermenteringsbeholderen 34 er yderligere udstyret med mindst ét organ til af gasning af skum, f.eks. en skumbryder såsom f.eks. den i beskrivelsen til rettighedshavernes 25 US-patent nr. 4.373.074 omhandlede eller den i fig. 8 viste samling af elementer 162, 164 og 166, der danner et afgas-ningsorgan. Kegler 162 er monteret på en aksel 164 som bringes til at rotere med et drivorgan 166. Anslaget af skummende ferment mod de roterende kegler 162 forårsager sammenfald 30 af skummet og får væske til at vende tilbage til hovedpartiet af fermenteringsbeholderen, mens gas, der er frigjort fra skummet, forlader fermenteringsapparatet via en ledning 168. Mens der anvendes mindst én skumbryder i den opfinderiske fermenteringsbeholder, kan der være tilvejebragt til-35 strækkelig skumbrydningskapacitet til at behandle den mængde skum, der forventes fra en given fermenteringsproces med et 13 DK 168895 B1 passende antal skumbrydere placeret omkring kuppeldelen af fermenteringsbeholderen.The fermentation vessel 34 is further provided with at least one foam gassing means, e.g. a foam breaker such as e.g. the one disclosed in the description of the US Patent No. 4,373,074 to the licensee 25 or the one in FIG. 8 shows elements 162, 164 and 166 forming a degassing means. Cones 162 are mounted on a shaft 164 which is caused to rotate with a driving means 166. The impact of foaming ferment against the rotating cones 162 causes coincidence 30 of the foam and causes liquid to return to the main portion of the fermentation vessel while gas released from the foam, the fermenter leaves via a line 168. While at least one foam breaker is used in the inventive fermentation container, sufficient foam breaking capacity may be provided to treat the amount of foam expected from a given fermentation process with a suitable fermentation process. number of foam breakers located around the dome portion of the fermentation vessel.

De vandige, aerobiske fermenteringsprocesser, kræver molekylært oxygen, som tilføres med en molekylært oxygen 5 indeholdende gas såsom luft, oxygenberiget luft eller endog i det væsentlige rent molekylært oxygen for i fermentet at opretholde et oxygenpartialtryk, der er virksomt til at hjælpe mikroorganismearterne i væksten eller til biokemisk at omdanne substrat på en trivselsfremmende måde. Ved an-10 vendelse af et oxygeneret carbonhydrogensubstrat kan de samlede oxygenkrav til vækst eller substratomdannelse af mikroorganismen reduceres i forhold til kravene, når der anvendes paraffin.The aqueous aerobic fermentation processes require molecular oxygen supplied with a molecular oxygen containing gas such as air, oxygen-enriched air or even substantially pure molecular oxygen to maintain in the ferment an oxygen partial pressure effective to aid the microorganism species in growth or to biochemically transform substrate in a well-being way. By using an oxygenated hydrocarbon substrate, the overall oxygen requirements for growth or substrate conversion of the microorganism can be reduced relative to the requirements when using paraffin.

Trykket, der anvendes til det mikrobiologiske fer-15 menteringstrin, kan variere meget. Typiske tryk ligger i området fra ca. 0 til 10,5 atm, for tiden fortrinsvis fra ca. 0 til 4,2 atm, mere fortrinsvis fra 2,5 til 2,8 atm, som en afvejning mellem udstyrs- og driftsudgifter i forhold til den opnåede oxygenopløselighed. Tryk større end atmos-20 færetryk er fordelagtige, idet sådanne tryk virker til at forøge det opløste oxygen i det vandige ferment, hvilket igen medvirker til at forøge cellevæksthastighederne. Samtidig modvejes dette af den omstændighed, at høje tryk forøger udstyrs- og driftsomkostninger.The pressure used for the microbiological fermentation step can vary widely. Typical pressures range from approx. 0 to 10.5 atm, currently preferably from approx. 0 to 4.2 atm, more preferably from 2.5 to 2.8 atm, as a trade-off between equipment and operating costs relative to the oxygen solubility achieved. Pressures greater than atmospheric pressure are advantageous in that such pressures act to increase the dissolved oxygen in the aqueous ferment, which in turn helps to increase cell growth rates. At the same time, this is counterbalanced by the fact that high pressures increase equipment and operating costs.

25 Kølemidlet er sædvanligvis under tilstrækkeligt tryk og har en tilstrækkelig strømningsmængde til at medføre en damp-væskeudledning fra rørbundtet ved en temperatur i området fra o til 10®C.The refrigerant is usually under sufficient pressure and has a sufficient flow rate to cause a vapor-liquid discharge from the tube bundle at a temperature in the range of 0 to 10 ° C.

Claims

A heat exchange apparatus comprising: a) a container (34) capable of containing a liquid, said container having a side wall (32) forming a substantially cylindrical inner surface (38) and a longitudinal axis (138); b) a plurality of tubular members (2,4) mounted substantially parallel to this longitudinal axis and wherein a flow path is formed from a first chamber (6) through the tubular members to a second chamber (10), c) fluid access means (40, 42) communicating with said first chamber and comprising a supply tube (40) extending through the side wall of the container and a curved supply tube (42) extending mainly in the circumferential direction along the inside of the container at a position separate from the side wall of the container, and fluid outlet means (7,11) communicating with the second chamber and comprising a discharge tube (11) extending through the container 2 0, the side wall of the container, and a curved collector pipe (7) extending substantially in the circumferential direction along the inside of the container at a position separate from the side wall of the container, characterized in that d) a plurality of divided tubes (8) are mounted in the container 25 in a substantially radial orientation relative to said longitudinal axis, said divided tubes each containing a partition (14) dividing the interior space of the first chamber (6) and the second chamber (10); (e) the number of tubular elements (2). 4) comprises a plurality of first tubular members (4) and a plurality of second tubular members (2) mounted on each divided tube (8) substantially parallel to said longitudinal axis, each first member being secured at a first end to a side wall of the divided tube (8) and is closed at a second end (12), 35 and each other element (2) is disposed within each of the first elements (4) and fastened to the partition (14) in DK 168895 B1 it divided tubes, and wherein a flow path is formed from the first chamber (6) through the second tubular element (4), through an annular space (28) between the second tubular element and the first tubular element and then to the second chamber (10). f) the curved supply pipe (42) is connected to the first chamber (6) at an inner end portion of the divided pipe (8) with a plurality of supply riser (44), and g) the curved collector pipe (7) is connected to the second 10 chamber (10) at an outer end portion of the divided tubes (8) with a plurality of discharge risers (46).

Apparatus according to claim 1, characterized in that it further comprises a plurality of spacers (256) disposed in the annulus (28) between the first tubular element (4) and the second tubular element (2) for holding the first tubular element and the other tubular member spaced apart.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the container (34) has an upper end and a lower end and is arranged substantially vertically with an upper part and a lower part, and that the fluid inlet means (40, 42) and the fluid outlet means (7,11) is disposed in the lower portion of the container, the first tubular member (4) and the second tubular member (2) extending from the fluid inlet and outlet means toward the upper end portion of the receptacles.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a stirring means comprising: a) a shaft (130) centrally disposed within the container (34) and coaxially aligned with the longitudinal axis (138) of the container, b) driving means (139) attached to the shaft (130), and c) a plurality of agitators (156,158) mounted on the shaft, the diameter of the agitators being no greater than the diameter 35 of an unobstructed zone bounded by the tubular members closest to the inner end of the radially disposed , divided pipes (8). 16 DK 168895 B1

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of tubular elements (2,4) attached to the divided tubes (8) is grouped into 5 bundles of 3 to 12 divided tubes, and the container contains a larger number bundles (52).

Apparatus according to claim 5, characterized in that a distance of at least one outer diameter of the second tubes (2) separates the outer surfaces of the first number of 10 tubular elements (4).

Use of the heat exchanger apparatus according to any of the preceding claims in a fermentation process comprising introducing nutrient and a carbon energy source into the container and comprising introducing gas into the container, stirring the contents of the container (34) with the agitators (156, 158), removing ferment from the lower end of the container, and 20 of gassing foam into an upper portion of the container, characterized by a) introducing a heat exchange fluid into the container through the access means (40, 42) extending through the container wall, b) distributing the heat exchange fluid from inlet means to the number of first tubular members (2), each having a first end and a second end and connected at the first end to the access means; c) allowing the heat exchange fluid to flow from the first end to the second end. in the number of first tubular members (2), d) releasing the heat exchange fluid from the other end of the the first number of tubular members (2) to the first end of the second number of tubular members (4) 35, each concentrically disposed about a heat exchanger tube of the first number and allowing the heat exchange fluid to flow from the first end thereof second plurality of tubular members (4) along a plurality of annular spaces bounded between said first tubes and said second tubes to a second end of said second tubular members; e) discharging said heat exchange medium from said second end of said second tubular members and collecting said discharging fluid into the outlet means (7,11) extending through the vessel wall; and f) withdrawing the heat exchange fluid from the container 10 through the outlet means.

Use according to claim 7, characterized in that it further comprises: suction of fluid from the fluid outlet means (7,11) to a gas compressor (202), cooling of the exhaust stream from the gas compressor in a capacitor (204), returning the capacitor exhaust stream to the fluid supply means. (40,42).

Use according to claim 7, characterized in that it further comprises supplying liquid ammonia as a heat exchange fluid to the fluid supply means.

Use according to claim 8 or 9, characterized in that the heat exchange fluid consists of liquid ammonia and the heat exchange fluid withdrawn from the container consists of a mixture of liquid ammonia and ammonia vapor.

Use according to claim 10, characterized in that it further comprises condensing the ammonia vapor and introducing the thus condensed ammonia vapor into the inlet means (40, 42).

Use according to any one of claims 7 to 11, characterized in that it further comprises circulating a fermentation soup across the outer surface of the tubes in the second number of tubular heat exchanger elements (4). 18 DK 168895 B1

Use according to claim 10, characterized in that the mixture is at a temperature between approx. -l ° c and approx. + 10 ° C.