HU210597B

HU210597B - Supporting structure mainly for heat exchanger

Info

Publication number: HU210597B
Application number: HU885731A
Authority: HU
Inventors: Harold Ray Hunt
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1995-05-29
Also published as: JP2682676B2; ATE86381T1; JPH01159592A; DK622388D0; DK170239B1; US4871016A; HUT51758A; NO170602C; AU2436488A; NO884997L; DD297871A5; SK280794B6; CZ734488A3; EP0315928A2; CA1290632C; NO884997D0; EP0315928A3; CZ287638B6; RU2065555C1; AU593430B2

Description

A találmány tárgya tartószerkezet, előnyösen hőcserélő berendezésekhez, amely tartószerkezetet például fermentálásnál használt hőcserélőknél lehet alkalmazni.

Igen sok olyan kémiai reakció van, amelyek hőcserélő alkalmazását igénylik, vagy azért, hogy a reakció során keletkező hőt el lehessen vezetni, vagy pedig a kémiai átalakulás számára a kívánt hőmérsékletet biztosítsa. A hőcserélő berendezésekben általában a hőcserélő tartály hossztengelyével párhuzamosan csőkötegek vannak a tartály belsejében elrendezve, amelyek párhuzamos csövekből állnak. Az ilyen jellegű elrendezések a leghatásosabbak abból a szempontból, hogy a hőcserélő számára nagy felületet biztosítsanak, mivel a hőátadás hatásfoka a párhuzamos csövekből kialakított csőkötegekkel rendkívül kedvező. Ahhoz azonban, hogy ezek a csőkötegek tartósan és megbízhatóan üzemeljenek, olyan tartószerkezetre van szükség, amely célszerűen konstrukciós egységet képez, és egyrészt ellenáll a hőcserélő tartályban fellépő keverő és vibrációs erők hatásának, másrészt pedig ellenáll a hőcserélő tartályban keletkező hőmérsékletváltozás hatására bekövetkező tágulások okozta feszültségeknek is. Ezek az erők általában akkor fejtik ki hatásukat az egyedi csövekre, amikor a hőcserélő felületen a folyadék áramlik, a folyadékáram ugyanis a csövek hossztengelyére általában merőleges. Mindenképpen szükség van tehát olyan tartóelemekre, amelyek például a keverőtartály működése során keletkező feszültségeknek ellenállnak.

Egy ilyen ismert berendezést ír le például az US 4 670 397 sz. szabadalmi leírás. Ez a szabadalmi leírás is hőcserélő berendezést ismertet, a hőcserélő berendezés belsejében függőlegesen vannak a csőkötegek elhelyezve, egy-egy csőköteg általában egy vagy két esősort tartalmaz, és ezek egymástól viszonylag távol és közel sugárirányban vannak elrendezve. Ebben a berendezésben nem biztosítható az, hogy a fellépő erős mechanikai feszültségeknek, vagy a hőtágulás okozta hatásoknak a csövek ellent tudjanak állni, mivel nincsenek olyan tartószerkezettel ellátva, amely megfelelő mechanikai szilárdságot biztosítana számukra.

A találmány célja olyan tartószerkezet kialakítása, amely a csőkötegekben elhelyezett egyedi csövek hatásos rögzítését biztosítja a tartályon belül úgy, hogy például a hőcserélő berendezés, ahol alkalmazásra kerül, hatásfoka nem változik. A tartószerkezet különféle keverőtartályokban is alkalmazható, és az ily módon kialakított tartószerkezet a mechanikus hatásoknak ellenállóvá teszi a csőkötegeket.

A találmány tehát tartószerkezet, amely előnyösen hőcserélő berendezésekben alkalmazható, ahol a hőcserélő hossztengelyével párhuzamos csövekből álló csőkötegek vannak alkalmazva, amely csőkötegek esősorokban vannak elhelyezve.

A találmány szerinti tartószerkezet lényege abban van, hogy a csőkötegen keresztül a esősorokra keresztben a csövek szabályos egyenes vonal mentén a esősorokkal +Θ1 szöget bezáró első rács vonalak, a esősorokkal -61 szöget bezárókkal második rácsvonalak, a esősorokkal +62 szöget bezáró harmadik rácsvonalak, valamint a esősorokkal -62 szöget bezáró negyedik rácsvonalak mentén vannak elhelyezve, ahol a 61 = 10-60, a 62 = 40-80° és a 62 mindig nagyobb, mint a 61. A csőkötegek külső csövei egy első szalaggal vannak körülvéve, amelyhez rudak vannak csatlakoztatva, és ezek a rudak az első rácsvonalat képezve pontszerűen vannak a csövekkel érintkeztetve úgy, hogy az egy csőkötegben lévő csövek mindegyike legalább egy rúddal érintkezik, továbbá az első szalagtól adott távolságra a csőköteg külső csövein keresztül második szalag van átvezetve, amelyhez második rácsvonalakat képező rudak vannak, az egyes csőkötegek legalább egy-egy csövével érintkezőén csatlakoztatva.

Előnyös a találmány szerinti tartószerkezet akkor, ha a harmadik rácsvonalak és a negyedik rácsvonalak mentén még kinyúló rudak is el vannak helyezve, és a esősorok közötti távolság legalább 2D a csövek középpontjai között mérve, ahol D a cső külső átmérője.

Előnyös a találmány szerinti tartószerkezet akkor is, ha a esősorok közötti távolság 2D-4D, míg az egyes esősorokon belül a szomszédos csövek egymás közötti távolsága 1,5D-2,5D.

Ugyancsak előnyös, ha az egymás melletti esősorokban lévő csövek háromszög alakzatú burkológörbe mentén vannak elhelyezve, és a csőkötegeket körülvevő tartály oldalfala párhuzamos a csőkötegekkel, és a csőkötegek szélétől adott távolságra van.

Előnyös továbbá, ha a csőkötegeket tartalmazó tartály fala hengeres és a esősorok a hengeres belső felület húrjai mentén vannak elhelyezve, magának a hengernek pedig az átmérője legalább 2,5-szer akkora, mint a esősorok hossza.

Ugyancsak előnyös, ha a tartály hengeres felületének az átmérője 2,5-5-szöröse a esősorok hosszának, és a csőkötegek a belső felület kerülete mentén vannak úgy elhelyezve, hogy a henger középvonalában egy keverő tengely is van.

A találmány szerinti tartószerkezet kialakítható úgy is, hogy a csőkötegekből a esősorokra keresztirányban egy első borda van elhelyezve, amely az első szalagot a tartály burkolatának belső felületével kapcsolja össze, egy második borda is el van helyezve, amely a csőkötegekből keresztbe van a esősorokra vezetve, és a második szalagot köti össze a burkolat belső felületével, az első szalag és a második szalag adott esetben kötőelemekkel is összekapcsolható, amelyek a csőköteg körül vannak tekerve.

A találmány szerinti tartószerkezetet alkalmazó hőcserélőben a esősorok bemeneti fejrésszel és kimeneti fejrésszel vannak összekapcsolva. A csőkötegek kettő-húsz esősorból, illetőleg előnyösen három-tíz esősorból állnak.

A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az

1. ábrán a találmány szerinti tartószerkezettel ellátott hőcserélő berendezés hosszmetszetének egy része látható, a

2. ábrán az 1. ábra 2-2 vonal mentén vett metszete, a

3. ábrán az 1. ábra 3-3 vonal mentén vett metszete, míg a

HU 210 597 B

4. ábrán az 1. ábra 4-4 vonal mentén vett metszete látható, az

5. ábrán a tartószerkezet egy példaként! kiviteli alakjának térbeli elrendezése látható, a

6. ábrán pedig a találmány egy példakénti kiviteli alakja látható, szintén oldalmetszetben.

Az 1. ábrán látható tehát egy sor 10 cső, amely 10 csövek 20 csőkötegeket képeznek, a 20 csőkötegek tengelye ugyanúgy, mint a 10 csöveké függőleges, és a 10 csövek egymással párhuzamosak. Az 1. ábrán látható még egy 5 fejrész, amely 46 válaszfallal van ellátva, továbbá látható az 5 fejrészhez csatlakozó 44 felszállócső, amely egy 7 kimeneti fejrészhez, és innen all folyadék kimenetre van csatlakoztatva, látható továbbá az ugyancsak 5 fejrészhez csatlakoztatott 42 felszállócső, amely 3 bemeneti fejrészhez, és a 3 bemeneti fejrész pedig az 1 folyadékbemenethez van csatlakoztatva. A 2. és a 3. ábrán a 10 csöveknek a 20 csőkötegekbe való elrendezése és rögzítése látható. A 22 esősorokra keresztirányba úgy vannak a 10 csövek elrendezve, hogy vonalvezetésük szabályos, és első 28, második 30, harmadik 26 és negyedik 24 rácsvonalak mentén helyezkedjenek el, amely 24, 26, 28 és 30 rácsvonalak a 22 esősorokkal valamilyen szöget zárnak be. Az első 28 rácsvonal, amely a 20 csőkötegen keresztül van vezetve +01 szöget zár be a 22 esősorok irányával, a második 30 rácsvonal -el szöget zár be a 22 esősorok irányával, a harmadik 26 rácsvonalak +02 szöget zárnak be 22 esősorok irányával, míg a negyedik 24 rácsvonalak -02 szöget zárnak be a 22 esősorok irányával. A

2. és a 3. ábrán megfigyelhető az is, hogy a 01 10-60° tartományba, a 02 pedig 40-80° tartományba esik, a kialakítás minden esetben olyan kell legyen, hogy a 02 nagyobb legyen, mint a 01. A 20 csőkötegekben lévő 10 csöveket megfelelő merevítő elemek tartják, ezekre az 5. ábrán mutatunk be kiviteli alakot, amelyek rúd alakú vagy gyűrűszerű elemekből vannak kiképezve, és amelyekből a 23. ábrán a 32 és 36 szalagok láthatók. A 2. ábrán látható első 32 szalag, amely a 20 csőkötegben lévő külső 10 csöveket veszi körül, láthatók továbbá 34 rudak, amelyek az első 32 szalaghoz vannak csatlakoztatva, és amelyek az első 28 rácsvonalak mentén vannak elhelyezve. A 34 rudak átmérője minden esetben úgy van megválasztva, hogy elegendően nagy legyen ahhoz, hogy mindazokkal a 10 csövekkel érintkezzen, amelyek az első 28 rácsvonalak mentén vannak elhelyezve, ugyanakkor biztosítva legyen az is, hogy az első 28 rácsvonal mentén elhelyezett 10 csövek mindegyike legalább egy 34 rúddal érintkezzen.

A 3. ábrán látható a második 36 szalag, amely az első 32 szalagtól a 20 csőköteg függőleges tengelyei irányába - ahogy ez az 1. ábrán megfigyelhető - attól adott távolságra van elhelyezve. Ehhez a második 36 szalaghoz 38 rudak vannak csatlakoztatva, amelyek a második 30 rácsvonalak mentén vannak elhelyezve. A második 30 rácsvonalak mentén elhelyezkedő 38 rudak szintén kell, hogy érintkezzenek az ebben a sorban elhelyezkedő 10 csövekkel, továbbá a 20 csőkötegben lévő 10 csövek mindegyike legalább egy 38 rúddal kell érintkezzen.

Előnyös lehet az is, ha a 20 csőkötegek további, a harmadik 24 rácsvonal mentén elhelyezett 34 rudakkal, illetőleg a negyedik 26 rácsvonal mentén elhelyezett 34 rudakkal is rögzítve vannak. Ha ezek a 34 és 38 rudak egymással 90°-ot zárnak be, úgy az egyes 20 csőkötegekben lévő 10 csövek szerkezeti merevsége megfelelően biztosítható. Előnyös lehet azonban az is, ha az első 28 rácsvonalak és a második 30 rácsvonalak egymással 60-120°-os szöget zárnak be. Az egyes 10 csövek közötti távolságot azok D külső átmérője határozza meg elsődlegesen. Általánosságban elmondhatjuk, hogy két 22 esősor közötti távolság legalább 2D kell legyen a középponttól középpontig. Általánosságban azt is elmondhatjuk még, hogy célszerű, ha a 22 esősorok közötti távolság 2D—4D közötti tartományba esik, ahol D a 10 cső átmérője. A 22 esősorok közötti távolság általában nagyobb, mint az a távolság, amely az egy sorban egymás mellett lévő szomszédos 10 csöveket elválasztja. Ugyancsak előnyös, ha az egyes 22 esősorokhoz tartozó 10 csövek úgy vannak egymáshoz képest eltolva, hogy háromszög alakzatú burkoló görbéjük legyen, ekkor ugyanis a folyadék, amely a 20 csőkötegeken át áramlik, inkább felfelé áramlik, mint oldalirányba a csatorna mentén, így tehát a hőátadás jobb lehet.

Visszatérve az 1. ábrára látható, hogy mindegyik 22 esősor rá van csatlakoztatva a 3 bemeneti fejrészre, és a 7 kimeneti fejrészre. A 3 bemeneti fejrész a 22 esősoroknak célszerűen ellenkező oldalán van elhelyezve, mint a 7 kimeneti fejrész. Az 1 folyadékbemenet a tartály 40 oldalfalából nyúlik ki és biztosítja a folyadékáram bevezetését a 3 bemeneti fejrészhez. A 40 oldalfalban van all folyadékkimenet is, amely a 7 kimeneti fejrészhez csatlakozik, és amely a folyadék elvezetésére szolgál. A 42 felszállócső a 3 bemeneti fejrészt összekapcsolja a 46 válaszfallal osztott csőként kiképezett 5 fejrésszel, amely fölött van azután a 10 csövekből álló 22 esősor. A 44 felszállócső a 7 kimeneti fejrészt kapcsolja össze az 5 fejrésszel.

A 4. ábrán látható az osztott csőként kiképezett 5 fejrész egy részletesebb kiviteli alakja, ahol jól megfigyelhető, hogy az 5 fejrészben egy 46 válaszfal van, amely az 5 fejrészt 48 bemeneti kamrára és 50 kimeneti kamrára osztja, és a 42 felszállócső a 48 bemeneti kamrát és 3 bemeneti fejrészt kapcsolja össze. A találmány 4. ábrán látható kiviteli alakja azért előnyös, mert a 10 cső 52 csőszerelvényként van kiképezve, amely bajonettzárasan egymáshoz csatlakoztatott 54 belső csőből és 56 külső csőből áll. Az 56 külső csőben koncentrikusan van az 54 belső cső elhelyezve. Az 54 belső cső egyik vége a 46 válaszfalon át van kivezetve, a 48 bemeneti kamrához, míg az 54 belső cső másik 58 vége az 56 külső cső zárórészét képező 60 fejrésztől adott távolságra végződően van kialakítva. Az 56 külső cső úgy van illesztve az 5 fejrészhez, hogy a folyadék a 48 bemeneti kamrából az 54 belső csőbe, majd innen az 54 belső cső és az 56 külsó cső közötti 62 körgyűrű alakú részbe tudjon áramolni, innen pedig az 50 kimeneti kamrába. Az 50 kimeneti kamrából a folyadék a 44 felszálló csövön keresztül van a 7 kimeneti fejrészhez vezetve, innen pedig all folyadékkimenethez.

A találmány szerint kialakított 20 csőkötegek elő3

HU 210 597 B nyösen keverőtartályban lévő folyadék hőcserélőjéhez alkalmazhatók. A keverőtartályban lévő folyadék a 20 csőkötegeken keresztül áramolva a 10 csövek között halad át a párhuzamos 22 esősorokban. A keverőtartály lehet egy, a 6. ábrán látható 160 tartály, amelyben 64 keverőtengely van. A 160 tartály függőleges tengelyű 66 burkolattal van kialakítva. A 6. ábrán látható még, hogy a 20 csőkötegek célszerűen a 66 burkolat belső felületétől adott távolságra, azzal párhuzamosan körív mentén vannak elhelyezve. A 22 esősorok célszerűen a 40 oldalfal hengeres része mentén húzott alkotó mentén vannak elhelyezve. Egy-egy 22 esősorban célszerűen kettő-húsz sor van, és az egyes 20 csőkötegekben lévő 10 csövek az egymás mellett lévő 22 esősorokban úgy vannak eltolva, hogy a 10 csövek háromszög alakú burkológörbe mentén helyezkednek el. Ezt a 2. és a 3. ábrán mutattuk be. Az egyes 10 csövek sugárirányú tartóelemekkel vannak ellátva, ilyenek például a 6. ábrán látható 121 és 125 bordák. A tartóelem további részei a 20 csőköteg egy-egy 10 csövét két oldalról fogják körül, mivel azonban célszerűen két pár tartóelemet alkalmazunk, gyakorlatilag a 10 csövek mind a négy oldaluk mentén sugárirányban meg vannak fogva.

A találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál, amely a 2. és 3. ábrán látható, maga a merevítő szerkezet pedig az 5. ábrán, az első 70 bordák a 20 csőkötegekből indulóan keresztirányba vannak elhelyezve, és az első 32 szalagot kapcsolják össze a 40 oldalfal belsejével. A második 72 bordák hasonlóan keresztirányba vannak a 20 csőkötegekre elhelyezve, a 22 esősorokkal adott szöget bezáróan, és a második 36 szalagot kapcsolják össze a 40 oldalfal belső felületével. Ez a 3. ábrán látható. További 74 és/vagy 75 bordák legalább az egyik első 32 szalagot, vagy második 36 szalagot kapcsolják össze a 40 oldalfal belső felületével. A 74 és 75 bordák a 20 csőkötegekből általában a 22 esősorokkal párhuzamosan vannak kivezetve. Annak érdekében, hogy a 20 csőkötegek szilárdsága nagyobb legyen, elhelyezhető még néhány 78 kötőelem is, amely az első 32 szalagot és a második 36 szalagot köti össze. Ez az 5. ábrán látható. Előnyös lehet egy olyan kiviteli alak is, ahol a 78 kötőelemek körkörösen vannak elhelyezve a 20 csőköteg kerülete mentén, és ily módon csavaró hatással szemben is nagyobb ellenállást biztosítanak a 20 csőkötegek számára.

Ha fermentáláshoz kialakított hőcserélő berendezésben használjuk a találmány szerinti tartószerkezetet, a 20 csőkötegeket, ahol baktériumokat vagy egyéb hasonló anyagot tenyésztenek, célszerű úgy elrendezni, hogy az egyes műveletek között a hőcserélő berendezést megfelelően tisztítani lehessen. Ezeknél a berendezéseknél célszerű, ha a 20 csőkötegek egyes 10 csövei között olyan nagy a távolság, amekkora csak gazdasági szempontból indokolt. Ha a 20 csőkötegekben a 10 csövek távol vannak egymástól, akkor a 34, illetőleg 38 rudaknak megfelelően nagy átmérőjűnek kell lenni. Előnyös lehet az is, ha a 34 és 36 rudakat ekkor nagy hegyesszög mentén vezetjük keresztül a 20 csőkötegen, ily módon ugyanis a merevség biztosítva van, ugyanakkor azonban a 22 esősorok között viszonylag nagy távolság biztosítható. Általánosságban azt mondhatjuk el, hogy egy adott 22 esősoron belül az egyes 10 csövek közötti távolság célszerűen 1,5D-2,5D között alakítandó ki, ahol D a 10 cső külső átmérője, a távolságok pedig a középpontok között értendők. Kialakíthatók a 10 csövek, hogy a távolság a középpontok között a 2D-4D tartományba esik, az alkalmazott 34, illetőleg 38 rudak átmérője pedig célszerűen 0.5D-1D.

Visszatérve a 6. ábrára, ez a kiviteli alak egy fermentáló berendezést mutat be. A 6. ábrán látható egy 160 tartály, amely 130 tengellyel van ellátva, és ez a 130 tengely 139 hajtóművel van összekapcsolva. A130 tengelyen két 156 és 158 terelőelem van, amelyek 152 és 154 tárcsákon függőlegesen elhelyezett 151 és 153 lemezekből vannak kialakítva. Ezek a 151 és 153 lemezek nem kell feltétlenül függőleges helyzetűek legyenek, ez csupán egy célszerű kiviteli alak. Szakember számára ismert az is, hogy a 156 és 158 terelőelemek száma a hőcserélő méreteitől, magasságától és szélességétől függ. A 6. ábrán két 156 és 158 terelőelem van, az alsó 156 terelőelem egy 149 szórócső közvetlen közelében van elhelyezve, és így biztosítható a fermentáló folyadék számára az oxigén. Az, hogy közvetlen közelében van, az alatt az értendő, hogy a 156 terelőelemnek a 149 szórócsőtől való távolsága a 156 terelőelem átmérőjének 1/3, 1/10 értéke.

Természetesen számos további terelő elrendezés is elhelyezhető a 130 tengelyen különböző irányokba. Célszerű az olyan kiviteli alak, amely a 6. ábrán is látható, ahol két 156 és 158 terelőelem van, amelyek a 130 tengelyen a 160 tartályban, annak magasságát egyenlően felosztva vannak elhelyezve. Itt a 158 terelőelem a 160 tartály magasságának 60%-ában van elhelyezve.

Általánosságban elmondhatjuk, hogy a 160 tartályt célszerű úgy méretezni, hogy a magasságának és az átmérőjének az aránya előnyösen 0,1-10:1 tartományba essen. A magasságnak az átmérőhöz viszonyított aránya előnyösen még 0,3-5:1 tartományban is lehet, fermentáló berendezéseknél azonban a legkedvezőbbnek az 1-4:1 tartományt találtuk. A hőcserélő folyadék a 6. ábrán látható kiviteli alaknál párhuzamos 140 csövekből képezett csőkötegeken keresztül áramlik, amelyek 171 csövön és 172 fejrészen keresztül vannak 142 folyadékbemenettel összekapcsolva. Legalább két olyan 172 fejrészt célszerű alkalmazni, amelyek mindegyike egy-egy 142 folyadékbemenettel és 144 kimenettel van ellátva. A 6. ábrán látható kiviteli alaknál is egy-egy csőköteg több párhuzamos esősorból áll, ahol az egyes 140 csövek a 160 tartály magasságának egyenes részében, azt 25-90%-ig kitöltve vannak elhelyezve. A csőkötegek száma tetszőleges lehet, az egyes csőkötegekben lévő 140 csövek száma is széles határok között változhat.

Egy további kiviteli alaknál a 20 csőkötegek (ezt az ábrán nem mutatjuk be) egy sorban egymáshoz illeszkedő rövidebb csőköteg-részekből vannak kialakítva. Ha a 20 csőkötegek a tartály magasságának 25-90%-a magasságúra vannak kiképezve, de rövidebb csődarabokból vannak kialakítva, úgy az egész elrendezésnek

HU 210 597 B a rázás és hőtágulás okozta feszültségekkel szembeni ellenállása megnő. Elképzelhető egy olyan kialakítás is, hogy a 20 csőköteg képezi a teljes hosszt, és ezzel lehet állítani a kívánt hűtés illetve fűtés kapacitását.

Visszatérve a 6. ábrára, a 152 tárcsára tetszőleges számú 151 lemez helyezhető el, amelyek lehetnek a 152 tárcsa síkjára merőlegesek, vagy azzal szöget bezáróak és adott esetben többféle kialakításúak. A tengerészeinél használt propeller alakú 151 lemez is alkalmazható.

A 156 és 158 terelőelemek átmérőjének felső határát a csőköteg belső átmérője korlátozza. A 156 és 158 terelőelem átmérője akkor működik a leghatásosabban, ha a felső határértéket közelíti meg. Célszerű azonban, ha a 156 és 158 terelőelemek átmérője nem kisebb, mint a 160 tartály belső átmérőjének kb. 10%-a, de nem is nagyobb, mint annak 50%-a. Legelőnyösebb, ha a 156 és 158 terelőelemek átmérője a 160 tartály belső átmérőjének 20-35%-át teszi ki.

A 6. ábrán látható kiviteli alaknál a 160 tartály első

146 bemenettel és második 147 bemenettel van ellátva, továbbá van egy 145 gázbemenete is. Mivel két 146 és

147 bemenete van, a fermentáló berendezésbe betáplálandó különböző komponensek külön-külön a 146 vagy 147 bemeneten egymástól függetlenül vezethetők be. Számos fermentáló folyadéknál célszerű, ha a tápoldatot, a szenet és az energiaforrást külön vezetjük be. Erre a 6. ábrán bemutatott 160 tartály alkalmas. A 146 és 147 bemenetek mindegyikéhez tartozik egy-egy kimenet, de kialakítható az elrendezés úgy is, hogy egy 146 illetőleg 147 bemenethez több kimenet tartozzon, amelyek a 160 tartályban különböző helyeken vezetnek be.

A 145 gázbemenet az oxigén, és előnyösen nitrogén bevezetésére szolgál. Az itt bevezetett gáz 149 szórócsövön keresztül jut a 160 tartályba. A 149 szórócső gyűrűnek a fermentáló berendezésként használt 160 tartályba, annak hossztengelyére szimmetrikusan van elhelyezve, és a 160 tartály belseje felé eső részén egy sor furat van kiképezve. A 149 szórócső gyűrűjének átmérője nem nagyobb, mint a legalsó 158 terelőelem külső átmérője. Azáltal, hogy a 149 szórócső közelében van a legalsó 156 terelőelem, igen jó oxigénbeviteli hatásfok valósítható meg. A találmány szerinti 160 tartálynál az oxigénbevitel sebessége 300 mmol oxigén/dm³/óra. A hőelvezetés is rendkívül kedvező, a fermentálás során keletkező hőt a nagy oxigénáramlás miatt igen jó hatásfokkal lehet elvezetni. A hőelvezetés a találmány szerinti berendezésben 150 joule/dm³/óra.

A fermentálás céljára használt 160 tartály 148 kimenetén van a fermentum elvezetve.

Ha a fermentálást folyamatos üzemmódban végezzük, úgy a fermentumot a 148 kimeneten folyamatosan vagy szakaszosan lehet elvezetni, míg a friss tápanyagot a 146 és 147 bemeneteken, illetőleg a 145 gázbemeneten vezetjük be.

A 160 tartály célszerűen legalább egy habmentesítővei is el van látva, ilyen van például az US 4 373 074 sz. leírásban ismertetve. Ez a habmentesítő 162 kúpból, erre csatlakoztatott 164 tengelyből, és a 164 tengelyt működtető 166 hajtóműből áll. A 162 kúp forgása következtében a folyadékon keletkező hab megtörik, a folyadékrész visszafolyik a 160 tartályba, míg a gáz a 168 hálózaton van elvezetve. Az, hogy egy adott fermentáló berendezésben hány habmentesítőt helyezünk el, a fermentálásra alkalmazott anyagoktól, illetőleg azok habosodási képességétől függ.

Vizes aerofermentálási eljárások molekuláris oxigén jelenlétét kívánják, amelyet például levegőként, oxigénnel dúsított levegőként, vagy adott esetben tiszta molekuláris oxigén formájában vezetünk be, és az oxigén parciális nyomása az, ami biztosítja a fermentum számára, hogy a mikroorganizmusok megfelelően növekedjenek, illetőleg a biokémiai reakció végbemenjen. Ha oxigénnel dúsított szénhidrogén szubsztrátumot alkalmazunk, úgy a mikroorganizmusok átalakításához illetőleg növekedéséhez szükséges oxigén mennyisége kisebb ahhoz képest, amikor a szubsztrátum paraffin. A mikrobiológiai fermentálásnál alkalmazott nyomás széles tartományban változhat. Tipikusnak tekinthető a 0-1020 kPa nyomás, általánosságban elterjedten alkalmazzák a 0-430 kPa nyomást, legelőnyösebb azonban a 250-300 kPa nyomás. Ekkor érhető el a legoptimálisabb működési költség és az oxigén oldhatósági aránya is nagyon jó. Ha atmoszferikus nyomásnál nagyobb nyomást alkalmazunk, az azért előnyös, mert ezek a nyomások az oldott oxigénkoncentrációt a vizes fermentumban, és a sejtek növekedési sebességét is növelik. Figyelembe kell azonban venni azt, hogy nagyobb nyomás esetén a berendezés költségei jelentősen növekedhetnek.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Tartószerkezet, előnyösen hőcserélő berendezésekhez, ahol a hőcserélő berendezésben a berendezés hossztengelyével párhuzamos csövekből álló csőkötegek) van(nak), amelyek egy tartályban esősorokban vannak elrendezve, azzal jellemezve, hogy a csőkötegen (20) keresztül a esősorokra (22) keresztbe a csövek (10) szabályos egyenes vonal mentén, a esősorokkal (22) +01 szöget bezáró első rácsvonalak (28), a esősorokkal (22) -01 szöget bezáró második rácsvonalak (30), a esősorokkal (22) +02 szöget bezáró harmadik rácsvonalak (26), és a esősorokkal (22) -02 szöget bezáró negyedik rácsvonalak (24) mentén vannak elhelyezve, és a 01 = 10-60°, a 02 = 40-80°, és 02 mindig nagyobb, mint 01, továbbá a csőkötegek (20) külső csövei (10) első szalaggal (32) vannak körülvéve, amelyekhez rudak (34) vannak csatlakoztatva, és a rudak (34) az első rácsvonalat (28) képezve, a csövekkel (10) pontszerűen érintkezőén vannak elhelyezve, és a csőkötegben (20) lévő csövek (10) mindegyike legalább egy rúddal (34) érintkezőén van elrendezve, továbbá az első szalagtól (32) adott távolságra a csőköteg (20) külső csöveit (10) körülvéve egy második szalag (36) van vezetve, amelyhez a második rácsvonalat (30) képező rudak (38) vannak az egyes csőkötegek (20) leg5

HU 210 597 Β alább egy-egy csövével (10) érintkezőén csatlakoztatva.
2. Az 1. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a harmadik rácsvonalak (26) és a negyedik rácsvonalak (24) mentén is el vannak helyezve kinyúló rudak (34).
3. Az 1. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a esősorok (22) között távolság van, amely legalább 2D a csövek (10) középpontjai között mérve, ahol D a cső (10) külső átmérője.
4. A 3. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a esősorok (22) közötti távolság 2D-4D, az egyes esősorokon (22) belül pedig az egymással szomszédos csövek (10) közötti távolság 1,5D-2,5D, és a esősorok (22) közötti távolság mindig nagyobb, mint egy esősoron (22) belül az egyes csövek (10) közötti távolság.
5. A 4. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a esősorokban (22) egymás mellett lévő csövek (10) háromszög alakzatú burkológörbe mentén vannak elrendezve.
6. Az 1. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a tartálynak (160) hengeres belső fala van, és a esősorok (22) a henger húrjai mentén vannak elrendezve, és a henger átmérője legalább 2,5-szerese a esősorok (22) hosszának.
7. A 6. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a henger átmérője 2,5-5-szöröse a esősorok (22) hosszának, és a henger tengelyében (130) egy keverőtengely (64) van elhelyezve.
8. A 6. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a esősorokra (22) keresztirányba egy, az első szalagot (32) és a henger burkolatát (66) összekapcsoló első borda (70) van kiképezve, továbbá egy, a második szalagot (36) a burkolat (66) belső felületével összekötő második borda (72) is el van helyezve.
9. A 8. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy az első szalag (32) és a második szalag (36) a csőkötegek (20) körül tekert kötőelemekkel (78) van összekapcsolva.
10. A 3. vagy 4. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a esősorok (22) bemeneti fejrésszel (3) és kimeneti fejrésszel (7) vannak összekapcsolva.
11. A 8. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a csőkötegek (20) három-tíz esősorból (22) állnak.
12. A 8. igénypont szerinti tartószerkezet, azzal jellemezve, hogy a csőkötegben (20) kettő-húsz esősor (22) van, és az egymás melletti esősorokban (22) lévő csövek (10) háromszög alakú burkológörbe mentén vannak elrendezve.