NO175993B - Varmevekslerapparat og anvendelse av dette i en gjæringsprosess - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et varmevekslerapparat. En annen side ved oppfinnelsen angår en anvendelse av varmevekslerapparatet i en gj æringsprosess.

I mange prosesser som anvender en omrørt beholder, blir varme overført fra beholderfluidet til et sekundært fluid som strømmer gjennom vertikale rør som avbøyer (baffle) beholderfluidet. Disse vertikale avbøyningsorganer i form av rørkveiler tjener både som blande-avbøyningsorganer for å hindre virvel-dannelse omkring en roterende agitator som anvendes til omrøring av beholderfluidet, og til å skaffe varmeoverf©rings-flate. Der er en rekke prosessanvendelser for vertikale rørkveil-avbøyningsorganer.

En stor ulempe med vertikale rørkveil-avbøyningsorganer er at det ikke er sørget for termisk utvidelse for å imøtekomme anvendelser med større temperaturforskjeller mellom rørkveil-fluidet og blandebeholderfluidet. Termisk utvidelse og sammen-trekning er et meget betydelig problem hvor lange rør anvendes, særlig rør som er anordnet i en rørbunt med en enkelt passasje. I slike rørbunter er innløps- og utløps-samleorganene ømfint-lige overfor spenningssprekking. Termiske ekspansjonsspenninger er lavere i bunter av U-rør, men konstruksjonen er ikke særlig kompakt, hvilket begrenser det varmeoverføringsareal som er tilgjengelig for en rørbunt med fastlagte ytre dimensjoner. Bunter av U-rør har også en forholdsvis lav varmevekslings-koeffisient og krever et komplisert samlerørarrangement.

En rørbunt som er konstruert for å overvinne termiske ekspan-sjonsproblemer, spesielt en omrørt blandebeholder, vil være meget ønskelig.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å skaffe et apparat som er særlig godt tilpasset utveksling av varme i en beholder med omrørt fluid.

Det er en annen hensikt med oppfinnelsen å skaffe et apparat til indirekte utveksling av varme mellom to fluider. Det er også en hensikt å tilveiebringe en anvendelse av apparatet i en gjæringsprosess. Disse hensikter oppnås med foreliggende oppfinnelse kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

I en utførelsesform av oppfinnelsen er der skaffet et apparat for varmeveksling. Apparatet omfatter en beholder som kan inneholde en væske. Et rør er anordnet i beholderen. En skillevegg anordnet på innsiden av røret deler det indre av røret i et første kammer og et annet kammer. Et første rør-formet organ er montert på sideveggen av røret med sin første ende. En annen ende av det rørformede organ er tettet med en lukningsanordning. Et annet rørformet organ er anordnet inne i det første rørformede organ. En første ende av det annet rørformede organ er festet til en åpning i skilleveggen, og en annen ende av det annet rørformede organ er anordnet på avstand fra den lukkede ende av det første rørformede organ. En strømningsbane blir derved dannet fra det første kammer, gjennom det annet rørformede organ, gjennom en ringformet åpning mellom det annet rørformede organ og det første rør-formede organ og inn i det annet kammer. Et fluidinnløpsorgan rager gjennom beholderens sidevegg og er forbundet med det første kammer. Et fluidutløpsorgan rager gjennom beholderens sidevegg og er forbundet med det annet kammer. Arrangementet er kompakt, enkelt og karakterisert ved en høy varmeoverfør-ingskoeffisient, og det drives også fritt for termisk indu-serte spenninger.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen er der skaffet en fremgangsmåte til sirkulering av et varmevekslingsfluid. Varmevekslingsfluidet innføres i en beholder gjennom et innløpsorgan som rager gjennom beholderveggen. Varmevekslingsfluidet fordeles fra innløpsorganet inn i en rekke første varmevekslingsrør som hvert har en første ende og en annen ende og er forbundet med den første ende til innløpsorganet. Varmevekslingsfluidet strømmer fra den første ende av den nevnte en rekke første varmevekslingsrør til den annen ende av den nevnte ene rekke første varmevekslingsrør. Ved den annen ende av den nevnte en rekke første varmevekslingsrør strømmer varmevekslingsfluidet inn i den første ende av en rekke andre varmevekslingsrør som hvert er konsentrisk anordnet rundt et første varmevekslingsrør. Varmevekslingsfluidet strømmer deretter fra den første ende av den nevnte ene rekke andre varmevekslingsrør langs en rekke ringformede hulrom avgrenset mellom de første varmevekslingsrør og de andre varmevekslings-rør til en annen ende av de andre varmevekslingsrør, hvor varmevekslingsfluidet slippes ut fra de nevnte andre varme-vekslingsrør og samles opp i et utslippsorgan som rager gjennom beholderveggen for uttagning fra beholderen. Fig. 1 er et riss vist delvis i tverrsnitt av en rørbunt som omfatter visse trekk i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 er en delvis skjematisk representasjon av apparatet vist på fig. 1 når det betraktes langs de angitte linjer. Fig. 3 er en delvis skjematisk representasjon av apparatet vist på fig. 1 når det betraktes langs de angitte linjer. Fig. 4 er et tverrsnitt av et parti av apparatet som omfatter visse trekk ifølge oppfinnelsen slik det vil ses når det betraktes langs de linjer som er angitt på fig. 1. Fig. 5 er en billedlig fremstilling av et parti av apparatet på fig. 1. Fig. 6 er en billedlig fremstilling av et parti av apparatet vist på fig. 4. Fig. 7 er et tverrsnitt av et parti av apparatet vist på fig. 1 når det betraktes langs de angitte linjer. Fig. 8 er et tverrsnitt, delvis skjematisk, som viser ytterligere trekk ved en utførelsesform ifølge oppfinnelsen. Fig. 9 er et tverrsnitt av innretningen vist på fig. 8 sett ovenfra langs de angitte linjer. Det henvises nå til fig. 4, som viser at oppfinnelsen omfatter en rekke bajonettrør 2 og slirer 4 som sammen danner en bajonettrørkonstruksjon generelt betegnet med 1. Bajonettrøret 2 åpner seg til et innløpskammer 6 av et splittrør-samleorgan 8. Sliren 4 åpner seg til et utløpskammer 10 av splittrør-samleorganet 8. Fluid kommer inn i oppsamlingskammeret 6 og fordeles til innsiden av bajonettrøret 2. Bajonettrørene 2 er installert inne i slirerørene 4 som har en større diameter. Det innkommende fluid passerer oppover gjennom bajonettrøret 2, reverserer strømningsretningen i en sveisehette (weld cap) 12 på enden av slirerøret 4 og strømmer nedover i det ringformede hulrom 28 mellom bajonettrørene 2 og slirerørene 4. Eventuell termisk ekspansjon mellom slirerøret 4 og bajonettrøret 2 finner sted i sveisehetteområdet uten at der dannes noen termiske spenninger.

Bajonettrøret 2 og sliren 4 kan være anordnet i en hvilken som helst ønsket retning. Fortrinnsvis er bajonettrøret og sliren anordnet vertikalt oppover eller vertikalt nedover, fortrinnsvis vertikalt oppover når tofase-fluid skal føres. Splittrør-oppsamlingsorganet 8 kan karakteriseres som et rør med en skillevegg 14 montert deri. Fortrinnsvis er skilleveggen 14 montert diametralt tvers over røret og deler røret i et første kammer som tjener som innløpskammeret 6 og et annet kammer som tjener som utløpskammeret 10. Slirerøret 4 kan beskrives som et første rørformet organ som har en første ende 16 som er festet til røret og en annen ende 18, til hvilken er montert en lukket del såsom sveisehetten 12. Bajonettrøret 2 kan dannes ved et annet rørformet organ som har en første ende 2 0 festet til skilleveggen 14 og en annen ende 22 som er anordnet på avstand fra den lukkede ende på det første rørformede organ. Den første ende av det annet rørformede organ er montert i en åpning 24 i skilleveggen 14 slik at en strømningsbane dannes fra det første kammer 6, gjennom innsiden 2 6 i det annet rørformede organ, og deretter gjennom en ringformet åpning 28 avgrenset mellom utsiden av det annet rørformede organ og innsiden av det første rørformede organ og inn i det annet kammer 10.

Det henvises nå til fig. 1, hvor et fluidinnløpsorgan 30 rager gjennom en sidevegg 32 i en beholder 34 og er forbundet med det første kammer. Et fluidutløpsorgan 3 6 rager gjennom sideveggen 32 i beholderen 34 og er forbundet med det annet kammer.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er beholderen 34 i stand til å inneholde et fluid, vanligvis en væske eller væske/damp-blanding, og kan være konstruert på lignende måte som den beholder som er vist på fig. 8, f.eks. Et parti av sideveggen 32 danner en generelt sylindrisk innvendig flate 38 i beholderen 34. Den generelt sylindriske innvendige flate 38 er symmetrisk anordnet rundt en longitudinell akse 13 8 i beholderen 34. (Se fig. 8). De generelle dimensjoner av beholderen 34 vil vanligvis velges slik at forholdet mellom lengden og diameteren generelt ligger i området fra 0,1:1 til 10:1. Fortrinnsvis vil forholdet mellom lengde og diameter når beholderen skal benyttes til en fermenteringsprosess, slik det skal beskrives nedenfor, ligge i området fra 0,3:1 til 5:1, idet forholdet mellom lengde og diameter helst ligger innenfor området fra 1:1 til 4:1.

Fluidinnløpsorganet 3 0 omfatter fortrinnsvis et materør 4 0 som rager gjennom sideveggen 32 i beholderen 34. Materøret 40 er fortrinnsvis forbundet med et buet tilførselsrør 42. Tilfør-selsrøret 42 rager fortrinnsvis generelt langs omkretsen rundt og anordnet på avstand fra den innvendige sidevegg i beholderen 34. Tilførselsrøret 42 er fortrinnsvis forbundet med det første kammer 6 ved et mate-stigerør 44. I gjæringsapparatet vil der vanligvis bli benyttet en rekke splittrør-samleorganer, og således vil en rekke mate-stigerør forbinde hvert tilførselsrør 42 med den nevnte rekke splittrør-samleorganer 8. I en foretrukket utførelsesform er mate-stigerørene 44 forbundet med et innvendig endeparti hos splittrør-samleorganene 8.

Fluidutløpsorganet 3 6 omfatter fortrinnsvis et første ut-slippsrør 11 som rager gjennom sideveggen 32 i beholderen 34. Se fig. 1. Utslippsrøret 11 er fortrinnsvis forbundet med et buet oppsamlingsrør 7 som strekker seg generelt langs omkretsen rundt innsiden av beholderen 3 4 anordnet på avstand fra sideveggen 32, fortrinnsvis anordnet mellom en eller flere bajonettrørkonstruksjoner 1 og det generelt sylindriske parti 38 av sideveggen 32. Et utslipp-stigerør 46 forbinder utløps-kammeret 10 i splittrør-oppsamlingsorganet 8 med det buede oppsamlingsrør 7. I et gjæringsapparat vil mange splittrør-samleorganer generelt foreligge, og således vil der anvendes et like stort antall stigerør 46.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er varme-vekslingsf luidet et kjølemiddel, fortrinnsvis ammoniakk. Under henvisning til fig. 8 er en gasskompressor 202 anordnet til å trekke fluid fra fluidutløpet 11. En kondensator 204 er anordnet for å kjøle en utslippsstrøm fra gasskompressoren 202. Et ledningsorgan 206 forbinder gasskompressoren 202 med kondensatoren 204. Et ledningsorgan 208 forbinder kondensatoren 204 med fluidinnløpsorganet 40. Fortrinnsvis omfatter led-ningsorganet 208 en pumpe 210 for å sørge for væskestrøm fra et utløp av kondensatoren 2 04 til bajonettrør-konstruksjonene 1. Et ledningsorgan 212 forbinder fortrinnsvis fluidutløpsorganet II med kompressoren 202.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er en rekke splittrør-organer 8 montert i beholderen 34 i en orientering som er generelt radiell med hensyn til den longitudinelle akse i beholderen 34. Fortrinnsvis er splittrør-samleorganene 8 gruppert i sett på 3-12 som danner bunter 52 og er innrettet på korder som passerer tvers over beholderen nær en beholderdiameter. Rørkonstruksjonene 1 rager fra hver nevnte rekke splittrør-organer 8 som en bunt med generelt parallelle rør som er fortrinnsvis orientert generelt parallelt med beholderens lengdeakse. Splittrør-organene 8 er fortrinnsvis anordnet i et lavere parti av beholderen og rørkonstruksjonene 1 rager oppover derfra. Rørkonstruksjonene 1 i tilgrensende rørrader er forskjøvet slik at rørene i rørbunten er arrangert i et triangulært hullmønster (pitch). Se fig. 2 og 3. De individu-elle rørkonstruksjoner 1 understøttes av stengene i et par stang-avbøyningsorganer dannet fra et første stang-avbøynings-organ 48 og et annet stang-avbøyningsorgan 50. Fortrinnsvis inneholder hvert av stang-avbøyningsorganene 48 og 50 tilstrekkelig mange stenger til at hver rørkonstruksjon 1 i rørbunten 52 er understøttet på to sider ved hvert stang-avbøyningsorgan 48 eller 50 og paret av stang-avbøyningsorganet 48 og 50 sammen understøtter alle fire sider i hver rørkonstruksjon 1 for derved å skaffe hvert rør 1 i bunten 52 radiell understøttelse. Om ønskelig kan stengene i hvert stang-avbøyningsorgan anordnes mellom vekslende rørrader som vist på fig. 9, f.eks., i hvilket tilfelle fire stang-avbøyningsorganer er nødvendige for å forsyne hver rørbunt med radiell støtte. Denne utførelsesform bevirker mindre trykkfall for longitudinelt strømmende fluider. Det er viktig at stenger 54 i stang-avbøyningsorganer 48 og 50 er dimensjonert slik at de berører og understøtter rørene på hver side av banen gjennom hvilken stengene er anordnet. Den nødvendige tverrsnittsdimensjon av stengene avhenger av tverrsnittsdimensjonen i banene gjennom hvilke stengene er anordnet. Stengene kan ha en hvilken som helst tverrsnittsform såsom rund, elliptisk, kvadratisk eller rektangulær, f.eks. Det foretrekkes imidlertid, for å skaffe punktkontakt mellom stangen og røret, at stengene er runde. Punktkontakt mellom røret og stangen letter rengjøring av rørbunten, et viktig hensyn i de tilfeller hvor bunten skal anvendes til å avkjøle en fermenteringsprosess slik det heretter er beskrevet.

Stang-avbøyningsorganene er konstruert for å hindre kollisjon mellom rørene og skade på rørbunten når den er i bruk. Stang-avbøyningsorganene hindrer også rørbevegelse som kan føre til tretthetssvikt ved sveisen mellom sliren og oppsamlingsorganet. For å hindre skade fra indre kollisjon mellom bajonettrøret 2 og sliren 4 er det ønskelig å anordne avstandsstykker 256 mellom hvert bajonettrør 2 og hver slire 4. Se fig. 6. Fortrinnsvis blir avstandsstykkene 256 sveiset på en utvendig flate av bajonettrøret 2. Fortrinnsvis er avstandsstykkene 256 noe langstrakte og rager longitudinelt langs den utvendige flate av bajonettrøret 2 for å redusere slagvirkningen ved strømning. I en foretrukket utførelsesform blir avstandsstykkene 256 dannet fra sveisestenger som er dimensjonert for å understøtte bajonettrøret 2 i sliren 4. Avstandsstykkene 256 er fortrinnsvis festet på den utvendige flate av bajonettrøret 2 for å skaffe radiell understøttelse av røret 2 inne i sliren 4. Således er der fortrinnsvis minst tre punktstøtter for hvert bajonettrør 2 inne i hver slire 4 ved avstandsstykkene 256.

Under henvisning til fig. 5 er der vist at fortrinnsvis kan det første stang-avbøyningsorgan 48 dannes fra et bånd 56 som omslutter rørbunten. Avstivere 90 rager fra hvert av båndene 56 generelt radielt, fortrinnsvis langs korder nær en diameter i beholderen, generelt parallelt med retningen av rørradene for å skaffe et organ til festing av båndene 56 og således avbøy-ningsorganene og rørbuntene med hensyn til beholderveggen. Avstivere 92 rager generelt på tvers av båndene 56 med hensyn til rørradenes retning for å skaffe ytterligere understøttelse av rørbunten slik at den blir i stand til å motstå de krefter som oppstår i en omrørt beholder når rørbuntene anvendes deri. Tverrstag 94 forbinder fortrinnsvis tilgrensende bånd 56 og rager korotasjonelt rundt et parti av rørbunten for bedre å kunne motstå vridende krefter.

Når rørbunten 52 skal anvendes i et gjæringsapparat for produk-sjon av gjær eller bakterier, er det ønskelig at konstruksjonen av bunten er tilstrekkelig åpen til å lette grundig rengjøring mellom hver driftsperiode. Stor avstand mellom de enkelte rør er således ønskelig. For å understøtte de på vid avstand anordnede rør kreves forholdsvis store støttestenger. Det kan også være ønskelig å anordne stengene ved meget spisse vinkler gjennom rørbunten slik at den økede stangdiameter som forår-sakes ved den større avstand mellom rørradene, bringes på et minimum. Generelt sett, når avstanden mellom tilgrensende rør i den samme rad ligger i området 1,5D-2,5D, hvor D er den utvendige diameter av rørene, ligger avstanden mellom tilgrensende rørrader i området 2D-4D og stengene har en diameter i området 0,5D-D.

Fig. 8 og 9 viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen

slik den anvendes i et gjæringsapparat.

Beholderen 34 som vist på fig. 8 er utstyrt med et omrørings-organ innbefattet en aksel 13 0 som er drevet ved drivorganer 139. Akselen 130 er vist utstyrt med to impellere 156 og 158. Impellerne 156 og 158 er konstruert fra skiver henholdsvis 152 og 154 på hvilke en rekke blader henholdsvis 151 og 153 er montert. Et større antall impellere kan anvendes, avhengig av beholderens høyde, bredde, dimensjonene på varmevekslerorganet etc. Som vist på fig. 8, foretrekkes det at den nederste impeller anordnes i nær tilslutning til et sprederorgan 149 for å lette oksygenoverføring i gjæringsfluidet. Med uttrykket "nær tilslutning til" menes det at den nederste impeller og sprederorganet er anordnet med en avstand på 1/3-1/10 impeller-diametre fra hverandre.

Ytterligere impellere kan anvendes på akselen 13 0 anordnet i en rekke forskjellige relative orienteringer. For lett montering på omrørerakselen 13 0 kan flere impellere anordnes på lik avstand langs akselen, idet den øverste impeller fortrinnsvis anordnes ved ca. 60% av beholderens høyde, som vist på fig. 8 for impeller 158.

De generelle dimensjoner av beholderen 34 velges slik at forholdet mellom lengde og diameter generelt ligger i området fra 0,1:1 til 10:1. Fortrinnsvis ligger forholdet mellom lengden og diameteren i gjæringsbeholderen i området fra 0,3:1 til 5:1, idet forholdet mellom lengden og diameteren helst ligger i området fra 1:1 til 4:1.

Varmevekslingsfluid skaffes til de parallelle rørkonstruksjoner 1 via innløpsorganet 30, som vist på fig. 8. Innløpsorganet 30 er fortrinnsvis forbundet til et forråd 2 08 av varmevekslingsfluid, fortrinnsvis flytende ammoniakk. Varmevekslingsfluidet passerer gjennom innløpsorganet 30. Etter at varme-vekslingsf luidet passerer gjennom rørkonstruksjonen 1 i bunten, samles det opp og slippes ut via organer 36. Fortrinnsvis anvendes minst to avbøyningsplater eller -organer (baffles) i form av rørbunter 52 av parallelle rørkonstruksjoner 1 i beholderen 34. Som vist på fig. 8 omfatter hvert avbøynings-organ en bunt med parallelle rørrader. Rørkonstruksjonene 1 i hvert avbøyningsorgan er typisk 25-90% av lengden av beholderens rette parti (generelt sylindrisk), idet de kuppelformede beholderender ikke er inkludert.

En rekke forskjellige antall rørbunter kan anvendes, avhengig av buntenes størrelse, antall rør pr. bunt etc. Inntil så mange som 3 0 bunter pr. beholder kan anvendes, idet et område på 4-24 avbøyningsorganer pr. beholder foretrekkes.

Bladene 151 kan monteres på skiven 152 på en rekke forskjellige måter, f.eks. med bladene 151 montert både vinkelrett på skivens plan og på en radiell projeksjon fra skivens vertikale akse, eller alternativt kan bladene 151 monteres på skiven 152 orientert på en vinkel med hensyn til skivens akse. Alternativt kan impellerkonstruksjoner andre enn den spesielle konstruksjon som her er vist, anvendes, såsom f.eks. impellere med aksial strømning, propeller av marin type og lignende. I en foretrukket utførelsesform vil den nederste impeller være utstyrt med en rekke blader som er orientert vinkelrett på skivens plan, mens de øvrige impellere, foruten den nederste, kan ha den samme utforming som denne eller den samme utforming som andre impellertyper som er kjent i faget.

Den øvre grense for impellerdiameteren er bestemt ved den innvendige diameter av rørbuntene som danner varmevekslingsorganer for beholderen, dvs. innsiden av de innerste rør som er montert på splittrør-samleorganet. En impellerdiameter som nærmer seg denne øvre grense, vil skaffe den maksimale mengde blanding pr. impeller. Det foretrekkes at impellerdiameteren ikke er mindre enn ca. 10% av den samlede innvendige beholderdiameter, og generelt vil impellerdiameteren ikke overstige ca. 40% av den samlede innvendige beholderdiameter. Fortrinnsvis vil der anvendes en diameter på 20-3 5% av den samlede innvendige beholderdiameter.

Som vist på fig. 8 er gjæringsbeholderen 34 også forsynt med et første innløp 146 og et annet innløp 147 såvel som gassinnløp 145. Skjønt beholderen 34 er vist med de to innløp 146 og 147, kan alt matningsmateriale til gjæringsapparatet innføres via kun ett innløpsorgan eller en rekke innløpsorganer, hvorved forskjellige matningskomponenter innføres separat. For eksempel, i mange gjæringsprosesser er det ønskelig å innføre næringsmedia og karbon- og energikilden som separate mate-strømmer. Skjønt innløpsorganer 146 og 147 er vist med én utløpsåpning hver, kan mer dispergert innføring av matningsmateriale oppnås ved anvendelse av innløp som har multiple utløpsåpninger. I tillegg kan innløpsåpningene passende anordnes på forskjellige steder i gjæringsbeholderen, idet de ofte er anordnet ut fra hensynet til hensiktsmessig konstruksjon.

Innløpet 145 benyttes til å innføre oksygen- og valgfritt nitrogen-kilden til gjæringsbeholderen. Gass som føres inn via innløpet 145 kommer inn i gjæringsbeholderen gjennom sprederen 149. Sprederen er fortrinnsvis anordnet symmetrisk i gjæringsbeholderen med hensyn til gjæringsbeholderens lengdeakse og har en overside som inneholder en rekke hull. Diameteren i sprederorganet er fortrinnsvis ikke større enn diameteren av den nederste impeller under hvilken oversiden av sprederen er anordnet i nær tilslutning.

Fremgangsmåten ved innføring av gass pluss plasseringen av impelleren 156 i nær tilslutning til sprederen 149 såvel som posisjonen av rørbuntene bidrar alle til det ekstremt høye nivå av oksygenoverføring som er mulig med gjæringsapparatet ifølge oppfinnelsen. Gjæringsbeholderen ifølge oppfinnelsen er i stand til å skaffe oksygenoverføringshastigheter på minst 3 00 millimol oksygen pr. liter pr. time (mmol 02/l/h). Dessuten er varmefjerningsevnen av oppfinnelsesgjæringsbeholderen tilstrekkelig til å fjerne de store mengder varme som produseres ved gjæringen, hvilke store mengder varme dannes som et resultat av de høye nivåer av oksygen som gjøres tilgjengelige for gjæringsvæsken. Således er varmefjerning av størrelsesorden minst ca. 36 kcal/l/h mulige med et gjæringsapparat konstruert i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Gjæringsbeholderen 34 er også utstyrt med organer til fjerning av ferment, dvs. åpning 148. Når fermenteringen utføres på kontinuerlig måte, kan kontinuerlig eller intermitterende uttak av ferment oppnås via åpningen 14 8 mens nye næringsmidler skaffes via innløpsåpninger 146, 147 og 145.

Gjæringsbeholderen 34 er videre utstyrt med minst ett organ for avgassing av skum, f.eks. en skumbryter, slik som f.eks. den skumbryter som er angitt i US-PS 4 373 024 eller den konstruksjon av elementer 162, 164 og 166 som danner det avgassingsorgan som er vist på fig. 8. Konuser 162 er montert på en aksel 164 som roteres ved et drivorgan 166. Sammenstøt mellom skummende gjærstoff og roterende konuser 162 bevirker oppbrytning av skummet, og bevirker at væsken returnerer til hovedpartiet av gjæringsbeholderen mens gass som frigjøres fra skummet slippes ut fra gjæringsapparatet via en rørledning 168. Skjønt minst én skumbryter anvendes på gjæringsbeholderen ifølge oppfinnelsen, kan tilstrekkelig skumbrytningskapasitet til å håndtere den mengde skum som ventes fra en gitt gjæringsprosess, skaffes ved et riktig antall skumbrytere anordnet rundt det kuppelformede parti av gjæringsbeholderen.

De vandige aerobe gjæringsprosesser krever molekylært oksygen som tilføres via gass inneholdende molekylært oksygen, f.eks. luft, oksygen-anriket luft eller endog stort sett rent molekylært oksygen for å opprettholde gjærstoffet med et partial-trykk for oksygen som er virksomt i å bidra til veksten av mikroorganisme-artene eller biokjemisk omdannelse av substratet på en fremgangsrik måte. Ved bruk av et oksygenert hydrokarbon-substrat kan de samlede oksygenbehov for vekst eller substrat-omdannelse av mikroorganismen reduseres i forhold til behovene når et alkan anvendes.

Det trykk som anvendes for det mikrobielle gjæringstrinn, kan variere innen vide områder. Typiske trykk er 0-1,03 MPa, for tiden foretrekkes 0-414 kPa, helst 241-276 kPa, da en balanse mellom utstyrs- og driftskostnader i forhold til oksygen-oppløselighet oppnås. Trykk høyere enn atmosfæretrykk er for-delaktige, fordi slike trykk er tilbøyelige til å øke kon-sentrasjonen av oppløst oksygen i den vandige gjæringsvæske, noe som i sin tur kan bidra til å øke celleveksthastigheten. Samtidig blir dette motvirket av det faktum at høye trykk øker utstyrs- og driftskostnadene.

Kjølemiddelet har vanligvis tilstrekkelig trykk og strømnings-hastighet til å resultere i et damp/væske-utslipp fra rørbunten på en temperatur i området 0-10°C.

Claims (7)

1. Varmevekslerapparat omfattende a) en beholder (34) for innehold av en væske, hvilken beholder har en sidevegg (32) som avgrenser en stort sett sylindrisk innvendig flate (38) og har en longitudinell akse (138) omkring hvilken sideveggen er stort sett symmetrisk anordnet, b) en rekke rørformede organer (2, 4) som er anordnet stort sett parallelt med den longitudinelle akse, idet en fluidstrømningsbane er dannet fra et første innløpskammer (6) gjennom de rørformede organer inn i et annet utløpskam-mer (10), c) fluidinnløpsorgan (40, 42) som står i forbindelse med det første kammer (6), omfattende et materør (40) som rager gjennom sideveggen i beholderen (34) og et buet tilførsels-rør (42) som rager rundt omkretsen på innsiden av beholderen i en posisjon anordnet på avstand fra beholderens sidevegg og fluidutløpsorgan (11, 7) som står i forbindelse med det annet kammer (10) bestående av et utløpsrør (11) som rager gjennom sideveggen i beholderen (34) og et buet oppsam-lingsrør (7) som rager langs omkretsen rundt innsiden av beholderen (34) i en posisjon på avstand fra beholderens sidevegg, karakterisert ved at: d) en rekke splittrør (8) er montert i beholderen (34) med eri stort sett radiell orientering med hensyn til den longitudinelle akse, hvilke splittrør hver har en skillevegg (14) som deler det innvendige rom i det første kammer (6) og det annet kammer (10), idet e) de rørformede organer (2, 4) omfatter en første rekke organer (4) og en annen rekke organer (2), hvilke organer er montert på hvert splittrør (8) parallelt med den longitudinelle akse, idet hvert første organ (4) er festet ved sin første ende til en sidevegg i splittrøret (8) og er lukket ved sin annen ende, hvert nevnte annet organ (2) er anordnet inne i hvert første organ (4) idet en fluid-strømningsbane dannes fra det første kammer (6) gjennom det annet rørformede organ (2) gjennom en ringformet åpning (28) mellom det annet rørformede organ og det første rørformede organ og deretter inn i det annet kammer (10), f) det buede tilførselsrør (42) er forbundet med det første kammer (6) ved et innvendig endeparti av de splittede rør (8) ved en rekke mate-stigerør (44), og g) det buede oppsamlingsrør (7) er forbundet med det annet kammer (10) ved et utvendig endeparti i splittrørene (8) ved en rekke utløpsstigerør (46).

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en rekke avstandsstykker (256) anordnet i den ringformede åpning (28) mellom det første rørformede organ (4) og det annet rørformede organ (2) for å holde disse på avstand fra hverandre.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fluidinnløpsorganet (40, 42) og fluid-utløpsorganet (7, 11) er anordnet i beholderens nedre parti, og det første rørformede organ (4) og det annet rørformede organ (2) rager fra fluidinnløpsorganet (40, 42) og fluidutløps-organet (11, 7) i retning av beholderens øvre parti.

4. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det ytterligere omfatter et omrøringsorgan som har a) en akse (130) som er sentralt anordnet inne i beholderen (34) og ko-aksialt innrettet med beholderens longitudinelle akse (138), b) drivorganer (139) som er festet til aksen (130), og c) en rekke impellere (156, 158) som er montert på aksen, idet diameteren av impellerne ikke er større enn diameteren av en fri sone avgrenset av de rørformede organer som ligger nærmest den indre ende av de radielt anordnede splittrør (8) .

5. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at de rørformede organer (2, 4) som er festet til splittrørene (8) er gruppert i bunter (52) på 3-12 splittrør idet beholderen inneholder en rekke bunter (52).

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at de utvendige overflater av de første rørformede organer (4) er adskilt ved en avstand på minst ID, fortrinnsvis 1,5-2,5D, hvor D er den utvendige diameter av de nevnte første rørformede organer.

7. Anvendelse av apparatet som angitt i et av kravene 4-6 i en gjæringsprosess.