NO750584L - - Google Patents

Description

"Fermenteringsanlegg".

Denne oppfinnelse vedrører et med luftoppdrift arbeidende fermenteringsanlegg hvor luften kan være anriket eller ikke anriket med oksygen.

Fermenteringsanlegg med luftoppdrift er slike

anlegg hvor kraften som trenges for å tilveiebringe den nød-vendige sammenblanding av luft og fermenteringsvæske innføres utelukkende ved virkning av luften som benyttes for fermenteringen .

Bruken av fermenteringsanlegg med luftoppdrift har vist seg å være av interesse for en stor mengde anlegg, når dimensjonsforholdene fører til at bruken av ytre mekariXske omrøringsanordninger blir vanskelig og kostbar og slike fermenteringsanlegg med luftoppdrift har vist seg å være praktisk anvendelige for slik fermentering som krever en høy og konstant aereringsgrad og hvor væsken eller væskene har passende reologiske egenskaper (ikke stor tilsynelatende tetthet).

Luftoppdrift-fermenteringsanlegg kan enten være av den type som arbeider med naturlig sirkulasjon eller med tvungen sirkulasjon. I anlegg med tvungen sirkulasjon oppnås resirkulering av væsken som løftes av luften ved hjelp av ytre mekanisk kraft (den resirkulerte væske pumpes) mens i anlegg med naturlig sirkulasjon tilveiebringes resirkuleringen ved hjelp av en gradient av tilsynelatende tetthet som dannes ved luftens opp-driftvirkning.

Men har hittil utført fermenteringsanlegg med luftoppdrift både med tvungen sirkulasjon og med naturlig sirkulasjon. I begge anleggstyper har men tilveiebragt kjøling av væske som er nødvendig for utbalansering av varmen som utvikles ved fermentering ved å benytte en kjøleanordning utenfor selve fermenteringsanlegget. Kjøleanordningen danner derfor et element som er adskilt fra fermenteringsanleggets hoveddel og er forbundet med denne ved hjelp av et ytre system av resirkulasjonsrør.

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt et fermenteringsanlegg med luftoppdrift og naturlig sirkulasjon hvor resikulasjonen skjer innenfor selve fermenteringsanlegget uten hjelp av ytre rør og bare ved benyttelse av en hensiktsmessig anordning av membraner på innersiden av anlegget og hvor kjølingen av fermenteringsvæskeS oppnås ved hjelp av en varmeveksler anordnet innenfor selve fermenteringsanlegget.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved

hjelp av et eksempel under henvisning til tegningene hvor:

Fig. 1 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom et fermenteringsanlegg ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 og 3 viser tverrsnitt av henholdsvis langs

linje II-II og III-III på fig. 1,

Fig. 4 viser som topres en detalj ved anleggets

varmeutveksler,

Fig. 5 et snitt langs linjen V-V på fig. 4,

Fig. 6 viser et snitt langs linjen VI-VI på fig. 4, Fig. 7 er et toppriss av noen detaljer av en luftfordeler, Fig. 8 er et sideriss av en del av luftfordeleren

ifølge fig. 7.

På fig. 1 til 3 viste anlegg omfatter en fermen-teringssone 1 som er dannet mellom to parallelle membraner 6 anordnet vertikalt innenfor anleggets sylindriske mantel 7.

På toppen av anlegget finnes en kuppel 8 med et tverrsnitt betydelig større enn den sylindriske mantel 7 og forbundet med mantelen ved hjelp av en som avkappet kjegle formet vegg 9 som sammen med membranen 6 begrenser en deaereringssone 3 som ved toppen er i forbindelse med en sone 2 for separering av gass fra væske og ved bunnen med to mellomrom 4 som danner resirkulasjonssonen.

I nærheten av mantelen 7 bunn 10 finnes en varme-utvekslingsenhet 11 og en luftfordeler 12 som skal beskrives nærmere nedenfor.

Virkemåten er som følger:

I fermenteringssonen 1 løftes væsken opp og blandes kraftig ved hjelp av luften som mates inn gjennom fordeleren 12 anordnet ved sonens basis umiddelbart over varmeutvekslingssonen 5. •

Luften som strømmer ut fra fordeleren med stor hastighet bibringer væsken en energi som kreves for lufting og blanding. Som en umiddelbar følge av denne virkning av luften etableres en differanse av tilsynelatende tetthet mellom ^jden aererte væske i fermenteringssonen 1 og Iden ikke aererte væske i aereringssonen 3 og resirkulasjonssonen 4 slik at det muliggjøres og tilveiebringes en riaturlig sirkulasjon av væsken fra de ikke aererte soner 3 og 4 gjennom varmeutveksleren 11, til den aererte sone 1.

De kjemisk biologiske omdannelser som er knyttet

til fermenteringen skjer i sonen 1 og de ledsages av utvikling av varme som må ledes bort slik at man kan holde temperaturen ved den optimale arbeidsverdi. Denne varme fjernes i varmeutvekslingssonen 5.

Luften og den stigende væske beveger seg oppover under kraftig sammenblanding idet de passerer fermenteringssonen 1 inntil de når toppen dannet ved overløp for matning av væske til deaereringssonen 3. Selve væsken renner over i deaereringssonen 3 mens luften som slipper ut fortsetter sin bevegelse oppover mot sonen 2 hvor luftens hastighet avtar som følge av ut-videlsen av ferdselsarealet og som følge av virkningen av sentrifugal separatorer ved utløpet fra fermenteringsanlegget hvor luften skyves fra væskedråper som blir prøvet med denne.

Når væsken forlater fermenteringssonen 1 renner den ned i deaereringssonen 3 hvor luftboblene som ble igjen i væsken får anledning til å frigjøre seg fra væsken,,hvoretter væsken passerer resirkulasjonssonen 4 og varmeutvekslingssonen 5 og strømmer påny inn i fermenteringssonen 1. I varmeutvekslingssonen 5 er det anordnet et rørgitter eller lignende som skylles fra en ytre kjøleinnretning (sjøvann, vann fra et vanntårn, eller et annet middel) som tillater bortføring av varmen som dannes under fermenteringen slik at fermenteringstemperaturen kan holdes ved den optimale verdi.

Energien som er nødvendig til resirkulering tilveiebringes ved hjelp av Nevnte fermenteringsluft og bibringes væskemassen ved oppdriftsvirkningen som utøves av luften.

Varmeutveksleren 11 er vist i detalj på fig. 4, 5 og 6. Utveksleren omfatter et rørgitter 13 som er direkte nedenket innenfor anleggets mantel 7 som ved endene er lukket med enderørplater 14.

Varmeutveksleren 11 er anordnet under luftfordeleren 12 i sonen som er dannet mellom endedelene av resirkulerings-sonenes to skillemembraner 6. Tverrsnittet på rørgitteret er trapeformet, med tanke på sikre hensiktsmessig oppdeling av væskestrømmen gjennom gitteret. Konturene for gitterets tverrsnitt er bestemt ved følgende verdier (se fig. 5):

Forsøk har vist at følgende forhold mellom de om-talte verdiene er mest hensiktsmessige for Oppnåelse og sikring av riktig strømfordeling:

Rørgitteret 13 kan fremstilles av forskjellige materialer avhengig av spesielle kEitiske forhold som er til stede under fermenteringen i påkbmmende tilfelle og avhengig av fluidet som skal brukes til kjøling. Det har vist seg at rør fremstilt av titan har vært meget brukbare og likeså rør av legeringer som tillater at sjøvann kan brukes direkte som skylle-middel.

Luftfordeleren (fig. 7 og 8) er av standardtype med en sentral manifold 15 og tverrgrener 16, og er utført slil at den dekker hele tverrsnittsarealet av passasjen gjennom f.ermenteringssonen.

Utstrømningen skjer gjennom blåsedyser 17 som er hensiktsmessig fordelt i det øvre parti av manifolden og tverr-grenene.

Fordelingen av blåsedysene kan være uensartet, men dog slik at det der oppnås en større aerering tilsvarende rør-gitterets midtre parti eller sidepartier for å oppnå den ønsjede underdeling av strømmen gjennom rørgitteret.

Som nevnt ovenfor er fermenteringssonen skilt fra deaereringssonen og resirkulasjonssonen ved hjelp av én eller to membraner 6 som anordnet parallelt med fermenteringsarileggets akse og med rørgitterets akse.

Hellingen på membranene kan varieres langs anleggets høg^de slik at deres forløp avviker fra vertikalen, gor om nødvendig å oppnå en variabel anordning både av fermenteringssonen, s'epareringssonen og deaereringssonen, for å komme frem til beste størrelse på anlegget.

Claims (8)

1. Fermenteringsanlegg av luftoppdriftstypen, karakterisert ved at det i kombinasjon omfatter et hult sylindrisk legeme som er anordnet vertikalt og oppdelt i tre soner ved hjelp av to membraner forløpende parallelt med det sylindriske legemets akse, hvor anleggets sentrale sone er bestemt til frementering av væsken eller massen og de to sidesoner tjener til resirkulering av selve væsken eller massen etter at denne har passert en varmeutveksler og en luftfordeler som begge er anordnet i nærheten av nevnte sylindriske legemes bunn.

2. Anlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at membranene slutter ved sin topp i en kuppel med utvidet tverrsnitt bestemt for separering av gassen fra væsken, og forbundet med nevnte sylindriske legeme ved hjelp av en vegg i form av en avkortet kjegle og som sammen med membranene danner en deaereringssone.

3. Anlegg ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at varmeutvekslerens rørgitter er anordnet innenfor selve fermenteringsanlegget og har trapesoid- •formet tverrsnitt med den største tykkelse beliggende symetrisk om fermenteringssonens geometriske akse.

4. Anlegg ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at luftfordeleren er utstyrt med differensierte tilføringsinnretninger for oppnåelse av optimal strømming av væske gjennom rørgitteret.

5. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte indre skillemembraner tillater en variabel anordning av fermenteringsanleggets forskjellige soner for oppnåelse av best mulig omrøring i fermen teringssonen og separering av gassen fra væsken.

6. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående ktav, karakterisert ved at varmeutveksleren er ved hver ende utstyrt med et par rørplater anordnet utenfor mantelen for å unngå enhver mulighet for forurensing av fermenteringsyæsken som følge av et tap fra sveisene eller i ekspansjonsforbindelsene av rørene med platene for å tillate en enkel indre og ytre rensing av rørene.

7. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at varmeutveksleren kan være direkte matet med sjøvann.

8. Anlegg ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det er mulig å trekke ut kontinuerlig fermenteringsvæsken eller tilsette kulturmedium og reagenser i de mest hensiktsmessigesoner for å oppnå best mulig effektivitet ved at sonene bibringes hensiktsmessig om-røring muligens mekanisk omrøring.