RU2021347C1 - Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir - Google Patents

Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir Download PDF

Info

Publication number
RU2021347C1
RU2021347C1 SU5030774A RU2021347C1 RU 2021347 C1 RU2021347 C1 RU 2021347C1 SU 5030774 A SU5030774 A SU 5030774A RU 2021347 C1 RU2021347 C1 RU 2021347C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
liquid
mixing
box
chamber
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Владимирович Козлов
Валерий Наумович Наумов
Original Assignee
Виктор Владимирович Козлов
Валерий Наумович Наумов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Владимирович Козлов, Валерий Наумович Наумов filed Critical Виктор Владимирович Козлов
Priority to SU5030774 priority Critical patent/RU2021347C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2021347C1 publication Critical patent/RU2021347C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: chemical engineering, particularly, microbiological industry. SUBSTANCE: apparatus incorporates vertical straight-flow mixing chamber having perforated wall enclosed in additional chamber shaped as box to which is connected gas feed pipe. Box wall also has perforations whose dimensions diminish throughout length of chambers in direction of upflow. Box may have gas discharge openings in its upper portion. In its lower portion, box has liquid drain openings. EFFECT: more effective admixing of gases and liquids. 4 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для насыщения газом и перемешивания жидкостей в емкостях и может быть использовано в аппаратах для культивирования микроорганизмов, например при производстве дрожжей, в частности хлебопекарных, а также для гомогенизации суспензий, например в мелассохранилищах. The invention relates to a device for saturation of gas and mixing liquids in containers and can be used in apparatus for the cultivation of microorganisms, for example in the production of yeast, in particular bakery, as well as for the homogenization of suspensions, for example in molasses.

Известно устройство [1] насыщения газом и перемешивания жидкости в емкостях, содержащее конические тарелки с кольцевыми патрубками в вершинах для поступления жидкости, установленные с образованием между ними кольцевого сопла для выхода веерной струи, расположенную с зазором между ними укрепленную на вращающемся валу газовую турбину из двух усеченных конусов и кольцевой диск с лопатками. A device [1] for gas saturation and fluid mixing in containers is known, comprising conical plates with annular nozzles at the vertices for liquid intake, installed with the formation of an annular nozzle between them for the exit of a fan stream, a gas turbine of two mounted on a rotating shaft with a gap between them truncated cones and an annular disk with blades.

Известно также устройство [2], состоящее из укрепленного на вращающемся электродвигателем валу центробежного рабочего колеса с коаксиально расположенным патрубком для входа жидкости в виде сопла Вентури, камеры с трубками для подачи газа в жидкость и газоподводящей трубы. A device [2] is also known, consisting of a centrifugal impeller mounted on a shaft rotating with an electric motor with a coaxially located nozzle for fluid inlet in the form of a Venturi nozzle, a chamber with tubes for supplying gas to the fluid, and a gas supply pipe.

Недостатками обоих устройств являются: сложность, трудоемкость изготовления, высокая стоимость и повышенная энергоемкость, что связано с наличием турбины, центробежного колеса, вращающегося вала, подшипников, электродвигателя; неэффективность применения для многофазных жидкостей (суспензий), связанная с сепарацией частиц, например посевного материала и культуральной среды (в аппаратах для культивирования микроорганизмов) или мелассы (в мелассохранилищах), при повороте потока смеси на 90о при входе в рабочее колесо (при этом предварительно перемешанная с газом жидкость отсепарируется, вследствие чего, например в дрожжерастильном аппарате, увеличения насыщения среды кислородом воздуха не произойдет; организация течения газа и жидкости вертикально вниз не позволяет использовать "даровую" подъемную силу пузырьков газа; возможность инфицирования новой порции биомассы при использовании устройства в циклически работающей емкости, например в аппарате для культивирования микроорганизмов, связанная с затруднительностью качественной мойки и стерилизации устройства после предыдущего цикла; неэффективность работы в больших емкостях из-за сложности установки одновременно нескольких устройств.The disadvantages of both devices are: complexity, the complexity of manufacturing, high cost and increased energy intensity, which is associated with the presence of a turbine, centrifugal wheel, a rotating shaft, bearings, an electric motor; the ineffectiveness of multiphase fluids (suspensions) associated with separation of particles, such as seed and culture environment (for microorganism cultivation apparatus) or molasses (in melassohranilischah) when rotating mixture flow at 90 at the entrance of the impeller (the pre the liquid mixed with gas is separated, as a result of which, for example, in a yeast-growing apparatus, there will be no increase in the saturation of the medium with atmospheric oxygen; the organization of the flow of gas and liquid does not allow vertical downward It makes it possible to use the "free" lifting force of gas bubbles; the possibility of infection of a new portion of biomass when using the device in a cyclically working container, for example in an apparatus for cultivating microorganisms, due to the difficulty of high-quality washing and sterilization of the device after the previous cycle; inefficiency in large containers due to the difficulty of installing multiple devices at the same time.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство [3] для аэрации и перемешивания жидкости к аппаратам для выращивания микроорганизмов, содержащее вертикальный газоподводящий патрубок с перфорацией для подачи воздуха и цилиндроконическую трубу, установленную коаксиально патрубку. По сути дела это устройство представляет собой прямоточную камеру смешения кольцевой формы с одной из стенок (в данном случае - внутренней), перфорированной отверстиями для ввода газа (воздуха), и с направлением газожидкостного потока в камере снизу вверх, соединенную с газоподводящей трубой. При этом последняя используется для образования внутренней (перфорированной для ввода газа) стенки кольцевой камеры. Closest to the technical nature of the claimed device is a device [3] for aeration and mixing of liquids to apparatus for growing microorganisms, containing a vertical gas supply pipe with perforation for air supply and a cylinder-conical pipe mounted coaxially to the pipe. In fact, this device is a direct-flow mixing chamber of an annular shape with one of the walls (in this case, the inner one), perforated with gas (air) inlets, and with the direction of gas-liquid flow in the chamber from the bottom up, connected to the gas supply pipe. In this case, the latter is used to form the inner (perforated for gas input) wall of the annular chamber.

Недостатками этого устройства являются: неустойчивая работа, что связано с реализацией кольцевой камеры смешения; образование крупных конгломератов пузырей на свободной границе, вытекающей из камеры смешения струи; конструктивная сложность из-за необходимости установки пилонов для крепления кольцевой камеры, что, кроме того, вызывает асимметрию течения и также способствует неустойчивой работе. Все это приводит к неэффективности применения такого устройства как в аппаратах для культивирования микроорганизмов (из-за недостаточных равномерности распределения посевного материала по объему, насыщения воздухом и перемешивания культуральной среды), так и для смешения многофазных жидкостей в емкостях (из-за невозможности достижения высокого уровня гомогенизации). Кроме того, центральный подвод воздуха в камеру смешения ограничивает возможности по подаче больших объемов газа, а также суживает диапазон вариантов конструктивных исполнений устройства. The disadvantages of this device are: unstable operation, which is associated with the implementation of the annular mixing chamber; the formation of large conglomerates of bubbles at the free boundary flowing from the jet mixing chamber; structural complexity due to the need to install pylons for mounting the annular chamber, which, in addition, causes asymmetric flow and also contributes to unstable operation. All this leads to the ineffectiveness of using such a device both in apparatus for cultivating microorganisms (due to insufficient uniform distribution of seed over the volume, air saturation and mixing of the culture medium), and for mixing multiphase liquids in containers (due to the impossibility of achieving a high level homogenization). In addition, the central air supply to the mixing chamber limits the ability to supply large volumes of gas, and also narrows the range of design options for the device.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключалась в создании простого компактного устройства, реализующего эффективное насыщение газом (например воздухом) и (применительно к аппаратам для культивирования микроорганизмов)/или (применительно к гомогенизации многофазных жидкостей) перемешивание жидкости в емкости. The problem to which the claimed invention is directed, was to create a simple compact device that implements effective saturation with gas (for example, air) and (in relation to apparatus for the cultivation of microorganisms) / or (in relation to the homogenization of multiphase liquids) mixing the liquid in the tank.

Поставленная задача решена с помощью того, что описанное выше устройство, содержащее прямоточную в направлении верхней полусферы пространства камеру смешения и газоподводящую трубу, снабжено камерой для подачи газа, выполненной в виде замкнутого короба, прикрепленного снаружи к перфорированной стенке камеры смешения и сообщенного с газоподводящей трубой, причем внешняя боковая стенка короба выполнена перфорированной отверстиями для выхода газа. The problem is solved by the fact that the above-described device, containing a mixing chamber and a gas supply pipe flowing in the direction of the upper hemisphere of the space, is equipped with a gas supply chamber made in the form of a closed box attached externally to the perforated wall of the mixing chamber and communicating with the gas supply pipe, moreover, the outer side wall of the box is made of perforated openings for gas outlet.

В частных случаях, например при относительно большой длине камеры смешения или при относительно небольших расходах газа, когда на истечение из отверстий камеры для подачи газа может повлиять градиент гидростатического давления по высоте емкости, размеры отверстий перфораций могут быть выполнены уменьшающимися по длине стенок в направлении потока. Кроме того, верхняя торцевая стенка короба может быть перфорирована отверстиями для выхода газа, а нижняя - дренажными отверстиями для слива жидкости, например при мойке и/или дезинфекции устройства. In special cases, for example, with a relatively large length of the mixing chamber or with relatively small gas flow rates, when the outflow from the openings of the gas supply chamber can be affected by the hydrostatic pressure gradient along the height of the tank, the size of the perforation holes can be made to decrease along the length of the walls in the direction of flow. In addition, the upper end wall of the box can be perforated with openings for gas outlet, and the bottom with drainage holes for draining the liquid, for example, when washing and / or disinfecting the device.

Осуществление описанной совокупности существенных признаков заявляемого изобретения приводит к реализации центральной (в отличие от кольцевой в прототипе) камеры смешения, что позволяет увеличить интенсивность и улучшить качество смешения газа с жидкостью. Физически это объясняется не только преимуществом такой камеры с точки зрения устойчивости процесса, но и в большой степени следующим. Как показали эксперименты, в камере смешения возможна реализация вторичного закрученного течения, поэтому в кольцевой камере этот эффект приводит к сепарации жидкости у наружной непроницаемой стенки, а в центральной, наоборот: эжектируемая в околоосевую область жидкость переносится центробежными силами к перфорированной стенке камеры навстречу струйкам вдуваемого газа. Кроме того, образующийся при одновременном истечении газа через наружную стенку короба восходящий поток пузырьков газа вблизи этой стенки способствует, как показали эксперименты, диспергации газожидкостной струи, вытекающей из камеры смешения, препятствуя образованию крупных конгломератов пузырей газа на свободной границе струи. The implementation of the described combination of essential features of the claimed invention leads to the implementation of a central (in contrast to the annular in the prototype) mixing chamber, which allows to increase the intensity and improve the quality of mixing gas with liquid. Physically, this is explained not only by the advantage of such a camera in terms of process stability, but also to a large extent by the following. Experiments have shown that a secondary swirling flow can be realized in the mixing chamber; therefore, in the annular chamber this effect leads to liquid separation at the outer impermeable wall, and in the central chamber, on the contrary: the liquid ejected into the near-axis region is transferred by centrifugal forces to the perforated chamber wall towards the trickles of injected gas . In addition, an upward flow of gas bubbles formed at the simultaneous outflow of gas through the outer wall of the duct near this wall promotes, as shown by experiments, dispersions of the gas-liquid jet flowing from the mixing chamber, preventing the formation of large conglomerates of gas bubbles at the free boundary of the jet.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является вытекающее из изложенного увеличение степени насыщения газом и перемешивания жидкости в емкости. Thus, the technical result achieved by the implementation of the invention is the increase in the degree of saturation with gas and mixing of the liquid in the tank resulting from the foregoing.

В случае применения устройства, например, в дрожжерастильном аппарате происходит не только интенсивное насыщение культуральной среды кислородом воздуха (в камере смешения устройства и в зонах над и вокруг него) и ее эффективное перемешивание в рециркуляционной зоне вокруг устройства, но и достигается другой результат, заключающийся в равномерном распределении засевного материала в аппарате. В частных случаях (см. выше) выполнение отверстий перфораций уменьшающимися по длине устройства в направлении потока позволяет нивелировать негативное влияние градиента давления по высоте емкости на эффективность работы устройства (как показали эксперименты, такое распределение отверстий по длине позволяет перераспределить гидравлическое сопротивление таким образом, чтобы обеспечить, одновременную работу всех отверстий в широком диапазоне расходов газа). Кроме того, выполнение верхней стенки короба перфорированной отверстиями для выхода газа позволяет при необходимости увеличить газопропускную и аэрационную способность устройства при тех же скоростях истечения из отверстий и/или усилить эффект, создаваемый (см. выше) потоком пузырьков из отверстий наружной стенки короба, а выполнение его нижней стенки дренированной упрощает процесс мойки и дезинфекции после завершения рабочего цикла аппарата. In the case of using the device, for example, in a yeast-growing apparatus, not only does the culture medium intensively saturate with atmospheric oxygen (in the mixing chamber of the device and in the zones above and around it) and it is effectively mixed in the recirculation zone around the device, but another result is achieved, consisting in uniform distribution of seed in the apparatus. In special cases (see above), the implementation of perforation holes decreasing along the length of the device in the direction of flow allows you to level the negative effect of the pressure gradient along the height of the tank on the efficiency of the device (as shown by experiments, such a distribution of holes along the length allows you to redistribute the hydraulic resistance so as to ensure , simultaneous operation of all openings in a wide range of gas flow rates). In addition, the implementation of the upper wall of the duct perforated with openings for gas outlet allows, if necessary, to increase the gas transmission and aeration ability of the device at the same flow rates from the openings and / or to enhance the effect created (see above) by the flow of bubbles from the openings of the outer wall of the duct, and its bottom wall drained simplifies the cleaning and disinfection process after completion of the working cycle of the device.

Использование устройства для перемешивания многофазных жидкостей (суспензий) в емкости позволяет повысить степень их гомогенизации перед использованием, что, например, увеличивает удельную производительность дрожжерастильного аппарата при использовании в качестве сырья мелассы. Кроме того, появляется возможность осуществления предварительного насыщения исходного сырья дрожжевого производства кислородом воздуха, что также положительно влияет на производительность аппарата. The use of a device for mixing multiphase liquids (suspensions) in a container allows to increase the degree of their homogenization before use, which, for example, increases the specific productivity of the yeast-growing apparatus when molasses is used as raw material. In addition, it becomes possible to pre-saturate the initial yeast production with atmospheric oxygen, which also positively affects the performance of the apparatus.

На фиг. 1 схематично изображено заявляемое устройство в разрезе, помещенное в жидкость (стрелками показаны направления движения газа и жидкости); на фиг. 2...6 - варианты устройства с камерой смешения соответственно с цилиндрическим (фиг. 2), диффузорным (фиг. 3) непроницаемыми и диффузорным проницаемым выходными участками (фиг. 4), в компоновке с циркуляционным стаканом (фиг. 5), с прямоугольной формой поперечного сечения (фиг. 6); на фиг. 7...13 - возможные варианты размещения устройства в емкостях (например, аппаратах для культивирования микроорганизмов или емкостях-хранилищах суспензий): с подводом газа через боковую стенку емкости (фиг. 7) или сверху (фиг. 8), с одноярусным размещением нескольких устройств с цилиндрической (фиг. 9) или прямоугольной (фиг. 10) камерами смешения; с многоярусным размещением нескольких устройств (фиг. 11); в компоновке с аэрационным устройством другого типа - трубчатым (фиг. 12); в компоновке с теплообменниками панельного типа (фиг. 13). In FIG. 1 schematically shows the inventive device in section, placed in a liquid (arrows indicate the direction of movement of gas and liquid); in FIG. 2 ... 6 are variants of a device with a mixing chamber, respectively, with a cylindrical (Fig. 2), diffuser (Fig. 3) impermeable and diffuser permeable outlet sections (Fig. 4), in an arrangement with a circulation cup (Fig. 5), with rectangular cross-sectional shape (Fig. 6); in FIG. 7 ... 13 - possible options for placing the device in containers (for example, apparatus for cultivating microorganisms or storage tanks for suspensions): with gas supply through the side wall of the container (Fig. 7) or from above (Fig. 8), with a single-tier placement of several devices with a cylindrical (Fig. 9) or rectangular (Fig. 10) mixing chambers; with multi-tier placement of several devices (Fig. 11); in a layout with an aeration device of another type - tubular (Fig. 12); in layout with panel-type heat exchangers (FIG. 13).

Устройство для насыщения газом и перемешивания жидкости в емкостях включает прямоточную в направлении верхней полусферы пространства камеру смешения 1 (фиг. 1...13) со стенкой 2 (фиг. 1), перфорированной отверстиями 3 (фиг. 1) для ввода газа в камеру смешения 1, газоподводящую трубу 4 (фиг. 1. . . 13) и камеру 5 (фиг. 1...13) для подачи газа, выполненную в виде короба, прикрепленного снаружи к стенке 2 камеры смешения 1 и сообщенного с газоподводящей трубой 4. Внешняя боковая стенка 6 (фиг. 1) короба выполнена перфорированной отверстиями 7 (фиг. 1) для выхода газа. A device for gas saturation and fluid mixing in containers includes a direct-flow mixing chamber 1 (Fig. 1 ... 13) with a wall 2 (Fig. 1) perforated with openings 3 (Fig. 1) for introducing gas into the chamber in the direction of the upper hemisphere of space mixing 1, a gas supply pipe 4 (Fig. 1... 13) and a chamber 5 (Fig. 1 ... 13) for supplying gas, made in the form of a box attached externally to the wall 2 of the mixing chamber 1 and in communication with the gas supply pipe 4 The outer side wall 6 (Fig. 1) of the box is made of perforated holes 7 (Fig. 1) for the exit of gas.

Верхняя торцевая стенка 8 (фиг. 1) короба может выполняться перфорированной отверстиями 9 (фиг. 1). Отверстия 3 и 7 могут выполняться уменьшающимися по длине стенок 2 и 6 в направлении потока в камере смешения 1. Кроме того, при необходимости, в коробе могут быть выполнены дренажные отверстия 10 (фиг. 1) для слива попавшей в короб жидкости или дезинфецирующего состава при мойке. The upper end wall 8 (Fig. 1) of the box can be perforated with holes 9 (Fig. 1). Holes 3 and 7 can be made decreasing along the length of the walls 2 and 6 in the direction of flow in the mixing chamber 1. In addition, if necessary, drainage holes 10 can be made in the duct (Fig. 1) for draining the liquid or disinfectant in the duct a sink.

Регулирование размера и скорости выходящей из устройства газожидкостной струи, например для различных уровней заполнения емкостей жидкостью, могут осуществляться выполнением выходного участка камеры смешения 1 непроницаемым цилиндрическим (поз. 11 на фиг. 2) и диффузорным (поз. 12 на фиг. 3) или проницаемым диффузорным (поз. 13 на фиг. 4). При этом входная кромка камеры смешения может быть выполнена со скруглением 14, что снижает гидравлическое сопротивление. The size and speed of the gas-liquid jet leaving the device, for example, for different levels of filling the containers with liquid, can be controlled by performing the output section of the mixing chamber 1 impermeable cylindrical (pos. 11 in Fig. 2) and diffuser (pos. 12 in Fig. 3) or permeable diffuser (pos. 13 in Fig. 4). In this case, the input edge of the mixing chamber can be made with a rounding 14, which reduces the hydraulic resistance.

При большом уровне заполнения емкости 15 (фиг. 7...13) жидкостью, например в аппаратах для выращивания микроорганизмов, над устройством может быть установлен (фиг. 5), как это обычно делается для создания эрлифтного эффекта, циркуляционный стакан 16. Форма поперечного сечения камеры смешения может быть не только цилиндрическая, но и, например, прямоугольная (фиг. 6). With a large level of filling of the container 15 (Fig. 7 ... 13) with liquid, for example, in apparatus for growing microorganisms, a circulating cup 16 can be installed above the device (Fig. 5), as is usually done to create an air-lift effect. the cross section of the mixing chamber can be not only cylindrical, but also, for example, rectangular (Fig. 6).

Подвод газа в устройство может осуществляться как через боковую стенку емкости 15, так и сверху (фиг. 7, 8). В последнем случае, в особенности при малых габаритах емкости, а следовательно, и устройства, последнее может быть легкосъемным переносным. The gas supply to the device can be carried out both through the side wall of the tank 15, and from above (Fig. 7, 8). In the latter case, especially with small dimensions of the tank, and therefore the device, the latter can be easily removable portable.

При больших габаритах емкости 15 целесообразно размещение в ней нескольких устройств, которые могут быть как с цилиндрической камерой смешения 1 (фиг. 9), так и с прямоугольной (фиг. 10), в одноярусном (фиг. 9, 10) или (при большом уровне заполнения емкости 15 жидкостью) многоярусном (фиг. 11) исполнении. При этом, например в дрожжерастильных аппаратах, возможна совместная компоновка устройств с аэрационными устройствами других типов, например с трубчатыми устройствами 17 (фиг. 12), а также с теплообменниками 18, например панельного типа (фиг. 13), что улучшает тепломассообменные характеристики аппарата за счет турбулизации потока вблизи теплосъемных поверхностей. With the large dimensions of the tank 15, it is advisable to place several devices in it, which can be both with a cylindrical mixing chamber 1 (Fig. 9), and with a rectangular (Fig. 10), in a single-tier (Fig. 9, 10) or (with a large the filling level of the container 15 with liquid) multi-tier (Fig. 11) performance. In this case, for example, in yeast-growing apparatuses, it is possible to jointly arrange devices with other types of aeration devices, for example, tubular devices 17 (Fig. 12), as well as heat exchangers 18, for example, panel-type devices (Fig. 13), which improves the heat and mass transfer characteristics of the apparatus for due to turbulization of the flow near the heat-removing surfaces.

Работа устройства для насыщения газом и перемешивания жидкости в емкости происходит следующим образом. В соответствии с технологической схемой процесса в емкости газ поступает в газоподводящую трубу 4 и далее в камеру 5 для подачи газа. Отсюда через отверстия 3 стенки 2 происходит истечение части газа в прямоточную камеру смешения 1 в виде пузырьков (при реализации пузырькового режима истечения) или стуек (при струйном режиме). Пузырьки газа, вышедшие из отверстий или образовавшиеся после диспергации струек в камере смешения, поднимаются и создается эжекционный эффект, в результате которого жидкость всасывается снизу в камеру смешения 1, где происходит ее интенсивное смешение с газом. При этом, как показали эксперименты, эффективность эжекции и смешения при струйном режиме истечения выше, чем при пузырьковом, а главное - центральная камера смешения обеспечивает (см. выше) высокое качество смешения. Образующаяся газожидкостная струя, расширяясь, истекает из камеры смешения (цилиндрической формы - фиг. 1, с цилиндрическим непроницаемым выходным участком 11 - фиг. 2, с диффузорным непроницаемым выходным участком 12 - фиг. 3, с диффузорным проницаемым выходным участком 13 - фиг. 4) непосредственно в емкость (фиг. 1, 7...13) или в циркуляционный стакан 16 (фиг. 5), интенсивно турбулизируя вышележащие слои жидкости. На некотором расстоянии струя диспергируется. В результате над устройством (фиг. 1, 5, 7, 8) или устройствами (фиг. 9...13) образуется обширная зона интенсивного перемешивания газа с жидкостью и насыщения жидкости газом, а вокруг него (них) - зона (зоны) рециркуляции. The operation of the device for saturation with gas and mixing the liquid in the tank is as follows. In accordance with the technological scheme of the process in the tank, the gas enters the gas supply pipe 4 and then into the chamber 5 for supplying gas. From here, through the openings 3 of the wall 2, a part of the gas flows into the direct-flow mixing chamber 1 in the form of bubbles (during the implementation of the bubble regime of outflow) or flocks (in the jet mode). Gas bubbles emerging from the openings or formed after dispersion of the jets in the mixing chamber rise and create an ejection effect, as a result of which the liquid is sucked from below into the mixing chamber 1, where it is intensively mixed with gas. Moreover, as shown by experiments, the efficiency of ejection and mixing in the jet mode of flow is higher than in the bubble mode, and most importantly, the central mixing chamber ensures (see above) high quality mixing. The resulting gas-liquid jet, expanding, flows out of the mixing chamber (cylindrical shape - Fig. 1, with a cylindrical impermeable outlet section 11 - Fig. 2, with a diffuser impermeable outlet section 12 - Fig. 3, with a diffuser permeable outlet section 13 - Fig. 4 ) directly into the container (Fig. 1, 7 ... 13) or into the circulation cup 16 (Fig. 5), intensively turbulizing the overlying layers of liquid. At some distance, the jet is dispersed. As a result, over the device (Fig. 1, 5, 7, 8) or devices (Fig. 9 ... 13), an extensive zone of intensive mixing of gas with liquid and saturation of the liquid with gas is formed, and around it (them) - zone (s) recycling.

Одновременно часть газа из камеры 5 истекает через отверстия 7, образуя (см. фиг. 1) восходящий поток пузырьков газа вблизи внешней боковой стенки короба 6, который помимо очевидного насыщения жидкости газом способствует (см. выше) диспергации газожидкостной струи из камеры смешения, препятствуя образованию крупных конгломератов пузырей газа на свободной границе струи. Этот эффект, при необходимости, можно усилить выполнением верхней торцевой стенки перфорированной отверстиями 9. At the same time, part of the gas from the chamber 5 flows through the openings 7, forming (see Fig. 1) an upward flow of gas bubbles near the outer side wall of the box 6, which, in addition to the obvious saturation of the liquid with gas, contributes (see above) to the dispersion of the gas-liquid jet from the mixing chamber, preventing the formation of large conglomerates of gas bubbles at the free boundary of the jet. This effect, if necessary, can be enhanced by performing the upper end wall perforated with holes 9.

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСЫЩЕНИЯ ГАЗОМ И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В ЕМКОСТИ, включающее прямоточную в направлении верхней полусферы пространства камеру смешения с перфорированной отверстиями стенкой для ввода газа и газоподводящую трубу, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительной камерой для подачи газа, выполненной в виде короба, охватывающего снаружи основную камеру, полость короба сообщена с газоподводящей трубой, а его внешняя боковая стенка выполнена перфорированной отверстиями для выхода газа. 1. DEVICE FOR GAS SATURATION AND MIXING OF LIQUID IN A TANK, including a mixing chamber, direct-flow towards the upper hemisphere of space, with a perforated wall for introducing gas and a gas supply pipe, characterized in that the device is equipped with an additional gas supply chamber made in the form of a box covering outside the main chamber, the cavity of the duct is in communication with the gas supply pipe, and its outer side wall is made of perforated openings for gas outlet. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что размеры отверстий перфораций выполнены уменьшающимися по длине камер в направлении восходящего потока. 2. The device according to claim 1, characterized in that the dimensions of the perforation holes are made decreasing along the length of the chambers in the direction of the upward flow. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя торцевая стенка короба выполнена перфорированной с отверстиями для выхода газа. 3. The device according to claim 1, characterized in that the upper end wall of the duct is perforated with openings for gas outlet. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в коробе выполнены дренажные отверстия для слива жидкости. 4. The device according to claim 1, characterized in that the duct has drainage holes for draining the liquid.
SU5030774 1992-03-04 1992-03-04 Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir RU2021347C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5030774 RU2021347C1 (en) 1992-03-04 1992-03-04 Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5030774 RU2021347C1 (en) 1992-03-04 1992-03-04 Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2021347C1 true RU2021347C1 (en) 1994-10-15

Family

ID=21598599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5030774 RU2021347C1 (en) 1992-03-04 1992-03-04 Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2021347C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639542C2 (en) * 2012-10-08 2017-12-21 Калиста, Инк. Fermentation systems with gas supplies
RU2760291C2 (en) * 2016-12-13 2021-11-23 Юниверсити Оф Гавайи Method and bioreactor for gas fermentation products

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 827542, кл. C 12M 1/04, 1981. *
2. Патент Швейцарии N 557761, кл. B 01F 5/16, 1977. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1280003, кл. C 12M 1/04, 1986. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639542C2 (en) * 2012-10-08 2017-12-21 Калиста, Инк. Fermentation systems with gas supplies
US10501714B2 (en) 2012-10-08 2019-12-10 Calysta Energy, Inc. Gas-fed fermentation systems
US10889793B2 (en) 2012-10-08 2021-01-12 Calysta, Inc. C1 substrate-fed fermentation systems and methods for producing C4 compounds
RU2760291C2 (en) * 2016-12-13 2021-11-23 Юниверсити Оф Гавайи Method and bioreactor for gas fermentation products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU632781B2 (en) Mixing device
US9993851B2 (en) Ultrasonic cleaning apparatus and method
CN101132848A (en) The mixers and the submersibel aerators with using these mixers
US4707308A (en) Apparatus for circulating water
US5512217A (en) Reactor and method of use
RU2021347C1 (en) Apparatus for gas saturation and mixing liquid in reservoir
KR100882818B1 (en) An aeration apparatus
RU2003122732A (en) DEVICE FOR AEROBIC LIQUID PHASE ENZYMING
JP3582036B2 (en) Gas-liquid contact device
RU2012593C1 (en) Micro-organism grower
SU1763481A1 (en) Apparatus for microorganisms growing
SU1423582A1 (en) Apparatus for cultivating microorganisms
SU1761792A2 (en) Apparatus for microorganisms growing
RU1779690C (en) Apparatus for cultivation of cells of tissues or microorganisms
SU1535890A2 (en) Apparatus for growing microorganisms
SU1440352A3 (en) Fermenter
SU1763480A1 (en) Apparatus for microorganisms growing
SU1751192A1 (en) Apparatus for growing microorganisms
SU1745761A1 (en) Apparatus for cultivating microorganisms
SU1062259A1 (en) Apparatus for growing microorganisms
SU1035059A1 (en) Apparatus for culturing microorganisms
SU1541247A1 (en) Apparatus for growing microorganisms
SU1542954A1 (en) Apparatus for growing microorganisms of cell cultures
SU1388418A1 (en) Apparatus for cultivating microorganisms
SU1650614A2 (en) Liquid aerator