SU1054409A1

SU1054409A1 - Apparatus for preparing air for fermentation vessels

Info

Publication number: SU1054409A1
Application number: SU813354234A
Authority: SU
Inventors: Михаил Николаевич Казанский; Виллен Ефимович Матвеев; Геннадий Егорович Скворцов; Арутюн Вартанович Эйромджанц
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1983-11-15

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВОЗДУХА К ФЕРМЕНТАТОРАМ, содержаща фильтр предварительной очистки, компрессор ,, устройство, дл стерилизации воздуха, влагоотделитель и теплообменник , отличающа с , тем, что, с целью повышени степени очистки воздуха, устройство дл стерилизации воздуха установлено после компрессора и состоит из увлажнительной и конденсационной камер, увлажнительна камера выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием к компрессору, а диаметр меньшего основани соответствует диаметру конденсационной камеры, при этом на большем основании установлены форсунки дл подачи пара, оси которых параллельны образующим конуса. .. йл 1:л N 4 О i;o1. INSTALLATION FOR PREPARATION OF AIR TO ENZYMERS, containing a pre-filter, compressor, device for air sterilization, moisture separator and heat exchanger, characterized in that, in order to increase the degree of air purification, the device for air sterilization is installed downstream of the compressor and consists from the humidification and condensation chambers, the humidification chamber is made in the form of a truncated cone facing a large base towards the compressor, and the diameter of the smaller base corresponds to the diameter of the condensation ion chamber, while on a larger basis installed nozzles for steam supply, the axes of which are parallel to the cone. .. IL 1: l N 4 O i; o

Description

2. Установка по п.1, отличают а с тем, что конденсационна камера выполнена в виде воздуховода с размещенными в нем шаровым дросселирующим клапаном, установленным с возможностью перемещени внутри воздуховода, и фиксаторами, управл емыми магнитами.2. The installation according to claim 1, is distinguished by the fact that the condensation chamber is made in the form of an air duct with a ball throttling valve placed in it, installed with a possibility of movement inside the air duct, and retainers controlled by magnets.

по п. 1, о т according to claim 1, about t

Установка а с тем, ч а ю щ повышени нас цельюInstallation with the aim of raising us

дежности стерилизации увлажнительна камера на тепловой рубашкой полнительного нагрева ха.The reliability of sterilization is humidified by a camera on a thermal jacket with additional heating ha.

- Изобретение относитс к промышлен ной микробиологии и пищевой промышленности и может быть использовано дл очистки и стерилизации воздуха, подаваемого на аэрацию в ферментаторы дл обеспечени кислородом процесса микробиологического синтеза. Известна установка дл подготовки воздуха, подаваемого на аэрацию, основанна на методе фильтрации воздуха , причем фильтраци проводитс как на стадии предварительной очистки перед поступлением в компрессор, так и на стадии тонкой очистки перед поступлением в ферментатор, содержащие компрессор, фильтры грубой и тонкой очистки и ресивер ij . Устройство характеризуетс следующими недостатками. Фильтры занимают большие площади, требуют стерилизации и регул рной проверки, требуетс регул рна проверка надёжности стерилизации воздуха. Наиболее близким по технической I сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс установка дл подготовки воздуха, подаваемого на аэрацию в ферментаторы, содержаща фильтр предварительной очистки, комп рессор, устройство дл стерилизации воздуха, влагоотделитель и теплообменник 2 . Недостатками данного устройства вл ютс невысока степень очистки воздуха, обусловленна использование метода фильтрации, и необходимость проверки надежности стерилизации. Известна установка очень громоздка сложна в эксплуатации. Цель изобретени - повышение степени очистки воздуха. Цель достигаетс тем, что в установке дл подготовки воздуха к ферментаторам , содержащей фильтр предварительной очистки, компрессор, устройство дл стерилизации воздуха влагоотделитель и теплообменник, уст ройство дл стер}1лизации воздуха установлено после компрессора и состоит из увлажнительной и конденсационной камер, увлажнительна камера выполнена в виде усеченного конуса, об ращенного большим основанием к компрессору ,, а диаметр меньшего основани соответствует диаметру конденсационной камеры, при этом на большем основании установлены форсунки дл подачи пара, оси которых параллельны образующим конуса. При этом конденсационна камера выполнена в виде воздуховода с размещенными в нем шаровым дросселирующим клапаном, установленным с возможное- тью перемещени внутри воздуховода, и фиксаторами, управл емыми магнитами. Увлажнительна камера снабжена тепловой рубашкой дл дополнительного нагрева воздуха. На фиг.1 показана схема установки дл подготовки воздуха; на фиг.2 увлажнительна камера, общий вид; на фиг.З - узел установки фиксатора; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З. Установка дл подготовки воздуха, подаваемого на аэрацию в ферментатор, содержит последовательно установленные фильтр предварительной очистки воздуха 1, компрессор 2, устройство дл стерилизации воздуха, состо щее из увлажнительной- камеры 3 и конденсационной камеры 4, влагоотделитель 5, теплообменник 6, индивидуальные фильтры 7, установленные перед каждым ферментатором 8, и подогреватель 9. Увлажнительна камера 3 выполнена в виде усеченного конуса 10, большее основание которого направлено в сторону компрессора 2, а меньшее - соответствует диаметру конденсационной камеры 4. На большем основании конуса 10 по радиусу размещены форсунки 11 дл подачи острого пара, причем оси форсунок 11 направлены параллельно образующей конуса 10 камеры 3. Конденсационна камера 4 представл ет собой воздуховод значительной прот женности, внутри которого размещен шаровой дросселирующий клапан 12 и фиксаторы 13, управл емые магнитами 14, перемещаемые вдоль оси камеры 4.- The invention relates to industrial microbiology and the food industry and can be used to purify and sterilize the air supplied to aeration in fermenters to ensure the microbiological synthesis process with oxygen. A known installation for the preparation of air supplied to aeration, based on the air filtration method, is carried out both at the pre-cleaning stage before entering the compressor and at the fine cleaning stage before entering the fermenter containing the compressor, coarse and fine filters and a receiver ij. The device has the following disadvantages. Filters occupy large areas, require sterilization and regular testing, regular testing of the reliability of air sterilization is required. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a plant for preparing air supplied to aeration into fermenters, comprising a prefilter, compressor, air sterilization device, moisture separator and heat exchanger 2. The disadvantages of this device are the low degree of air purification, due to the use of a filtration method, and the need to verify the reliability of sterilization. Known installation is very cumbersome difficult to operate. The purpose of the invention is to increase the degree of air purification. The goal is achieved by the fact that in an air treatment unit for fermenters containing a pre-filter, a compressor, a device for air sterilization, a dehumidifier and a heat exchanger, a device for sterilization of air is installed after the compressor and consists of a humidification and condensation chambers, the humidification chamber is made a truncated cone shaped like a large base to the compressor, and the diameter of the smaller base corresponds to the diameter of the condensation chamber, while on a larger base and installed steam nozzles with axes parallel to cone-forming. In this case, the condensation chamber is made in the form of an air duct with a ball throttling valve placed in it, installed with the possibility of movement inside the duct, and clamps controlled by magnets. The humidification chamber is equipped with a thermal jacket for additional air heating. Figure 1 shows a diagram of an installation for air preparation; 2, a humidifying chamber, a general view; on fig.Z - node installation clamp; figure 4 - section aa on fig.Z. The installation for the preparation of air supplied to aeration into the fermenter contains successively installed pre-filter 1, compressor 2, air sterilization device consisting of a humidification chamber 3 and a condensation chamber 4, a dehumidifier 5, a heat exchanger 6, individual filters 7, installed in front of each fermenter 8, and the heater 9. The humidifier chamber 3 is made in the form of a truncated cone 10, the larger base of which is directed towards the compressor 2, and the smaller one corresponds to The diameter of the condensation chamber 4. At a larger base of the cone 10 radially placed nozzles 11 for supplying steam, and the axis of the nozzles 11 are directed parallel to the cone 10 of the chamber 3. Condensation chamber 4 is a duct of considerable length, inside which is placed a ball throttling valve 12 and the clips 13, controlled by the magnets 14, moved along the axis of the chamber 4.

Фиксаторы 13 и шаровой дросселирующий клапан 12 выполнены из магнитом гкого , а корпус конденсационной камеры 4 - из немагнитного материала .The clips 13 and the ball throttling valve 12 are made of a magnet, and the case of the condensation chamber 4 is made of a non-magnetic material.

Диаметр шарового клапана 12 несколько меньше внутреннего диаметра конденсационной камеры 4.The diameter of the ball valve 12 is slightly smaller than the internal diameter of the condensation chamber 4.

Увлажнительна камера 3 снабжена тепловой рубахакой 15, имеющей теплог изол цию 16, в которую подаетс пар через штуцер 17 и отводитс конденсат через штуцер 18.The humidifier chamber 3 is provided with a thermal jacket 15, having a heat insulation insulation 16, into which steam is supplied through the nozzle 17 and condensate is drained through the nozzle 18.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

Включаетс компрессор 2 и воздух засасываетс через фильтр предварительной очистки 1 в установку. В фильтре 1 происходит отделение крупных взвесей размером выше 0,3 мм. В компрессоре 2 воздух сжимаетс до давлени 3,5 атм, при этом нагреваетс до 70-80 С. Далее сжатый воздух проходит в увлажнительную камеру 3, IB которую форсунками 11 подаетс острый пар. Кроме того, в тепловую рубашку 15 увлажнительной камеры 3 также подаетс перегретый пар. Все . это способствует тому, что в камере 3 повышаетс температура: до 180 при высокой влажности., что ведет к стерилизации потока воздуха. Далее сжатый и нагретый влажный воздух попадает в конденсационную камеру 4, предварительно установленную на нужный рабочий объем. Рабочий объем выбираетс оптимальным дл каждого конкретного случа с учетом максимальной надежности стерилизации воздуха до дросселировани и максимального осаждени взвеси после дросселировани . Настройка на рабочий объем производитс движением шарового :дросселирующего клапана 12 вдоль конденсационной камеры4 до нужного фиксатора 13. При увеличении объема конденсационной 4, т.е. при перемещении шарового клапана 12 на шаг или несколько шагов вдоль осиThe compressor 2 is turned on and air is sucked through the pre-filter 1 into the unit. Filter 1 separates coarse suspensions larger than 0.3 mm. In the compressor 2, the air is compressed to a pressure of 3.5 atm. At the same time, it is heated to 70-80 ° C. Next, the compressed air flows into the humidification chamber 3, IB which direct steam is supplied by the nozzles 11. In addition, superheated steam is also supplied to the thermal jacket 15 of the humidification chamber 3. Everything . this contributes to the fact that in the chamber 3 the temperature rises: to 180 at high humidity, which leads to sterilization of the air flow. Next, the compressed and heated humid air enters the condensation chamber 4, pre-installed on the desired working volume. The working volume is chosen optimal for each specific case, taking into account the maximum reliability of air sterilization before throttling and maximum sedimentation of the suspension after throttling. The adjustment to the working volume is made by moving the ball: throttling valve 12 along the condensation chamber 4 to the required fixture 13. With an increase in the volume of the condensation 4, i.e. when moving the ball valve 12 a step or several steps along the axis

направо (фиг.2) магнитами 14 отклон ют поочередно фиксаторы 13, одновременно с этим пеоемещают шаровой клапан 12. Сжатый воздух проходит по зазорам между внутренней поверхностью конденсационной камеры 4 и шаровым дросселирующим клапаном 12 и дросселируетс . Перепад давлени при этом способствует охла;кдению влажного воздуха и осаждению капель To the right (Fig. 2), the magnets 14 deflect alternately the latches 13, at the same time the ball valve 12 moves. The compressed air passes through the gaps between the inner surface of the condensation chamber 4 and the ball throttle valve 12 and is throttled. The pressure drop contributes to the cooling of moist air and the deposition of droplets.

10 влаги на микровюпочени х.10 moisture on the micro-soils.

После этого воздух попадает во влагоотделитель 5, где происходит . очистка воздуха путем отделени влаги ,осажденной на микровключени х.Если After that, the air enters the moisture separator 5, where it occurs. air purification by separating moisture precipitated on microinclusions. If

5 воздух входит во влагоотделитель 5 недостаточно охла;кденным, то предварительно он поступает в теплообменник 6 дл охлаждени . После выхода из влагоотделител 5 воздух, пройд по0 догрев атель 9 и индивидуальные фильтры 7, поступает в ферментаторы 8.5, the air entering the moisture separator 5 is not sufficiently cooled; then, it returns to the heat exchanger 6 for cooling. After leaving the water separator 5, the air, passing through the heater 9 and the individual filters 7, enters the fermenters 8.

Предлагаема установка компактна, не требует специального здани , проста в изготовлении и эксплуатации.The proposed installation is compact, does not require a special building, is easy to manufacture and operate.

Дл стерилизации поступающего воздуха используетс тепло компрессии , поэтому дл эксплуатации установки не требуетс больших энергозатрат .Compressed air is used to sterilize the incoming air; therefore, large amounts of energy are not required to operate the plant.

Преимущества изобретени состо т также в повышении степени и наде)хности очистки BO.3jDQrxa, что обеспечиваетс высокой эффективностью работы увлажнительной и конденсационной камер, которые полностью стерилизу-ют воздух..Высока эффективность достигаетс за счет поддержани высокой температуры в увлажнительной камере совместно с введением в нее пара. При этом гибель микроорганизмов ускор етс на несколько пор дков. Непосредственно вслед за действием высокой температуры производитс кон-, денсаци пара, причем центрами конденсации служат микроорганизмы (на 5 99, 999 % уже инактивированиые) и пыль, котора удал етс вместе с конденсатом.The advantages of the invention are also to increase the degree and reliability of cleaning BO.3jDQrxa, which ensures high efficiency of the humidification and condensation chambers, which completely sterilize air ... High efficiency is achieved by maintaining a high temperature in the humidification chamber together with the introduction of her couple In this case, the death of microorganisms is accelerated by several orders of magnitude. Directly after the action of high temperature, steam is condensed, and the condensation centers are microorganisms (by 5,999, 999% are already inactivated) and dust, which is removed along with the condensate.

Claims

1. INSTALLATION FOR PREPARING AIR FOR FERMENTERS, containing a pre-filter, compressor, air sterilization device, a moisture separator and a heat exchanger, characterized in that, in order to increase the degree of air purification, the air sterilization device is installed after the compressor and consists of humidification and condensation chambers, the humidification chamber is made in the form of a truncated cone facing the compressor with a large base, and the diameter of the smaller base corresponds to the diameter of the condensation amers, the basis set at a larger nozzle for supplying steam whose axes are parallel to the generators of the cone. _%

J

60Ж '(P

2. Installation according to π.1, I am distinguished by the fact that the condensation chamber is made in the form of an air duct with a ball throttling valve installed in it installed with the possibility of movement inside the air duct and latches controlled by magnets.

3. Installation Software 1, about τ- l and h a y u and I am with η 'topics. what, with Nel New increase in sterilization times air moisturizing camera supply on the thermal a shirt milking full heating air Ha.