SU1648973A2 - Устройство дл аэрации и перемешивани жидкости в ферментерах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности, а именно к устройствам дл  аэрации и перемешивани  жидкости в ферментерах. Цель изобретени  - повышение производительности ферментера за счет увеличени  количества вводимого в культуральную среду газа. Устройство содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и 4, конические тарелки 1 и 2 образуют кольцевое сопло 5 дл  выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены вертикальные лопатки 6. Между тарелками 1 и 2 размещена турбина, состо ща  из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними кольцевой щели 9 дл  воздуха, и перегородок .10, скрепл ющих диски 7 и 8. Верхний диск 8 имеет отверсти  11 дл  входа воздуха. На периферии дисков 7 и 8 выполнены вырезы 12, одна сторона которых расположена по радиусу дисков 7 и 8 и лежит в плоскости лопаток 6, а друга  расположена под острым углом к этой плоскости, при этом вырезы расположены со стороны лопаток б, противоположной направлению вращени  турбины - дисков 7 и 8. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности, в частности кус- тройствам дл  перемешивани  и аэрации жидкости в ферментерах.

Цель изобретени  - повышение производительности ферментера за счет увеличени  количества вводимого в культуральную среду газа.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство дл  аэрации и перемешивани  жидкости содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и 4. Конические тарелки 1 и 2 образуют кольцевое сопло 5 дл  выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены

вертикальные лопатки 6. В центральной полости между тарелками 1 и 2 размещена турбина, составл юща  из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по внешнему радиусу кольцевой щели 9 дл  выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10, при этом верхний диск 8 имеет коаксиально расположенное отверстие 11 дл  входа воздуха в турбину.

На периферии дисков 7 и 8 выполнены вырезы 12, одна сторона которых расположена по радиусу дисков 7 и 8 и лежит в плоскости лопаток 6, а втора  расположена под острым углом а к этой плоскости, при этом вырезы 12 расположены со стороны лопаток 6, противоположной направлению вращени  турбины - дисков 7 и 8.

О

00

ю VI

со

hO

Устройство работает следующим образом .

При вращении турбины, погруженной в культуральную среду ферментера, жидкост посредством лопаток В и конических таре- лок 1 и 2 через всасывающие горловины 3 и 4 поступает к периферии устройства. В межлопастных каналах формируютс  радиальные потоки жидкости, омывающие на периферии наружные кромки газоподвод - щей турбины. В местах сли ни  верхнего и нижнего потоков через сопло 5 образуетс  клиновидна  в сечении зона пониженного давлени , в которую засасываетс  воздух из полости турбины через щели 9. При работе устройства вследствие рециркул ции пузырьков газа, поверхностной аэрации и брожени  жидкость становитс  газонасыщенной . В такой ситуации за счет  влени  кавитации у задней стороны лопаток б, на- правленных навстречу вращени  турбины, образуютс  полости, заполненные газом. Полости имеют относительно правильную округлую форму и саморегулируют свой объем . Процесс образовани  полостей, их фор- ма и размеры могут с достаточной веро тностью моделироватьс  в разных режимах работы мешалки. Однако во всех слу- ча- х эксплуатации турбоаэраторов в газожидкостной или трехфазной среде воз- никает кавитаци , сопровождаема  образо- ванием полостей обычно стабильной прогнозируемой формы. Между полостью и вырезом 12 должен сохран тьс  достаточно широкий , чтобы имелась площадка дл  сли ни  верхнего и нижнего потоков, учитыва  клиновидную область пониженного давлени  между ними. Однако этот зазор не должен быть слишком большим, иначе нерационально будет использована энер- ги  окружных и радиальных скоростей потоков жидкости дл  эжекции воздуха на периферии устройства. Нельз  допускать, чтобы вырезы 12 захватывали сектор, не

зан тый кавитационной полостью, иначе неэффективно используютс  максимальные окружные скорости на наружной кромке газоподво- д щей турбины. В каждом конкретном случае форму и размер выреза необходимо ув зывать с предполагаемой в данных услови х формой кавитационных полостей, например она чаще выпукла, чем вогнута к лопаткам 6.

Таким образом, при использовании устройства увеличиваетс  область сли ни  по- токов в межлопастном канале,  дро смешени  расшир етс  и в оптимальном варианте может быть распространено по всему периметру наружных кромок газоподвод  щей турбины. Кроме того, происходит дополнительное всасывание воздуха в область пониженного давлени  за лопатками 6 при омывании их тангенциально направленными потоками жидкости в результате чего обеспечиваютс  более благопри тные услови  дл  эжекции газа и подсос воздуха идет эффективнее.

Таким образом, применение изобретени  позвол ет увеличить производительность устройства по всасываемому воздуху без дополнительных энергозатрат и тем самым повысить производительность ферментера .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  аэрации и перемешивани  жидкости в ферментерах по авт. св. № 1341187, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности ферментера за счет увеличени  количества вводимого в культуральную среду газа, на периферии дисков выполнены вырезы, одна сторона которых расположена по радиусу диска и лежит в плоскости лопаток, а друга  расположена под острым углом к ней, при этом вырезы расположены со стороны лопаток , противоположной направлению вращени  турбины.

   11

   А-А

   (4)

   Фиг. 2