SU1751193A1 - Аппарат дл перемешивани и аэрации жидкой среды - Google Patents

Abstract

Использование в медицинской, микробиологической и пищевой промышленности Сущность изобретени  аппарат содержит вертикальную цилиндрическую емкость с технологическими патрубками и барботе- ром В емкости центрально установлен приводной вал с радиальными отверсти ми в верхней части дл  забора воздуха на рециркул цию На валу в нижней части закреплены радиальные лопасти, сообщенные с полостью вала дл  пр 0хода в оздуха Полые радиальные лопасти заглушены с торцов На стороне противоположной направлению вращени  лопасти имеют отверсти  дл  подачи воздуха на аэрацию На привод ном валу равномерно по окружности горизонтально укреплены желоба дл  забора воздуха Полости желобов сообщены с радиальными отверсти ми на валу Желоба изогнуты в направлении вращени  вала по эвольвенте 3 ил 1 табл

Description

Изобретение относитс  к устройствам, примен емым дл  принудительной аэрации и перемешивани  жидкостей и может быть использовано, в частности в медицинской, микробиологической и пищевой промыш- ленност х, например в аппаратах дл  выращивани  микроорганизмов

Известен аппарат дл  перемешивани  и аэрации среды который содержит цилиндрическую емкость, концентрично установленный полый вал с  русно укрепленными аэрирующими и перемешивающими устройствами в виде закрытой турбинки с удлиненными лопаст ми, концы которых выведены за пределы турбинки до внутренней поверхности конических тарелок

Недостатком известного аппарата  вл етс  то, что газожидкостна  фаза формируетс  внутри аэрирующего устройства В результате оно не обеспечивает достаточного пропускани  объема воздуха и работает в режиме предшествующем захлебыванию

Наиболее близким к изобретению  вл етс  аппарат дл  перемешивани  и аэрации жидкой среды, содержащей вертикальную цилиндрическую емкость с технологическими патрубками и барботером, центрально установленный в ней приводной вал с радиальными отверсти  ШПГ вТрхней части дл  забора воздуха на рециркул цию, закрепленные на валу в нижней части полые радиальные лопасти, сообщенные с полостью вала дл  прохода воздуха.

Недостатком этого аппарата  вл етс  то, что газожидкостна  фаза формируетс  в ограниченном закрытом пространстве между дисками мешалки, поэтому пропускна  способность по объему газовой фазы недостаточна

VJ

СЛ

Ю СО

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности аппарата и снижение энергозатрат.

На фиг. 1 изображен аппарат дл  перемешивани  и аэрации жидкой среды. общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Аппарат дл  перемешивани  и аэрации жидкой среды содержит вертикальную цилиндрическую емкость 1 с барботером 2, расположенным у днища емкости 1, и сброс воздуха - патрубок 3. В центре емкости 1 установлен полый вал 4, на котором закреплены в нижней части полые радиальные лопасти 5, сообщающиес  с полостью вала дл  прохода воздуха. В верхней части на приводном валу равномерно по окружности горизонтально укреплены желоба 6 дл  забора воздуха, изогнутые в направлении вращени  вала 4 по эвольвенте. Радиаль- ные лопасти 5 заглушены с торцов и имеют отверсти  7 на стороне, противоположной направлению вращени  дл  подачи воздуха на аэрацию. А полости желобов б сообщены с радиальными отверсти ми в верхней час- ти вала 4. В емкости 1 между стенкой емкости и лопаст ми 5 расположены отбойные пластины 8, преп тствующие раскручиванию жидкости. Вращение вала осуществл етс  приводом 9.

Аппарат дл  перемешивани  и аэрации жидкой среды работает следующим образом .

Герметически закрытую емкость 1 заполн ют питательной средой, засевают со- ответствующую культуру микроорганизмов.

Зеркало жидкости устанавливают на 20-25% ниже желобов 6, которые должны находитьс  в газовой фазе. Полый вал 4 приводитс  во вращение приводом 9. От- бойные пластины 8 преп тствуют раскручиванию жидкости. При вращении вала устанавливаетс  определенна  разность в скорости движени  между лопаст ми 5 м жидкостью. В результате этого на тыльной стороне лопастей 5, противоположной направлению вращени  вала, возникает разрежение , благодар  которому газ, наход щийс  в верхней части емкости 1, через радиальные отверсти  по полому валу 4 попадает в лопасти 5 и через отверсти  7 поступает в виде воздушных пузырей диаметром 1-4 мм и, подчин  сь турбулентному течению жидкости, поднимаютс  по всему периметру жидкости, Относительное количество воздуха, одномоментно наход щегос  в жидкости, составл ет 10-20 об.% (газова  фаза составл ет 10-20% от жидкой фазы), а высота вод ного столба возрастает на 15-20% по высоте. Воздушные пузыри,

преодолев столб жидкости, попадают в воздушное пространство, где с помощью желобов 6 засасываетс  воздух в полый вал 4 и через отверсти  7 вторично и многократно рециркулирует через жидкость.

Процентное соотношение количества поступающего свежего воздуха, кратность рециркул ции воздуха регулируетс  барботером 2, воздух можно подавать дискретно Отработанный воздух удал етс  через штуцер 3.

Механизм работы следующий

При вращении вала устанавливаетс  определенна  разность в скорости движени  между лопаст ми 5 и жидкостью. В результате на тыльной стороне лопастей 5, противоположной направлению вращени  вала, возникает разрежение. В эту область пониженного давлени  засасываетс  воздух из отверстий 7 и в этой открытой рабочей зоне формируютс  воздушные пузыри. Возникшие воздушные пузыри моментально покидают рабочую зону формировани  пузырей, которые отрываютс  от лопасти 5 и поднимаютс  вверх. А пола  лопасть 5 посто нно на всем пути движени  находитс  в жидкости с посто нным удельным весом, что сохран ет интенсивность формировани  воздушных пузырей. С увеличением разности в скорости движени  между лопаст ми и жидкостью степень разрежени  возрастает и увеличиваетс  количество засасываемого воздуха Одновременно увеличиваетс  абсолютный процент содержани  воздуха в жидкости, поверхность контакта газ-жидкость возрастает. Диспергируемый лопаст ми воздух может быть представлен наружным или внутренним воздухом или различным процентным соотношением, что достигаетс  периодическим чередованием поступлени  наружного воздуха через бар- ботер 2. Количество воздуха, идущего на рециркул цию, диктуетс  задачами массо- обмена, лимитирующим или стимулирующим факторами.

Проведен р д экспериментальных операций по выращиванию культуры Pseudomonas putida в предлагаемом аппарате емкостью 0,5 м и в аппарате с механической мешалкой и бэрботером. Результаты приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование предлагаемого аэратора позволило сократить расход воздуха с 23 до 8 м3/ч и увеличить выход биомассы в 2 раза.

Таким образом, предлагаемый аппарат сокращает расход воздуха на аэрацию и уменьшает воздушные выбросы в атмосферу . Это позвол ет снизить экологическую

напр женность по воздушным выбросам биохимических производств

Claims (1)

1. Формула изобретени  Аппарат дл  перемешивани  и аэрации жидкой среды, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость с технологическими патрубками и барботером, центрально установленный в ней приводной полый вал с радиальными отверсти ми в верхней части дл  забора воздуха на рециркул цию, закрепленные на валу в нижней части полые радиальные лопасти, сообщенные с по

   мощью вала прохода воздуха, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  энергозатрат , полые радиальные лопасти заглушены с торцов и имеют отверсти  на стороне, противоположной направлению вращени  дл  подачи воздуха на аэрацию, а на приводном валу равномерно по окружности горизонтально укреплены желоба дл  забора воздуха, полости которых сообщены с радиальными отверсти ми на валу, причем желоба изогнуты в направлении вращени  вала по эвольвенте.

   Фиг.1

   Фиг.I

   1 -J:

   А-А

   Фиг.1