SU908792A1 - Устройство дл аэрации и перемешивани жидкости в ферментерах - Google Patents

Description

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к устройствам для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах. .

Известно устройство для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах, состоящее из турбинной мешалки, закрепленной на валу, воздухоподводящего патрубка, обечайки, установленной с возможностью поворота и охватывающей часть диффузора, имеющего щели, расположенные на уровне перемешивающего уст- ¹ ройства (1),

Недостатком такого устройства является низкая эффективность процесса массопередачи кислорода из газовой фазы в культуральную жидкость вследствие неравномерного распределения воздуха по сечению жидкостного потока и снижения степени его диспергирования.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах, содержащее установленную на приводном валу турбину для жидкости и установленный вокруг нее аэратор. Турбина для жидкости имеет ряд отверстий для выброса последней. Аэратор состоит из кольцевых воздушных коллекторов, многоярусно установ- g ленных с образованием проточных каналов для (щркуляции газожидкостной смеси [2].

Недостатком известного устройства является . неравномерность распределения воздуха в жидкостных струях. Нижерасположенные струи подсасывают меньшее количество воздуха по сравнению с верхними из-за большего противодавления столба жидкости в нижних воздушных камерах. Это ухудшает условия диспергирования .воздуха в культуральной жидкости и снижает скорость сорбции кислорода.

Цель изобретения — увеличение скорости сорбции кислорода в культуральной жидкости и повышение удельной производительности ферментера.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для аэращщ и перемешивания жидкости в ферментерах, содержащем турбину для жидкости и установленный вокруг нее аэратор жидкости, последний состоят из подключенных к воздушному коллектору Отдельных герметичных камер, боковые стенки которых обра-

эуют сопла для разделения жидкости, выбрасы ваемой турбиной на отдельные струи, и имеют щели для подвода воздуха в последние, при этом устройство снабжено теплообменными • элементами, установленными радиально непос- 5 редственно за герметичными камерами.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 — то же, вид в плане.

Устройство для аэрации и перемешивания 10 жидкости в ферментерах состоит из турбины 1 'для жидкости, закрепленной на приводном валу 2, кольцевого воздушного коллектора 3, подключенного к отдельным герметичным камерам 4, боковые стенки которых образу- 15 ют сопла 5 для разделения жидкости, выбрасываемой турбиной, на отдельные струи и имеют щели 6 для подвода воздуха в последние, кольцевого коллектора 7 для подачи хладагента в теплообменные элементы 8, установ- _го ленные радиально непосредственно за герметичными камерами 4. Кроме того, устройство снабжено коллектором 9 отвода хладагента _о из теплообменных камер.

Устройство работает следующим образом. Культуральная жидкость турбиной 1, закрепленной на валу 2, подается в аэратор, состоящий из отдельных герметичных камер 4, боковые стенки которых образуют сопла 5. 'Жидкостной поток делится на отдельные струи и попадает в сопла 5. При этом скорость жидкости увеличивается и по щелевым отверстиям 6 в струн подается воздух. Под влиянием сдвиговых деформаций в жидкости, истекающей из сопел, происходит диспергирование воздуха и растворение кислорода в жид- ³⁵

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным увеличивается скорость сорбции кислорода, повышается удельная производительность ферментера на 20—25% и снижаются удельные энергозатраты на 15%. Это обеспечивается делением жидкостного потока на отдельные струи, расположенные в вертикальных плоскостях, равномерным распределением воздуха по сечению струй и его диспергированием под влиянием сдвиговых деформаций в жидкости, истекающей из сопел. Кроме того, отвод тепла из газожидкостной смеси пластинчатыми элементами непосредственно за соплами позволяет увеличить растворимость кислорода культуральной жидкости.

Claims (2)

1. Изофетение отиоситс  к микробиологической прсииьшшеииости, а именно к устройствам дл  аэрации и перемешиваин  жидкости в ферментерах . . Извест Н устройство дл  аэрации и пере мешиватт  жидкости в ферментерах, состо щее из тур&ошой мешалки, закреплеииш на валу, воздухоподвод щего патрубка, обечайки, устаиовленной с возможностью поворота и охватыBaxHUdi часть диффузора, имеющего щели, расволожениые иа уровае перемешивающего устройства 1). Недостатком такс  о устройства  вл етс  низ ка  ж фективность процесса массопередачи кислорода из газовой фазы в культуральную жидкость вследствие иерав1юмер ого распределени  воздуха по се 1ешао жидкостного потока и сни жеии  степеии его диспергированил. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  азрации и перемеигавани  живости в ферментерах, содержащее установленную иа П|Я1водном валу турбину дл  жидкос ти и установленный вокруг иее аэратор. Турбин дл  жидкости имеет р д отверстий дл  выброса последней. Аэратор состоит из кольцевых воздушных коллекторов, много русио установ- ленных с образованием проточных каналов дл  Щ1ркул ции газо оздкостнсж смеси 2. Недостатком известного устройства  вл етс  . неравномерность распределени  воздуха в жидкостных стру х. Нижерасположенные струи подсасывают меньшее количество воздуха по сравнению с верхними из-за большего противодавлени  столба жидкости в нижних врздушиых камерах. Это ухудшает услови  диспергировани  .воздуха в культуральной жидкости и снижает скорость сорбции кислорода. Цель изофетени  - увеличение скорости сорбцни кислорода в культуральной жидкости и повышение удельной производительности ферментера . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  азрацю и перемешивани  жидкости в ферментерах, содержащем турбину дл  жидкости и установленш11Й вокруг иее аэратор жидкости, последний состоит из подключенных к воздушному коллектору Ьтдельных герметичных камер, боковые стенки которых обра39 зуют сопла дл  разделени  жидкости, выбрасы ваемой турбиной на отдельные струи, и имеют щели дл  подвода воздуха в последние, при этом устройство снабжено теплообменным  . элементами, установленными радиально иепосредствеино за герметичными камерами. На фиг. I схематично изображено устройст вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане. Устройство дл  азрации и перемешивани  жидкости в ферментерах состоит из турбины дл  жидкости, закрепленной на приводном, валу 2, кольцевого воздушного коллектора 3, подключенного к отдельным герметичным камерам 4, боковые стенки которых образуют сопла 5 дл  разделени  жидкости, выбрасываемой турбиной, на отдельные струи и име ют щели 6 дл  подвода воздуха в последние, кольцевого коллектора 7 дл  подачи хладагента в теплообменные злементы 8, установленные радиально непосредственно за герметич ными камерами 4. Кроме того, устройство снабжено коллектором 9 отвода хладагента из теплообменных камер. Устройство работает следующим образом. Культуральна  жидкость турбиной 1, закре ленной на валу 2, подаетс  в аэратор, состо щий из отдельных герметичных камер 4, боковые стенки которых образуют сопла 5. Жидкостнсж поток делитс  на отдельные струи н попадает в сопла 5. При зтом скорость жидкости увеличиваетс  и по щелевым отверсти м 6 в струи подаетс  воздух. Под вли нием сдвиговых деформаций в жидкости, истекающей из сопел, происходит диспергирование воздуха и растворение кислорода в жид кости. Далее газожидкостна  смесь псшадает в пространство, образованное теплообменными элементами 8, и отводитс  тепло, выдел емо в процессе биосинтеза. В предлагаемом устройстве по сравнению с известным увеличиваетс  скорость сорбции кислорода, повышаетс  удельна  производительность ферментера на 20-25% и снижаютс  удельные энергозатраты на 15%. Это обеспечиваетс  делением жидкостного потока на отдельные струи, расположенные в вертикальных плоскост х, равномерным распределением воздуха по сечению струй и его диспергированием .под вли нием сдвиговых деформаций в жидкости, истекающей из сопел. Кроме того, отвод тепла из газожидкостной смеси пластинчатыми элементами непосредственно за соплами позвол ет увеличить растворимость кислорода культуральной жидкости. Формула изобретени  Устройство дл  азрации и перемешивани  жидкости в ферментерах, содержащее тУрбину дл  жидкости и установленный вокруг нее азратор жидкости, отличающеес  тем, что,с целью увеличени  скорости сорбции кислорода в культуральной жидкости и повы щени  удельной производительности ферментера , азратор состоит из подключенных, к воздуишому коллектору отдельных герметичных камер, боковые стенки которых образуют сопла дл  разделени  жидкости, выбрасываемой турбиной на отдельные струн, и имеют щели дл  подвода воздуха в последние, при зтом устройство снабжено теплообменными злементами , установленными радиально непосредственно за герметичными камерами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 472975, кл. С J2 В 1/10, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР N 282244, кл. С 12 В 1/10, 1969 (прототип).