УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ А.Д. КОРНЕЕВА Российский патент 2002 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к устройствам для аэрации жидкости и может быть использовано в микробиологической, химической и медицинской промышленности, преимущественно в ферментаторах.

Известно устройство для аэрации жидкости, используемое в биотехнологии, содержащее трубопровод для подвода воздуха, распределительный коллектор и горизонтально расположенные элементы для диспергирования воздуха в виде полых сетчатых конусов (SU 1323565, кл. С 12 М 1/04, публ. 1985).

Известное устройство для аэрации жидкости отличается не высокими массообменными характеристиками. Полые сетчатые конусы не обладают достаточной жесткостью и прочностью, в процессе эксплуатации из-за гидроударов часто происходит их разрыв, сложна процедура чистки конусов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для аэрации жидкости, включающее горизонтально расположенный коллектор с подводящей воздух трубой и прикрепленные к нему барботажные трубки, заглушенные с торца и имеющие по всей длине продольные щели. Внутри трубок свободно размещены цилиндрические заглушки с кольцевыми проточками. Каналы для прохода воздуха в жидкость образованы кромками продольной щели и проточками в цилиндрических заглушках (SU 1712400, кл. С 12 М 1/04, публ. 1992).

Недостатком известного устройства для аэрации является то, что каналы для прохода воздуха в жидкость имеют небольшое проходное сечение и не могут обеспечить эффективной аэрации.

Технический результат изобретения заключается в повышении степени диспергирования газожидкостной смеси и улучшении процесса массообмена между воздухом и жидкостью.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для аэрации жидкости, включающем горизонтально расположенный коллектор с подводящей воздух трубой и прикрепленные к нему барботажные трубки, заглушенные с торца и имеющие каналы для прохода воздуха в жидкость, согласно изобретению, в каждой трубке выполнены по ее длине диаметрально противоположно, в горизонтальной плоскости, прорези и в них размещена пластинчатая вставка, периферийные части которой выполнены гофрированными, при этом каналы для прохода воздуха в жидкость образованы гофрами вставки и кромками прорезей, причем высота последних в трубке равна высоте гофр. Гофры каждой вставки могут иметь в сечении форму треугольника. Они расположены параллельно или попарно с образованием сужающихся каналов в направлении прорезей.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично изображен продольный разрез ферментатора с аэрирующим устройством; на фиг.2 - разрез по А-А фиг. 1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.2; на фиг. 4 - разрез по В-В фиг.3; на фиг. 5 - вставка с параллельно расположенными гофрами (вид сверху); на фиг.6 - вставка с гофрами, расположенными попарно с образованием сужающихся каналов в направлении прорезей (вид сверху).

Устройство для аэрации жидкости установлено в нижней части ферментатора 1. Оно включает подводящую сжатый воздух трубу 2, к которой присоединен горизонтально расположенный коллектор 3 с заглушкой 4 на противоположном конце. К коллектору 3 крепятся посредством патрубков 5 барботажные трубки 6, имеющие на торцах заглушки 7. Барботажные трубки 6 расположены горизонтально в одной плоскости по всему сечению аппарата. Их длина различна и определяется внутренним диаметром аппарата. В каждой трубке выполнены по ее длине, диаметрально противоположно, в горизонтальной плоскости, прорези 8, и в них размещена пластинчатая вставка 9, периферийные части 10 которой выполнены гофрированными. Каждая гофрированная вставка в поперечном сечении может иметь форму прямоугольника, трапеции или треугольника. Предпочтительно использование вставок, имеющих в поперечном сечении форму треугольника. Гофры вставки 9 образуют с кромками прорезей 8 каналы для прохода воздуха в жидкость. Высота прорезей в трубке равна высоте гофр. На фиг.5 и фиг.6 изображены варианты конструкции гофрированной вставки: гофры вставки могут быть расположены параллельно (см. фиг.5), или же попарно с образованием сужающихся каналов в направлении прорезей (см. фиг.6). Ширина вставки может быть равна диаметру барботажной трубки или несколько превышать его. Крепление вставок к барботажным трубкам осуществляется с помощью болтовых соединений 11.

Устройство для аэрации работает следующим образом.

Сжатый воздух подается по вертикальной трубе 2 в горизонтальный коллектор 3. Далее, воздух равномерно распределяется по барботажным трубкам 6, из которых по каналам, образованным кромками прорезей 8 в барботажных трубках 6 и гофрами вставок 9, в виде множества мелкодисперсных струй поступает в аэрируемую жидкость. При этом обеспечивается увеличение поверхности контакта пузырьков воздуха с аэрируемой жидкостью, благодаря чему улучшается процесс аэрации.

Устройство для аэрации жидкости позволяет повысить степень диспергирования газожидкостной смеси, улучшить массообмен между воздухом и жидкостью. Оснащение новыми аэрирующими устройствами промышленных ферментаторов позволяет повысить их массобменные характеристики более, чем в 2 раза.

Следует отметить хорошие эксплуатационные качества, удобство обслуживания. Не представляет сложности чистка устройства с помощью щеток при снятии вставки. Процедура чистки мелких отверстий аэраторов других типов, в особенности от отложений, остающихся после стерилизации, достаточно сложна.

Изобретение относится к оборудованию для аэрации жидкости и может быть использовано в микробиологической и других отраслях промышленности. Устройство включает горизонтально расположенный коллектор с подводящей воздух трубой и прикрепленные к нему барботажные трубки, заглушенные с торца и имеющие каналы для прохода воздуха в жидкость. В каждой трубке выполнены по ее длине диаметрально противоположно в горизонтальной плоскости прорези и в них размещена пластинчатая вставка. Периферийные части последней выполнены гофрированными. Каналы для прохода воздуха в жидкость образованы гофрами вставки и кромками прорезей, высота которых равна высоте гофр. Гофры могут иметь различную форму в сечении, предпочтительно форму треугольника. Гофры каждой вставки расположены параллельно или попарно с образованием сужающихся каналов в направлении прорезей. Изобретение обеспечивает повышение степени диспергирования газожидкостной смеси и улучшает процесс массообмена между воздухом и жидкостью. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для аэрации жидкости, включающее горизонтально расположенный коллектор с подводящей воздух трубой и прикрепленные к нему барботажные трубки, заглушенные с торца и имеющие каналы для прохода воздуха в жидкость, отличающееся тем, что в каждой трубке выполнены по ее длине диаметрально противоположно в горизонтальной плоскости прорези и в них размещена пластинчатая вставка, периферийные части которой выполнены гофрированными, при этом каналы для прохода воздуха в жидкость образованы гофрами вставки и кромками прорезей, причем высота последних в трубке равна высоте гофр. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гофры каждой вставки имеют в сечении форму треугольника. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гофры каждой вставки расположены параллельно. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гофры каждой вставки расположены попарно с образованием сужающихся каналов в направлении прорезей.