Устройство для гашения пены к аппаратам для выращивания микроорганизмов Советский патент 1983 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к технической микробиологии и может быть испол зовано в микробиологической промышленности, где в ходе технологического процесса образуется пена, не однородная по своему составу, т.е. крупно- и мелкодисперсная, уровень которой необходимо регулировать. Известно устройство для непрерывной сепарации газожидкостной смеси, включающее циклонный сепаратор с тан генциальным вводом смеси, соединенный с отстойной камерой и с патрубком для вывода жидкости, расположенным в верхней части циклона . Патрубок для вывода газа и жидкости снабжен паровой рубйшкой, в которой циркулирует теплоноситель. Пена в устройстве сепарируется под действие центробежных сил в циклонном сепараторе, жидкость стекает в отстойную камеру, а газ отводится в патрубок, где непогашенная пена, соприкасаясь с горячей поверхностью, разрушается СП. - Однако термическая обработка пены не позволяет полностью разрушить пен или снизить ее устойчивость для обес печения самопроизвольного распада. Известно также устройство для непр рывного разделения пены на жидкие R газообразные компоненты, включающий камеру с резким понижением температуры до температуры конденсации паров, и центробежнь1й сепаратор, расположенный по оси этой камеры . Однако при повышенных плотностях пе на в устройстве гасится неэффективно. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для гашения пены к аппарг1там для выращивания микроорганизмов, содержащее цилиндрическую направляющую трубу и теплообменные рубашки установленныена ней и поочередно подключенные к системам подачи теплоносителя и хладагента С 3. Недостатком известного устройства является то, что при неоднородном составе пены (крупно- и мелкодисперсной) она гасится недостаточно полно так как при высокой скорости потока пены под термоградиентным воздействием происходит эффективное гашение только мелкодисперсной пены, что сни жает производительность устройства. Целью изобретения является повышение производительности. Для достижения этой цели в устрой стве для гашения пены к аппаратам для выращивания микроорганизмов, содержащем цилиндрическуй направляющую трубу и теплообменные рубашки, установленные на ней и поочередно подклю ченные к системам пЬдачи теплоносителя и хладагента, в трубе по ее дли не установлены перпендикулярно поток пены перфорированные перегородки. Каждая из которых выполнена в виде кругового сегмента высотой, равной |1,5-1,б радиуса трубы, при этом каждая перегородка прикреплена своей верхней частью к стенке трубы при помощи шарнира. На фиг. 1 изображено устройство для,гашения пены, установленное на апп арате для выращивания микроорганизмов, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1 (устройство для гашения пены, продольный разрез); на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2. Устройство для гашения пены монтируется к аппаратам для выращивания микроорганизмов и содержит цилиндрическую направляющую трубу 1 и теплообменные рубашки 2 и 3, установленные на ней и поочередно подключенные к системам подачи, теплоносителя и хладагента. Труба 1 устройства- для гашения пены с помощью патрубка 4 подвода пены соединена с аппаратом 5 для выращивания микроорганизмов. С другой стороны трубы 1 установлены патрубок 6 отвода газа и патрубок 7 отвода отсепарированной жидкости в аппарат 5. В .цилиндрической направляющей трубе 1 по ее длине установлены перпендикулярно потоку пены перфорированные перегородки 8, каждая из которых выполнена в виде кругового сегмента высотой, равной 1,5-1,6 радиуса трубы. Своей верхней частью каждая перегородка 8 прикреплена к стенке труби при помощи шарнира 9. Устройство для пеногашения к аппаратам для выращивания микроорганизмов работает следующим образом. Пена из гшпарата 5 для выращивания микроорганизмов через патрубок 4 поступает в цилиндрическую направляющую трубу 1 устройства для пенога- . шения, ударяется в перфорированные перегородки 8 и отклоняет их на углы оС, oL г При соприкосновении с перегородками 8 крупнодисперсная часть пены частично разрушается на составляющие ее газ и жидкость и частично превращается в-мелкодисперсную. При этом напор снижается, вследствие чего углы отклонения перфориро- , ванных перегородок 8 уменьшаются по ходу движения потока пены, т.е. ,. .. и т.д. для уменьшения местного гидравлического сопротивления потоку пены, вызывающего вертикальные потоки культуральной жидкости и, следовательно, вторичное ценообразование, перфорированные перегородки 8 выполнены в виде круговых сегментов, высота которых меньше, диаметра (2R) направляющей трубы 1. Высота сегментов, обеспечивающая наибольшую производительность устройства,определена по экспери1менталь ым данным,приведенным в таблице.

Показатели

1,3R I 1,4R I lf5F Т 1,6R I 1, Объем выделенной жидкости, мл Эффективность сепарирования, %

Высота сегмента

7R 180 180

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ К АППАРАТАМ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащее цилиндрическую направляющую трубу и теплообменные рубашки, установленнные на ней и поочередио подключенные- к системам пьдачи теплоносителя и хладагента, о т ля ч ающе е с я тем, что, с целью повьваения производительности, в трубе по ее длине установлены перпендикулярно потоку пены перфорированные перегородки, каждая из которых выполнена в виде кругового сегмента высотой, равной 1,5-1,6 радиуса трубы, при этом каждая перегородка прикреплена своей верхней частью к стенке трубы при помощи шарнира. О. СП ел с л

Пена полученная в иеногенераторе, с содержанием жидкости 20% (т.е. в 1 пены содержится 200 мл жидкости) пропускается через устройство для пенога шения.. . . Как следует Из приведенных данных максимальный объем выделенной жидкости обеспечивается при высоте сегментовв пределах (1,5-1,6)н радиуса направляющей трубы. Так как перфорированные перегородки 8 выполнены в виде сегментов и не полностью перекрывают сечение направляющей трубы 1, то отселарированная жидкость свободно стекает по нижней части трубы 1 и по патрубку 7, возвращается в аппарат 1. Отделившийся газ удаляется через патрубок б. Мелкодисперсная часть пены по ходу движения многократно подвергается нагреванию и охлаждению при контакте с внутренней поверхностью трубы 1, на которой установлены теплообменные рубашки 2 и 3. При контакте с той частью поверХ7 ности трубы 1, на которой установлена теплообменная рубашка 2, подклю 1енная к системе подачи теплоносителя, происходит утоньшение пленок жидкости и их разрушение за счет интенсивного испарения. При контакте же с поверхностью трубы if, охлаждаемой теплообменной рубашкой 3, подключенной к системе подачи хладагента, происходит сжатие газовых пузырьков и интенсивное выделение газа. Цилиндрическая направляющая труба 1 устройства для пеногашения может состоять из нескольких однотипных царг, каждая из которых снабжена теплообменной рубашкой, причем царги в которых происходит нагрев пенного потока, могут быть выполнены из металла, а царги, в которых поток охлаждается - из пластмассы, что упрощает конструкцию устройства и улучшает условия теплопередачи. ,- Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается интенсивное гашение неоднородной по составу пены вследствие того, что крупнодисперсная часть пены разрушается при соприкосновении с перфорированными круговыми сегментами, установленными шарнирно перпендикулярно потоку, а мелкодисперсная часть пены разрушается за счет многократного нагревания и охлаждения . При сравнительнь1х испытаниях предлагаемого устройства для пеногашения и известного циклонного пеногасителя установлено, что предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности. Так, при испытании 5% мелассной среды с 25%-ным содержанием жидкости пена из пеногенератора под небольшим избыточным давлением подавалась;в устройство для пеногашений,. при этом количество разрушенной пены в циклонном пеногасителе составило 60%, а в.предлагаемом устройстве - 90%. Эффективность гашения пены определяется по объему выделенной жидкости, при этом результаты испытаний пересчитываютс1д для равного по длине пути прохождения пены в направлякмцей трубе циклонного пеногасителя и предлагаемого устройства. Таким образом, применение предлагаемого устройства по сравнению с известным обеспечивает повышение производительности в 1,5 раза.