Устройство для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах Советский патент 1989 года по МПК C12M1/04 

(61) . (21) i 279330/30-13 . (22). 16.07.87 (6) 15.11.89. Бюл. ГГ it2 (72) В.П.Граф-тио (53) 66i.lA.032 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР fP , кл. С 12 М l/0 t, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 13 41187, кл. С 12 М 1/04, 1987. (5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ И ПЕРЕ- МЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В ФЕРМЕНТЕРАХ

(57)Изобретение относится к устройствам для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах. Цель изобретения - повышение коэффициента массо- отдачи путем многократной инверсии фаз. Устройство содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и . Конические-тарелки .

образуют кольцевое сопло 5 для выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены лопасти 6. В центральной полости между тарелками размещена турбина, состоящая из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по периферии кольцевой щели 9 для выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10. Выходные кромки дисков 7 и 8 находятся на одной вертикали с выходными кромками тарелок 1 и 2, которые жестко скреплены с кольцевыми дисками 13 и 1, образующими вокруг кольцевого сопла для жидкости камеру 15 разрыва газожидкостного потока. На выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок прикреплены лопатки 1б для повторного диспергиро - вания газа в жидкости. 3 ил.

(/)

Изобретение относится к устройствам для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах. Цель изобретения - повышение коэффициента массоотдачи путем многократной инверсии фаз. Устройство содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и 4. Конические тарелки образуют кольцевое сопло 5 для выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены лопасти 6. В центральной полости между тарелками размещена турбина, состоящая из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по периферии кольцевой щели 9 для выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10. Выходные кромки дисков 7 и 8 находятся на одной вертикали с выходными кромками тарелок 1 и 2, которые жестко скреплены с кольцевыми дисками 13 и 14, образующими вокруг кольцевого сопла для жидкости камеру 15 разрыва газожидкостного потока. На выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок прикреплены лопатки 16 для повторного диспергирования газа в жидкости. 3 ил.

Изобретение относится к аэрирующим и перемешивающим устройствам в ферментерах и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № .

Цель изобретения - повышение коэффициента массоотдами путем многократной инверсии фаз.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - устройство, выполненное с кольцевыми дисками, образующими угол к плоскости вращения, продольный разрез.

Устройство для аэрации и переме- шивания жидкости а ферментерах содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и 4. Конические тарелки образуют кольцевое сопло 5 для выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены лопасти 6. В центральной полости между тарелками размещена турбина, состоящая из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по внешнему радиусу кольцевой щели 9 для выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10, при этом верхний диск 8 имеет коаксиально расположенное отверстие 11 для входа воздуха в турбину из полого вала 12. Выходные кромки дисков 7 и 8 находятся на одной вертикали с выходными кромками тарелок 1 и 2. Тарелки снабСП |ЬО

СП

ГЧ)

жены кольцевыми дисками 13 и И, образующими вокруг кольцевого сопла 5 для жидкости камеру 15 разрыва газожидкостного потока. При этом между кольцевыми дисками на выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок укреплены лопатки 1б для повторного диспергирования газа в жидкости.

Кольцевые диски 13 и I l могут быт расположены горизонтально (фиг.1) или под углом к плоскости вращения устройства (фиг.З) с образованием между ними расширения,направленного в сторону вы- хода газожидкостной смеси.

Устройство работает следующим образом.

При вращении устройства в ферменг тере в процессе выращивания микроор- ганизмов жидкая среда поступает через всасывающие горловины 3 и t в полость между коническими тарелками 1 и 2 и дисками 7 и 8 газовой турбины. Попадая на радиально расположенные лопас- ти 6, жидкость отбрасывается ими на периферию под действием центробежных сил, свободно проходит камеру 15 и подхватывается лопатками 1б. Потоки жидкости, обтекая кромки дисков 7 и 8 газовой турбины с большой скоростью, создают по ее периметру зону разрежения, в которую через кольцевую щель 9 подсасывается воздух, поступающий в газовую турбину через от верстие 11 верхнего диска 8. Так как периферийные лопатки 1б находятся на большем расстоянии от центра вращения, чем лопасти 6, то они имеют большую окружную скорость, и таким образом производительность лопаток 16 по жидкой фазе значительно выше производительности лопастей 6, Поэтому в камере 15 создается дополнительное разрежение, благодаря которо

му количество подсасываемого воздуха увеличивается.

Жидкая фаза, попадая в разреженное пространство камеры 15, интенсивно разделяется на отдельные струи и капли, происходит разрыв сплошности газожидкостного потока. То газ, то жидкость становятся сплошной или дисперсной фазами. Протекает процесс многократной инверсии фаз, при этом резко увеличивается суммарная поверхность контакта, растет коэффициент массоотдачи. Перемещаясь далее в радиальном направлении, газожидкостная смесь попадает на лопатки 1б, где происходит процесс укрупнения частиц жидкости под действием центробежных сил и интенсивное повторное диспергирование кромками лопаток газовой фазы. При этом жидкость дополнительно насыщается газом.

Предлагаемая конструкция позволяет проводить процесс массообмена в режиме многократной инверсии фаз, более полно использовать объем подсасываемого воздуха.

Формула изобретения

Устройство для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах по авт. св. № , о т л и чающее - с я тем, что, с целью повышения коэффициента массоотдачи путем многократной инверсии фаз, конические тарелки снабжены кольцевыми дисками, образующими вокруг кольцевого сопла для жидкости камеру разрыва газожидкостного потока, при этом между кольцевыми дисками на выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок укреплены лопатки для повторного диспергирования газа.в жидкости.

12

16

1

US. 2

/5

10

(pL/г.З

1