Устройство для флотации микробиологической суспензии Советский патент 1992 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и предназначено для флотации слабоконцентрированных суспензий, в чартности последрожжевой бражки, содержащей остаточные дрожжи.

Известно, что последрожжевая бражка (ПДБ). полученная, например, из нижнего отбора дрожжерастительного чана, после флотации и сепарации содержит практически до 2 г/л дрожжей. Для сэкращения потерь дрожжей ПДБ направляют на вторую стадию выращивания биомассы дрожжей - биоокисление, где концентрация дрожжей повышается до 10-15 г/л Полученную суспензию концентрируют флотацией и возвращают в технологический процесс,чтобы повысить выход готового продукта.

Известно устройство для флотации микробиологической суспензии, содержащее две стальные обечайки, вставленные одна в другую, имеющие общее плоское днище. Кольцевое пространство между обечайками разделено на ряд секций, не доходящими до дна перегородками, между первой и последней установлена сплошная перегородка, исключающая сообщение между ними. Две последние секции снабжены барботерами - трубами подачи воздуха в виде дуг окружности, которые расположены концентрично обечайкам.

Недостатком его является сложность конструкции и низкая эффективность при флотации слабоконцентрированных суспензий, так как выходной трубопровод в

Х|

СЛ О

CJ СО 00

этой флотаторе расположен ниже уровня жидкости, что снижает флотационную способность дрожжевых клеток, поскольку воздух, содержащийся в бражке, должен преодолевать сопротивление столба жидкости во флотаторе.

Известно также устройство для флотации, взятое за прототип, которое можно ис- пол%То.вать для флотирования последр Нжжевой бражки, содержащее цилиндрический корпус, в верхней части которого по оси расположен входной трубопровод суспензии с. распределителем, ниже которого на боковой поверхности корпуса расположен кольцевой карман с выходнымтрубопроводомсконцентрированной суспензии, под распределителем на уровне выходного трубопровода расположен диаметральный двухлопастный скребок сбора пены, в днище корпуса расположен выходной трубопровод отработанной жидкости,

У этого флотатора воздушных барботе- ров нет. Флотатор работает при атмосферном давлении. Пьезометрический уровень жидкости здесь должен быть не менее 1,5-2 м.

Однако в таком флотаторе, даже при двуступенчатой флотации, унос дрожжей составляет до 2 г/л и сильно зависит от колебания уровня, т.е. такая конструкция недостаточно эффективно осуществляет флотирование.

Целью изобретения является повышение эффективности концентрирования суспензии и снижение уноса дрожжей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с днищем, снабженным трубопроводом отработанной жидкости, имеющем в верхней части ассиметрично размеа енный входной трубопровод и соединенный с ним разделитель суспензии,кольцевой карман с трубопроводом отвода концентрированной суспензии, расположенной под распределителем, и лопастной скребок для сбора пены, размещенный в кольцевом кармане, дополнительно установлена система диспергирования среды, состоящая из горизонтального коллектора для подвода воздуха с параллельно расположенными трубами и установленными на трубах насадками, при этом последние размещены над днищем на расстоянии 1 /3 высоты корпуса и снабжены на выходных участках пористыми мембранами с размером пор 6-10 мм, причем насадки размещены равномерно по поперечному сечению корпуса и расположены так, что факелы их распыла перекрываются на высоте 0.38-0,50 от высоты корпуса.

В известном устройстве система выполнена в виде отдельных труб в форме дуг

окружности, расположенных концентрично корпусу, а в предлагаемом устройстве она выполнена в виде коллектора с параллельно располох енными трубами, на которых равномерно по всей площади сечения корпуса

установлены насадки. При этом система установлена горизонтально на расстоянии от дища 1/3 высоты корпуса, для того, чтобы факелы распыла соседних насадок касались друг друга на высоте, равной 0,38-0,50 высоты корпуса, т.е. на границе раздела пенной и воздушно-жидкостной фаз должен быть кипящий слой по всему сечению корпуса.

Выбор такой конструкции системы подачи воздуха обусловлен тем, что полнота извлечения дрожжевых клеток из суспензии в пену зависит от структуры пены. Чем меньше ячейки пены, тем больше поверхность раздела фаз и, следовательно, большее количество дрожжевых клеток может быть сорбировано, а Также, чем мельче ячейки пены, тем больше поверхность раздела фаз, приходящаяся на единицу объема воздуха в пене, что очень важно при противоточном

методе флотакции. При этом для увеличения концентрации дрожжей в пене продолжительность пребывания пены во флотаторе должна быть больше, чем время пребывания жидкости во флотаторе. Поэтому пенная

фаза в предлагаемой конструкции занимает 0,62-0,5 высоты флотатора, а жидкая фаза 1 /3 высоты флотатора, остальное воздушно- жидкостная смесь, которую тоже можно отнести к объему, в котором происходит

извлечение дрожжевых клеток из суспензии.

Выбор сетки насадки в виде пористой мембраны с порами 6-10 мк обусловлен тем, что необходимо создать мелкоячеистую

пену, выпуская воздух, не пропуская клетки дрожжей в коллектор. Поры менее 6 мк затрудняют подачу воздуха, а поры более 10 мк могут пропускать клетки и засорять мембрану.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - система подачи воздуха.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 высоты Н с днищем 2. Корпус мо- жет быть сложной формы: верхняя часть цилиндрическая, нижняя - из двух усеченных конусов, состыкованных основаниями. В днище 2 расположен выходной трубопровод 3 отработанной жидкости. В верхней части расположен по оси корпуса входной

-n; I

трубопровод 4 с лепестковым распределителем 5, под которым установлен диаметральный двухлопастный скребок 6 сбора пены, взаимодействующий с кольцевым карманом 7, связанным с выходным трубопроводом 8 концентрированной суспензии.

На расстоянии 1/3 высоты Н корпуса горизонтально установлены параллельные трубы 9 с насадками 10, соединенные коллектором 11. Насадки 10 расположены равномерно по всей площади сечения корпуса 1, а их факелы распыла касаются друг друга на высоте, равной 0,38-0,50 Н ВЫСОТУ корпуса. Насадки 10 снабжены сетками 12 в виде пористой мембраны с размерами по 6-10 мк. Сетки выполнены из листовой пористой нержавеющей стали ПНС-6, ПНС-10.

В зависимости от размера пор высота факела распыла а колеблется в пределах 0,3-1,0 м, при угле факела а, равном 30- 60°, который зависит от величины напора воздуха, плотности очищаемой жидкости.

Например, изготовлено предлагаемое устройство, корпус которого имеет высоту б ми диаметр 4м. На расстоянии 2 мот днища установлен коллектор-барботер с сетками из нержавеющей пористой стали ПНС-10

Устройство работает следующим образом.

В воздушный коллектор 11 подают воздух 4-5 м3/ч и одновременно сверху самотеком мз биоокислителя подают суспензию последрожжевой бражки содержащую 4-7 г/л биомассы, которая разбрызгивается по всему объему с помощью лепесткового распределителя 5 Выход отработанной жидкости 3 закрыт. Суспензия накапливается до уровня до уровня насадок 10 сеток 12 и тогда начинается активное пенообразова- ние. Слой пены наращивается за счет биомассы дрожжей, поступающих с бражкой, подаваемой сверху, что еще более активизирует пенообразование Накопив уровень воздушно-жидкостной смеси до полного перекрытия факелов распылз насадок (в конкретном примере на 0,5 м выше насадок) открывают выход 3 отработанной жидкости и поддерживают этот уровень постоянно. Достигнув уровня лопастей скребка б, пена

снимается и постоянно отбирается через выходной трубопровод 8

Концентрация дрожжей в сгущенной суспензии составляет 30-40 г/л Далее сгущенная суспензия возвращается в производственный процесс на флотацию второй ступени

Таким образом, предлагаемая конст- рукция флотатора позволяет увеличить зффективность концентрирования суспензии, повысить выход готового продукта, практически исключить унос дрожжей и канализацию, °то улучшает условия очистки стоков В отличие от других флотаторов предлагаемый флотатор обладает более простой и технологичной конструкцией, обладает меньшей металлоемкостью и высокой надежностью

20

Формула изобретения

Устройство для флотации микробиологической суспензии, содержащее корпус с днищем, снабженным трубопроводом отвода отработанной жидкости, имеющий в верхней части осесимметрично размещенный входной трубопровод и соединенный с ним разделитель суспензии, кольцевой карман с трубопроводом отвода концентрированной

суспензии, расположенный под распределителем, и лопастной скребок для сбора пены, размещенный в кольцевом кармане, о т- личающееся тем, что, с целью повышения степени концентрирования суспензии и

уменьшения уноса дрожжей, оно снабжено системой диспергирования среды, состоящей из горизонтального коллектора для подвода воздуха с параллельно расположенными трубами и установленными на трубах насадками, при этом последние размещены над днищем на расстоянии 1/3 высоты корпуса и снабжены на выходных участках пористыми мембранами с размером пор 6-10 мкм, причем насадки размещены равномерно по поперечному сечению корпуса и расположены так, что факелы их распыла перекрываются на высоте 0,38- 0,50 высоты корпуса.

1756338

6ff

Использование: флотация слабоконцентрированных суспензий в микробиологической промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с днищем. Днище снабжено трубопроводом отвода отработанной жидкости Корпус имеет в верхней части осесимметрично размещенный входной трубопровод и соединенный с ним распределитель суспензии В корпусе расположен под распределителем суспензии кольцевой карман с Трубопроводом отвода концентрированной суспензии В кольцевом кармане размещен лопастной скребок для сбора пены. Устройство снабжено системой диспергирования среды, состоящей из горизонтального коллектора для подвода воздуха с параллельно расположенными трубами и установленными на трубах насадками Насадки размещены над днищем на расстоянии, равном 1/3 высоты корпуса, и снабжены на выходных участках пористыми мембранами с размером пор 6- 10 мкм. Насадки размещены равномерно по поперечному сечению корпуса и расположены так, что факелы их распыла перекрываются на высоте 0,38-0,50 от высоты корпуса 2 ил.