Устройство для гашения пены Советский патент 1981 года по МПК C12M1/00 B01D19/02 

1

Изобретение относится к оборудованию для микробиологической промышлен ности и может быть применено в ферментерс1Х для культивирования аэробных микроорганизмов в нестерильных условиях.

Известно устройство для гашения пены, которое .устанавливают в открытых емкостях для брожения или выращивания микроорганизмов. Это устройство состоит из приемного раструба, размещенного над поверхностью пенящейся жидкости, и подключенного инжектора, служащего для подсасывания и разрушения пены t lОднако при использовании такого устройства происходит унос капель жидкости вместе с рабочей средой воздухом, имеющим высокую скорость на выходе из инжектора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для гашения пены, преимущественно к негерметичным аппаратам для. выращивания микроорганизмов, содержащее размещенный в корпусе аппарата патрубок с раструбом для забора пены, газоструйный инжектор, соединенный .с циклоном, обеспечивающим дополнительное гашение пены в поле центробежных сил и отделение капель жидкости о.т воздуха 12,

Недостатком устройства являет- ся ограниченная производительность по объему разрушаемой пены вследствие ее неполного ггоиения и возникновения поперечной гидродинамической неравномерности в газоструй10ном инжекторе большого диаметра,что не позволяет использовать это устройство в крупногабаритных ферментеpaix большой единичной мощности, где образуется значительное количество

15 пены. Кроме того, это устройство характеризуется большим удельным расходом эжектирующего газа на единицу объема пены, подлежащей разделению на исходные фазы.

20

Цель изобретения - повышение производительности и снижение удельного расхода эжектирующего газа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее раз25мещенный в корпусе аппарата патрубок с раструбом для забора пены, газоструйный инжектор, соединенный с цик;1оном, снабжено газораспределительной камерой, расположенной внут30ри патрубка для забора пены, и рядом

дополнительных инжекторов с циклонами, при этом гаэоподводящие сопла инжекторов подключены к указанной камере, а циклоны размещены внутри корпуса аппарата над- предполагаемым уровнем культуоальной жидкости.

На фиг. 1изображено предлагаемое устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (вид сверху).

Устройство размещено в верхней части корпуса аппарата 1, снабженного аэратором 2 для подачи технологического воздуха в слой ферментйционной среды.

В устройство входит раструб 3 для забора пены с патрубком 4, внутри которого центрально расположена газораспределительная камера 5 с подключенными к ней газоподводящими соплами б инжекторов. Соосно р соплами на патрубке 4 установлены конические приемные камеры 7 инжекторов, переходящие в инжекционные камеры смешения 8, тангенциально соединенные с циклонами 9, размещенными внутри корпуса аппарата 1 над уровнем культуральной жидкости.

Устройство работает следующим образом.

При достижении пены уровня раструба 3 в газораспределительную камеру 5 подают сжатый воздух. При выходе сжатого воздуха из газоподводящих сопед б в приемных камерах 7 создается разрежение, под действием которого пена засасывается в патрубок 4 через раструб 3. Из патрубка 4 пена попадает в приемные камеры 7, где под воздействием динамического напора воздуха, вытекающего из сопел б, пенаразрушается. В камерах смешения 8 газожидкостный поток расслаивается, при этом жидкость оттесняется к стенкам, а газ вместе с каплягли жидкости занимает ядро потока. Отделение жидкости от газа происходит в циклонах 9 за счет действия центробежных сил. Из циклонов газ выходит в атмосферу, а обеспененная жидкость из конической части циклонов ,подается в виде струй и капель в сло пены между раструбом 3 и корпусом аппарата. Жидкость, вытекающая из циклонов, за счет своей кинетической энергии срезает и гасит пену, непопавшую в раструб.

Наличие газораспределительной камеры и ряда дополнительных инжекторов оптимальной конструкции позволяет значительно повысить производительность устройства при сохранении высокой степени разделения пены, что дает возможность его использования в -ферментерах большой единичной мощности Например, при использовании для гашения пены инжектора с камерой смешения диаметром .30 мм при удельном расходе эжектирующего газа равном 1 и скорости потока в камере смешения порядка 100 м/с производительность устройства составляет 125 м пены в час. Для -разделения большего количества пены необходимо увеличить диаметр камеры смешения, что приводит к возникновению пульсаций давления вследствие .поперечной гидродинамической неравномерности, неполному разделению пены и снижению эффективности работы устройства. Применение устройства предложенной конструкции устраняет эти недостатки.

Так, для гашения пены в количестве 2000 м в час достаточно подключить к газораспределительной камере 16 инжекторов с камерами смешения диаметром 30 мм, что обеспечит работу ферментера диаметром 11 м. Размещение циклонов непосредственно внутр корпуса аппарата над уровнем культуральной жидкостипозволяет гасить пену струями обеспененной жидкости в зоне между раструбом и стенкой аппарата, тем самым снижая нагрузку на инжекторы, что приводи к снижению расхода эжектирующего газа, уменьшению количества инжекторов при постоянном их диаметре или уменьшению диаметра инжекторов при постоянном их количестве. Например, размещение в корпусе ферментера диаметром 11 м циклонов диаметром 0,5 м снижает зону действия инжекторов на 30%, соответственно расход эжектирующего газа сокращается с 2000 до 1400 м в час, а его удельный расход на единицу разрушаемой пены снижается с 1,6 ДО 0,7.

Формула изобретения

Устройство для гашения пены, преимущественно к негерметичным аппаратам для выращивания микроорганизмов, содержащее размещенный в корпусе аппарата патрубок с раструбом для забора пень1, газоструйный инжектор, соединенный с циклоном, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и снижения удельного расхода эжектирующего газа устройство снабжено газораспределительной камерой, расположенной внутри патрубка для забора пены, и рядом дополнительных инжекторов с циклонами, при этом газоподводящие сопла инжекторов подключены к указанной камере, а циклоны размещены внутри корпуса ainnapaTa над предполагаелмм уровнем культуральной жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 42012, кл. С 12 В 1/18, 1935.

. 2. Авторское свидетельство СССР 391164, кл. С 12,В 1/18, 1973 .(прототип).