Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах Советский патент 1982 года по МПК C12M1/06 

Изобретение относится к мик хэбиологической и пищевой промышленности а именно к устройствам для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах.

Известны устройства для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах, состоящие из турбинки, заключенной в конические тарелки, установленные -с зазором по периферии, и снабженной лопастями, расположенными концентрическими рядами 1 и 2.

Однако известные устройства не обеспечивают поступления в жидкость достаточного объема воздуха и его диспергирования,что снижает эффективность процесса массопередачи кислорода к клетке и следовательно производительность ферментера.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для перемешивания и аэрации жидкостей в ферментерах, состоящее из конических тарелок, установленных с образованием кольцевого сопла, между которыми размещена турбинка для подвода воздуха в жидкость, и рассекателей потока жидкости 3.

Однако, в известном устройстве жидкостные струи, истекающие между рассекателями, при попадании в кольцевое сопло расширяются и сливаются, что приводит к резкому уменьшению скорости жидкости в зоне ее Контакта с воздухом, при этом.снижается количество подсасываемого воздуха и степень его диспергирования, в резуль10тате чего уменьшается объемный коэффициент массопередачи кислорода и удельная производительность ферментера.

Целью изобретения является увели15чение коэффициента 1и}ассопередачи и повышение таким образом удельной производительности ферментера.

Для этого в устройстве для перемешивания и аэрации жидкости в фер,20 ментерах состоящем из конических тарелок,установленных с образованием кольцевого сопла ,между которыми размещена турбинка для поцвЬда воздуха в жидкость, и рассекателей потока жидкос25 хи, рассекатели потока жидкости выполнены в виде установленных вертикально по периметру турбинки трубок, .размещенных с зазорами между ними |И прикрепленных своими торцами к 30 внутренним повёрхностям конических гарелок, при этом трубки сообщены с внутренним пространством турбинки для подвода воздуха в жидкость, а в стенках трубок выполнены щели для подачи воздуха в струи жидкости. Предложенное устройство схематично поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 вид А на фиг; 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1; ни ,фиг.. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 3. Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах состоит из конических тарелок 1 и 2, установленных с образованием кольцевого сопла 3. Между тарелками 1 и 2 размещена турбинка 4 для подвода воз духа в жидкость. По периферии турбин ки 4 расположены отверстия 5. Кроме того, она снабжена лопастями 6, расположенными радиально на ее наружных поверхностях, и лопатками 7 во внутреннем объеме турбинки. Рассекатели потока жидкости выполнены в виде установленных вертикально по периметру турбинки трубок 8, размещенных с зазорами между ними и прикреппенных своими торцами к внутренним поверхностям конических тарелок 1 и 2. Трубки 8 сообщены с внутренним прост ранством турбинки для подвода воздуха в жидкость, а в стенках трубок выполнены щели 9 для подачи воздуха в струи жидкости. Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах работает еледующим образом. После установки устройства в ферментере и закрепления его на приводном валу горловину турбины 4 подсоединяют к воздуховоду. Устройство при водят во вращение и в ферментере устанавливается циркуляционное движение жидкости, которая входит через верхнее и нижнее отверстия 5 в тарелках 1 и 2, захватывается лопастями 6 и выбрасывается из устройства равномерно через зазоры, образованные трубками В. Истекая с большой скоростью в зазорах между трубками 8 жидкость внач-але по отверстиям 5 под сасывает воздух из внутреннего объем турбинки, затем при дальнейшем движекии жидкости происходит поступление воздуха в нее из трубок 8 по щеn-iM 9. Воздух смешивается с жидкостью и диспергируется в ней. Образующая газожидкостная смесь истекает из кольцевого сопла 3. Наличие рассекателей потока, выполненных в виде трубок, снабженных щелями для подачи воздуха, позволяет одновременно диспергировать газовую и жидкую фазы, увеличить величину сдвиговых деформаций, возникающих по всему сечению струй, уменьшить масштаб турбулентных пульсаций и увеличить глубину их проникновения в струи. Это позволяет увеличить коэффициент массопередачи кислорода, повысить удельную производительность ферментера на 15% и снизить удельные энергозатраты на 10% по сравнению с прототипом. Годовой экономический эффект от внедрения устройства на заводах производительностью 12 тыс.тонн дрожжей в год составляет 2,0 млн. руб. формула изобретения Устройство для перемешивания и аэрации жидкости в ферментерах, состоящее из конических тарелок, установленных с образованием кольцевого сопла, между которыми размещена турбинка для подвода воздуха в жидкость; и рассекателей потока жидкости, о тличающееся тем, что, с целью увеличения коэффициента массопередачи и повышения таким образом удельной производительности ферментера, рассекатели потока выполнены в виде установленных вертикально по периметру турбинки трубок, размещенных с зазора(ми между ними и прикрепленных своими торцами к внутренним поверхностям конических тарелок, при этом трубки сообщены с внутренним пространством турбинки для подвода воздуха в жидкость, а в стенках трубок выполнены щели для подачи воздуха в струи жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 461113, йл. С 12 М 1/06, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 551362, кл. С 12 М 1/00, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 601308, кл. .С 12 М 1/06, 1978 (прототип).

8ид5

8

-5

// V7

фиг. 5