Способ электромагнитного перемешивания Советский патент 1982 года по МПК B01F13/08 

Изобретение относится к технологическим процессам химической, микробиологической и других отраслей промышленности, а более конкретно к способам перемешивания жидких многокомпонентных систем.

Известен способ перемешивания текучих сред в электромагнитном поле, в области действия которого создают псевдоожиженный слой. При этом частота переменного поля равна .

Для данного способа перемешивания неприемлеглы частоты вьше 100 Гц, необходимые для перемешивания некоторых многокомпонентных сис:тем, например биосуспензий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ электромагнитного перемешивания жидких электропроводных сред с различной удельной э.пектрЬпроводностью кo ffloнeнт6в путем воздействия на среду переменного электромагнитного поля 2.

Недостаток способа заключается в низкой -эффективности перемешивания жидких систем, удельные электропроводности компонентов которых различаются незначительно или в случае

жидких систем с.вязкостью, превышающей 2-5 сП.

Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания

5 путем создания псевдоожиженного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что со1ласно способу электромагнитного перемешивания жидких . электропроводных сред с различной

10 удельной электропроводностью компонентов, например биосуспензий, путем воздействия на среду переменного электромагнитного поля, в область действия поля вводят диэлектрические

15 частицы, диэлектрическая проницаемость которых меньше диэлектрической проницаемости среды на 70-5000 ед. при частоте электромагнитного поля 15-1000 Гц.

20

Перемешивание осуществляют, следующим образом.

В сосуде цилиндричесьсой или конической формы создают переменное электромагнитное поле частотой 1525 1000 Гц путем крепления внутри сосуда электродов, подключенных-к источнику переменного тока. В промежутке ме)хду электродами создают псевдоожиженный слой из диэлектрических частиц, выполненных из пластмассы, стекла и других диэлектрических материалов. HeouxoMHNibiM условием способа являетря то, что диэлектрическая прони цаемость сжиженных частиц должна быть меньше диэлектрической проницаемости ожижающей жидкости на 70 5000 ед. Такой случай осуществим пр перемешивании некоторых видов микро организмов, диэлектрическая проницаемость которых находится в предел от 70 до 5000 ед. В качестве диэлектрических части используют частицы из полимерных м териалов, отличающихся, кроме того инертностью к перемешиваемой србде и достаточной механической прочност Пример 1 (известный спосо Перемешивание суспензии бактерий с дрожжами при их весовых расходах в соотношении 1:1 осуществляют путем пропускания указ анной смеси по труб из оргстекла в йl дyциppвaннoм электрическом поле, созданном парой магнитов, укрепленных на внешней стороне трубы. Напряженность индуцированного электрического поля 1,8 MB/CM, скорость движения суспензии в поле 0,06 м/с. Результаты перемешивания оценйва по равномерности количества клеток бактерий и дрожжей в поле зрени микроскопа., Результаты трех проб: 10 клеток дрожжей и 3 клетки бактерий; 4 клет ки дрож)ей и 9. клеток бактерий; 8 клеток дрожжей и 13 клеток бактерий П р и м е р 2. Перемешивание су пензии бактерий с дрожжами при их расх.одах 1:1 осуществляют, путем пропускания смеси в электромагнитно поле с частотой 530 Гц и напряженностью :индуцированного электрического поля 1,С5 МБ/СМ При скорости. движения жидкости 0,06 м/с, причем в области действия поля создают псевдоожиженной слой из полимерных частиц с диэлектрической,проницаемостью 16 и породностью их в слое 0,7. Диэлектрическая проницаемость суспензии смеси дрожжей и бактерий при частоте 530 Гц составляет 2860. Результаты анализа трех проб: 11 клеток дрожжей и 9 клеток бакуерий;.8 клеток дрожжей и 9 клеток бактерий; 10 клеток дрожжей и 13 клеток бактерий. . Пример 3. Перемешивание суспензии бактерий и дрожжей осуществляют как .и в примере 2, за исклю чением следующих параметров: частот электрического поля 15Гц, а диэлектрическая проницаемость суспензии микроорганизмов больше диэлектричес кой проницаемости ожиженных частиц на 4678 ед. Результаты анализа трех проб: 5 клеток дрожжей и 4 клетки бактерий; 3 клетки дрожжейи 4 клетки бактерий; 6 клеток дроюкей и 3 клетки бактерий. if р и м е р 4. Перемешивание суспензии бактерий и дрожжей осуществляют как и в примерах 2 и- 3 -за исключением следующих параметров: частота электрического поля 1000 Гц, а диэлектрическая проницаемость суспензии микроорганизмов больше диэлектрической проницаемости ожиженных частиц на 72, ед. Результаты анализа: 8 клеток дрожжей и 11 клеток бактерий, 7 клеток дрожжей и 7 клеток бактерий; 5 клеток дрожжей и 9 клеток бактерий. Приведенные примеры свидетельствуют об эффективности предлагаемого способа. Механизм процесса перемешивания заключается в том, что рассе ивающее действие электромагнитного поля проявляется в областях, соизмеримых с масштабом турбулентных пульсаций. Из этого следует, что частота поля должйа быть такой, -чтобы поле не изменяло своего направления при иона или полярной молекулы в области, соизмеримой с масштабом турбулентных пульсаций; должны быть неоднородные электрофизические свойства среды, которые в данном случае обусловлены диэлектрической проницаемостью псевдооясижаемых частиц и интенсивностью их движения. Экспериментально установлено, что при частотах менее 15 Гц и выше 1000 Гц перемешивающее действие электромагнитного поля становится несущественным при наложении его на псевдоожиженный слой частиц, диэлектрическая проницаемость которых меньше диэлектрической проницаемости жидкости на 70-5000 ед. Положительный эффект способа заключается в создании более однородной смеси, например дрожжей и бактерий, для введения их в качестве реагентов в; процессе сгущения биосуспензийФормула изобретения Способ электромагнитного перемешивания жидких электропроводньлх сред с различной удельной электропроводностью компонентов, например биосуспензий, путем воздействия на среду переменного электромагнитного поля, отли-чающийся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания путем создания псевдоожиженного слоя, в область действия поля вводят диэлектрические частицьт, диэлектрическая проницаемость которых диэлектрической проницаемоети среды на 70-5000 6д. при частоте электромагнитного поля 15-1000 Гц. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ 1251277, кл. 12 е 4/01, 1969. 2. Ксенофонтов Б.С. и др. ДАН СССР, Т, 227, 1976, 1.