Устройство для гашения пены к аппаратам для выращивания микроорганизмов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ К АППАРАТАМ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ , содержащее цилиндрическую направляющую трубу и теплообменные рубашки, установленнные на ней и поочередио подключенныек системам пьдачи теплоносителя и хладагента, о т ля ч ающе е с я тем, что, с целью повьваения производительности, в трубе по ее длине установлены перпендикулярно потоку пены перфорированные перегородки, каждая из которых выполнена в виде кругового сегмента высотой, равной 1,5-1,6 радиуса трубы, при этом каждая перегородка прикреплена своей верхней частью к стенке трубы при помощи шарнира. О. СП ел с л

СООЭ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК (1Е (11) 3(Я) С 12 М 1 00

Р (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХЗЬСТВУ:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3380721/28-13 (22) 21.01.82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43 (72) М.Ж.Кристапсонс (71) Институт микробиологии им.A.Kèðõåíøòåéíà (53) 633.14 ° 033(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

М 1473654, кл. С 12 В 1/24, 1977

2. Заявка ФРГ 9 2345248, кл. С 12 В 1/18, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 707956 кл, С 12 М 1/00, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ

К АППАРАТАМ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащее цилиндрическую направляющую трубу и теплообменные рубашки, установленнные на ней и поочередно подключенные.к системам подачи теплоносителя и хладагента, о т л и ч а ю щ е е с я- тем, что, с целью повышения проиэводительности, s трубе по ее длине установлены пер. пендикулярно потоку пены перфорированные перегородки, каждая иэ которых выполнена в виде кругового сег.мента высотой, равной 1,5-1,6 радиуса трубы, при этом каждая перегородка прикреплена своей верхней частью . к стенке трубы при помощи шарнира. Я

1055766

Изобретение относится к технической микробиологии и может быть использовано в микробиологической промыаленности, где в ходе технологического процесса. образуется пена, не однородная по своему составу, т,е. крупно- и мелкодисперсная, уровень которой необходимо регулировать.

Известно устройство для непрерывной сепарации гаэожидкостной смеси, включающее циклонный сепаратор с тан- 10 генциальным вводом смеси, соединенный с отстойной камерой и с патруб ком для вывода газа и жидкости, расположенным в верхней части циклона, Патрубок для вывода газа и жидкости снабжен паровой рубашкой, в которой циркулирует теплоноситель. Пена в устройстве сепарируется под действием центробежных сил в циклонном сепараторе, жидкость стекает в отстойную камеру, а газ отводится в патрубок, где. непогашенная пена, соприкасаясь с горячей поверхностью, разрушается (1 .

Однако термическая обработка пены не позволяет полностью разрушить пену или снизить ее устойчивость для обеспечения самопроизвольного распада, Известно также устройство для непре .рывного разделения пены на жидкие и газообразные компоненты, включающие З0 камеру с резким понижением температуры до температуры конденсации паров, и центробежный сепаратор, расположенный по оси этой камеры f2 ).

Однако при повышенных плотностях пе- 35 на в устройстве гасится неэффективно.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является уутройство для гашения пены к аппаратам для выращивания микроорганиэ- 4() мов, содержащее цилиндрическую направляющую трубу и теплообменные рубашки, установленные на ней и поочередно подключенные к системам подачи теплоносителя и хладагента 3 .

Недостатком известного устройства является то, что при неоднородном составе пены (крупно- и мелкодисперсной) она гасится недостаточно полно, так как при высокой скорости потока пены под термоградиентным воэдейст- 50 вием происходит эффективное гашение только мелкодисперсной пены, что снижает производительность устройства.

Целью изобретения является повышение производительности. 55

Для достижения этой цели в устройстве для гашения пены к аппаратам для выращивания микроорганизмов, содержащем цилиндрическуИ направляющую трубу и теплообменные рубашки, уста- ®О новленные на: ней и поочередно подключенные к системам подачи теплоноси теля и хладагента, в трубе по ее длине установлены перпендикулярно потоку пены перфорированные перегородки, каждая иэ которых выполнена в виде кругового сегмента высотой, равной 1,5"1,6 Радиуса трубы, при этом каждая перегородка прикреплена своей верхней частью к стенке трубы при помощи шарнира.

На фиг. 1 изображено устройство для,гашения пены, установленное на аппарате для выращивания микрооргаг низмов, общий вид; на фиг. 2 — узел

Т на фиг. 1 (устройство для гашения пены, продольный разрез); на фиг. 3 разрез A-A на фиг. 2, Устройство для гашения пены монтируется к аппаратам для выращивания микроорганизмов и содержит цилиндрическую направляющую трубу 1 и теплообменные рубашки 2 и 3, установленные на ней и поочередно подключенные к системам подачи. теплоносителя и хладагента.

Труба 1 устройства-для гашения пены с помощью патрубка 4 подвода пены соединена с аппаратом 5 для выращивания микроорганизмов, С другой стороны трубы 1 установлены патрубок 6 отвода газа и патрубок 7 отвода отсепарированной жидкости в аппарат 5 °

В .цилиндрической направляющей трубе 1 по ее длине установлены перпендикулярно потоку пены перфорированные перегородки 8, каждая иэ которых выполнена в виде кругового сегмента высотой, равной 1,5-1,6 радиуса трубы, Своей верхней частью каждая перегородка 8 прикреплена к стенке трубы при помощи шарнира 9.

Устройство для пеногашения к аппаратам для выращивания микроорганизмов работает следующим образом.

Пена из аппарата 5 для выращивания микроорганизмов через патрубок 4 поступает в цилиндрическую направляющую трубу 1 устройСтва для пеногашения, ударяется в перфорированные перегородки 8 и отклоняет их на углы о(.„, аС, ... . При соприкосновении с перегородками 8 крупнодисперсная часть пены частично разрушается на составляющие ее гаэ и жидкость и частично превращается в мелкодисперсную.

При этом напор снижается, вследcrave чего углы отклонения перфорированных перегородок 8 уменьшаются по ходу движения потока пены, т.е, -oL1)e(2)d -- и т.ддля уменьшения местного гидравлического сопротивления потоку пены, вызывающего вертикальные потоки культуральной жидкости и, следовательно, вторичное пенообраэование, перфорированные перегородки 8 выполнены в виде круговых сегментов, высота которых меньше диаметра (2Н) направляющей трубы 1. Высота сегментов, обеспечивающая наибольшую производительность устройства, определена по экспери1ментальиым данным, приведенным в таблице, 1055766. Высота сегмента

1,5R 1,6Н

Показатели

1,7R

1i3R 1с4R

140

180

180

150

120

Эффективность сепарирования, Ъ

70

60

Пена полученная в пеногенераторе, с содержанием жидкости 20% (т.е ° в 1 л пены содержится 200 мл жидкости) про- 1 пускается через устройство для пеногашения. как следует иэ приведенных данных, максимальный объем выделенной жидкости обеспечивается при высоте cer- 20 ментов в пределах (1, 5-1,6)Н радиуса направляющей трубы.

Так как перфорированные перегород-! ки 8 выполнены в виде сегментов и не полностью перекрывают сечение направ- 5 ляющей трубы 1, то отсепарированная жидкость свободно стекает по нижней части трубы 1 и по патрубку 7, возвращается в аппарат 1. Отделившийся гаэ удаляется через патрубок б.

Мелкодисперсная часть пены go ходу движения многократно подвергается нагреванию и охлаждению при контакте с внутренней поверхностью трубы 1, на которой установлены теплообменные рубашки 2 и 3.

При контакте с той частью поверх7 ности трубы 1, на которой установлена теплообменная рубашка 2, подключенная к системе подачи теплоносителя, происходит утоньшение пленок жидкости46 и их разрушение за счет интенсивного испарения. При контакте же с поверхностью трубы 1, охлаждаемой теплообменной рубашкой 3, подключенной к си" стеме подачи хладагента, происходит 45 сжатие газовых пузырьков и интенсивное выделение газа.

Цилиндрическая направляющая труба

1 устройства для пеногашения может состоять из нескольких однотипных царг, каждая из которых снабжена теплообменной рубашкой, причем царги, в которых происходит нагрев пенного

Объем выделенной жидкости, мл потока, могут быть выполнены иэ металла, а царги, в которых поток охлаждается — иэ пластмассы, что упрощает конструкцию устройства и улучшает условия теплопередачи.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается интенсивное- гашение неоднородной по составу пены вследствие того что крупнодисперсная часть пены разрушается при соприкосновении с перфорированными

- круговыми сегментами, установленными шарнирно перпендикулярно потоку, а мелкодисперсная часть пены разрушается за счет многократного нагревания и охлаждения. !

При сравнительных испытаниях предлагаемого устройства для пеногашения и известного циклонного.пеногасителя установлено, что предлагаемое устройство обеспечивает повьааение производительности ° Так, при испытании 5% мелассной среды с 25%-ным содержанием жидкости пена из пеногенератора под небольшим избыточным давлением цодавалась,в устройство для пеногашения,.при этом количество разрушенной пены в циклонном пеногасителе составило 60%, а в предлагаемом устройстве — 90%.

Эффективность гашения пены определяется по объему выделенной жидкости, при этом результаты испытаний пересчитываются для равного по длине пути прохождения пены в направляшаей трубе циклонного пеногасителя и предлагаемого устройства.

Таким образом, применение предлагаемого устройства по сравнению с известным обеспечивает повышение производительности в 1,5 раза.

1. 1055766

Ром фиг..3

Составитель Ю. Дербенев

Редактор H. Егорова Техред В.Далекорей Корректор С. Ыекмар

Заказ 9239/21 Тираж 523 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открЫтий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4