Устройство для аэрации жидкости в ферментаторах

 

Изобретение относится к технолог гическому оборудованию для обработки многофазных систем, а точнее к ройствам для аэрации и насыщения жидкости газом, и наиболее эффективно может быть использовано в фермента1щонных аппаратах в микробиологической, медицинской отраслях промьшшенности. Целью изобретения является повышение степени массообмена и выхода конечног го продукта. Устройство для аэрации жидкости в ферментаторах содержит коллектор 1, в верхней части которого закреплены пористые пластины 2 и подг ключенный к коллектору 1 патрубок для подвода газа. На пористых пластинах 2 установлены трубки 4 с заглушенными торцами. В стенках коллектора 1 под выступающими участками трубок 4 выполнень отверстия для образования потока крупных пузырьков газа,. Каждая с трубка 4 имеет вырезы 6 в верхней центральной ее части и периферийные вырезы 7 на участках, выступающих за пористые пластины 2, образуя направляющие каналы 8 для подвода ка крупных пузырьков газа и подсоса жидкости в зону образования мелких пузырьков. 5 ил. W с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ((1 4 С 12 М 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Щ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259353/30-13 (22) 09.06.87 (46) 30.01.89. Бюл.1(4 (71) Бердский химический завод и Все- . союзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии (72) Ю.В.Агафонов, P.Ï.Êîìàðñêèõ, Н.В.Наумова, Г.К.Патрушев, А.М.Приходько и Ф.Н.Чегодаев (53) 663.14.032(088,8) (56) Виестур У.Э. и др. Ферментационная аппаратура. Рига: . Зинатне, 1980, с.42,43.

Заявка Великобритании 9 2075547, кл. С 6 F, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ

В ФЕРМЕНТАТОРАХ (57) Изобретение относится к техноло . гическому оборудованию для обработки многофазных систем, а точнее к уст ройствам для аэрации и насыщения жидкости газом, и наиболее эффективно может быть использовано в ферментаци онных аппаратах в микробиологической, Г медицинской отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение степени массообмена и выхода конечно

ro продукта. Устройство для аэрации жидкости в ферментаторах содержит коллектор 1, в верхней части которого закреплены пористые пластины 2 и под-. ключенный к коллектору 1 патрубок для подвода rasa. На пористых пластинах 2 установлены трубки 4 с заглу-» шенными торцами. В стенках колпектора

1 под выступающими участками трубок 4 выполнены отверстия для образования потока крупных пузырьков газа, Каждая трубка 4 имеет вырезы 6 в верхней центральной ее части и периферийные вырезы 7 на участках, выступающих за пористые пластины 2, образуя направляющие каналы 8 для подвода пото ка крупных пузырьков rasa и подсоса жидкости в зону образования мелких пузырьков. 5 ил.

1454840

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обработки многофазных систем, а именно к устройствам для аэрации и насьпцения жид5 кости газом и наиболее эффективно ,может быть использовано в ферментационных аппаратах для аэробного культивирования микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение сте- 1р пени массообмена и., таким образом выхода конечного продукта.

На фиг.1 изображен ферментатор с аэрирующим устройством; на фиг.2то же, общий вид; на фиг.3 — вид кол- 15 лектора с различными вариантами по установке и Аорме пористых пластин; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 — разрез h-Б на фиг,4.

Устройство для аэрации жидкости в ферментаторах содержит коллектор 1, в верхней части которого в специальных вырезах закреплены пористие пластины

2, и подключенный к коллектору 1 патрубок 3 для подвода газа. На по- 25 ристых пластинах. 2, поперечно им, установлены трубки 4 с заглушенними торцами, длина которых превышает ширину пористых пластин 2. В стенках коллектора 1 под выступающими участ- 311 ками трубок 4 выполнены отверстия 5 для образования потока крупных пузырьков газа. Каждая трубка 4 имеет вырезы 6 в верхней центральной ее части и периферийные вырезы 7 — на участках, выступающих за пористые пластины 2, образуя направляющие каналы 8 для подвода потока крупных пузырьков газа и подсоса жидкости в зону образования мелких пузырьков. 40

Вырезы 6 имеют длину 1, меньшую ширины $ пористой пластины 2.

Пористые пластины 2 могут быть выполнены из металла или металлокера- мики, а их форма и расположение (см. фиг.3) определяется расходом газа, гидравлическим сопротивлением пластины 2, формой коллектора 1 и т.д.

Устройство размещается, в горизонтальной плоскости в нижней части ферментационного аппарата 9, снабженного вертикальным валом 10 с мешалками

11 и патрубком 3 для подачи газа к коллектору 1.

Устройство для аэрации работает следующим образом.

Сжатый гаэ по патрубку 3 подается в коллектор 1 и из него через пористые пластины ? в виде мелких пузырьков, а через отверстия 5 - крупных,диспергируется в жидкость, заполняющую часть аппарата 9.

11елкодисперсний газожидкостный по»" ток, поднимаясь, обтекает центральнун часть трубок 4, создавая за счет эжектирующего эффекта некоторое разрежение внутри трубки 4 в месте выреза

6 по сравнению с давлением жидкости вокруг коллектора 1. За счет- этого разрежения жидкость через периферийные вырезы 7 начинает поступать внутрь трубок 4 и далее из нее через вырез 6 смешивается с основным газожидкостным потоком. Поступлению,жидкости в трубки 4 способствуют пузырьки воздуха, выходящие из отверстий 5 и при своем подъеме попадающие внутрь трубки 4 через вырезы 7. Действительно, имея большую скорость всплытия за счет увеличенного по сравнению с пузырьками над пористой пластиной 2 диаметра, цепочки пузырьков из отверстий 5 создают дополнительный эжектирунщий эффект при своем входе в вырезы 7;

Поскольку вырез 6 имеет длину 1, меньшун ширины S пластины 2, то крупные. пузырьки попадают вместе с подса сываемой жидкостьн в мелкодисперсный газожидкостной поток. За счет того, что давление внутри крупных пузырьков равно давлению жидкости вокруг коллектора 1, то эти пузырьки, попадая. в мелкодисперсный поток с уменьшенным по сравнении с жидкостьн давлением, лопаются. 31опающиеся же пузырьки вы-.» зывают низкочастотные колебания в основном газожидкостном потоке в об-. ласти, непосредственно прилегающей к пластинам 2, именно в той области, где наблндается наибольшая скорость массопередачи между пузырьками газа и жидкости, поскольку при дальнейшем всплытии пузырьков на их поверхности будут адсорбироваться молекулы по верхностно-активньЖ веществ, препятствующие массопереносу.

Таким образом, выполнение устройства для аэрации описанным вьппе образом обеспечивает повышение массообмена между жидкостьн и газом за счет создания колебаний и интенсиАикации подвода жидкости в газожидкостной поток в районе образования пузырьков, где имеет место наибольшая скорость массопередачи. з

Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я которых превьпчает щирину пластин, а в устройство для аэрации жидкости в стенках коллектора под выступающими ферментаторах, содержащее коллектор, участками трубок выполнены отверстия в верхней части которого укреплены для образования потока крупных пупористые пластины, и подключенный к зырьков газа, при этом каждая трубка коллектору патрубок для подвода газа, имеет вырезы, один из которых выполо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с нен в верхней части, а другие — на, целью повыщения степени массообмена и участках, выступающих sa пластину, с таким образом выхода конечного про- >О образованием направляющих каналов дукта, оно снабжено установленными для подвода потока крупных пузырьков поперечно на пористых пластинах труб- газа и подсоса жидкости в вону обраками с заглущенными торцами, длина зования мелких пузырьков.

1454840

A-A

С6ставитель Г.Лошкарева

Техред М. Ходанич

Корректор О. Кундрик

Редактор Н.Киштулинец

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгорой, уп. Проектная, 4

Заказ 7410/29 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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