Аппарат для выращивания микроорганизмов

 

Использование: относится к дрожжевой промышленности и может быть использовано в микробиологической, ферментной и спиртовой промышленности, на станциях биологической очистки сточных вод. Сущность изобретения: аппарат включает емкость с технологическими патрубками и устройство для аэрации среды, содержащее размещенные у днища емкости горизонтально-радиальные воздухораспределительные трубы, отверстия для выхода воздуха расположены на одной из боковых сторон труб. Над воздухораспределительными трубами равномерно по окружности расположены сопла, подключенные к трубопроводам входными и выпускными клапанами для подвода и отвода газа. Выходные участки сопел направлены в ту же сторону, что и отверстия в воздухораспределительных трубах. В аппарате обеспечено увеличение степени перемешивания среды и более полное ее аэрирование. 4 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (! !) (5!)5 С 12 М 1 /04 (21) 4741168/13 (22) 25.08.89 (46) 07.07.92. Бюл. Q 25 (71) Воронежский технологический институт (72) Ю.И. Шишацкий и M.À. Протопопов (53) 663.14.032(098.8) (56) В иестур У.Э. и др. Системы ферментации.—

Рига, Зинатне, 1986 г., с. 13, рис. 1.3.

Авторское свидетельство СССР

М 1303612, кл. С 12 М 1/04, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N. 1558976, кл. С 12 М 1/04; 1987. (54) АППАРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ. (57) Использование: относится к дрожжевой промышленности и может быть использовано в микробиологической, ферментной и спиртовой промышленности,. на станциях

Изобретение относится к дрожжевой промышленности и может быть использовано в микробиологической, ферментной и спиртовой промышленности, на предприятиях по выпуску кормов для сельского хозяйства, на станциях биологической очистки сточных вод.

Известен массообменный аппарат, аэратор которого содержит диффузор и цилиндрический патрубок. Внутри патрубка коаксиально размещен трубопровод подачи и выброса воздуха с запорной арматурой и клапанами.

Недостатками этого аппарата является то, что он не обеспечивает эффективного массообмена и интенсивного перемешивания газовой и жидкостной среды. биологической очистки сточных вод. Сущность изобретения: аппарат включает емкость с технологическими патрубками и устройство для аэрации среды, содержащее размещенные у днища емкости горизонтально — радиальные воздухораспределительные трубы, отверстия для выхода воздуха расположены на одной из боковых сторон труб. Над воздухораспределительными трубами равномерно по окружности расположены сопла, подключенные к трубопроводам входными и выпускными клапанами для подвода и отвода газа. Выходные участки сопел направлены в ту же сторону, что и отверстия в воздухораспределительных трубах. В аппарате обеспечено увеличение степени перемешивания среды и более полное ее аэрирование, 4 ил.

Известен дрожжерастильный аппарат, содержащий цилиндрическую емкость с днищем, крышкой и патрубками для подвода и отвода рабочих сред, устройство для аэрации, размещенное на днище емкости и состоящее из коллектора и прикрепленных к нему в горизонтальной плоскости барботажных трубок разной длины с отверстиями на боковой образующей каждой трубки с одной и той же стороны.

Недостатками этого аппарата является небольшой коэффициент заполнения обьема и недостаточное перемешивание культуральной среды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат с аэрационной сис1745761 темой; состоящей из центрального подводящего воздуховода и коллектора с газораспределительными трубками, имеющими отверстия для истечения воздуха, располо. женные на боковых поверхностях, снабжен- 5 ный дополнительными коллекторами, имеющими отверстия, расположенные аналогично отверстиям газораспределительных трубок, при этом отверстия в коллекторах и газораспределительных 10 трубках расположены с пропорционально уменьшающимся между ними шагом от центра корпуса аппарата к его периферии.

Недостатками известного дрожжерастильного аппарата является недостаточ- 15 ное перемешивание культуральной среды, в результате чего снижается массообмен и, как следствие, выход дрожжей. Для интенсификации процессов массообмена приходится подавать больше воздуха на аэрацию, 20 что приводит к обильному пеновыделению, в результате этого коэффициент заполнения аппарата недостаточно высок.

Целью изобретения является увеличение степени перемешивания и более пол- 25 ное аэрирование среды и повышение тем самым производительности.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для выращивания микроорганизмов содержит емкость с технологическими 30 патрубками и устройство для аэрации среды, включающее размещенные у днища емкости горизонтально радиальные воздухораспределитег;ьные трубы, отверстия для выхода воздуха которых располо- 35 жены на одной из их боковых сторон, над воздухораспределительными трубами равномерно по окружности расположены сопла, подключенные к трубопроводам с клапанами для подвода и отвода газа для 40 создания в соплах пульсации жидкости. При этом выходные участки сопел и отверстия в воздухораспределительных трубах для выхода воздуха направлены в одну сторону.

На фиг. 1 показан аппарат,; 45 на фиг.2-тоже, поперечный разрез; на фиг..

3 — видА на фиг. 1; на фиг. 4 — вид Б на фиг.

1.

Аппарат для выращивания микроорганизмов состоит из емкости 1 с технологиче- 50 скими патрубками (не показаны) и устройства для аэрации среды. Последнее включает воздуховод 2 и размещенные у днища 3 емкости горизонтально радиальные воздухораспределительные трубы 4. 55

Воздухораспределительные трубы 4 имеют отверстия 5 для выхода воздуха, расположенные нэ одной из их боковых сторон, Над трубами 4 равномерно по окружности расположены сопла 6, подключенные к трубопроводам 7 с входными 8 и выпускными 9 клапанами для подвода и отвода газа.

Выходные участки сопел 6 выполнены в форме сходящегося конуса и направлены в ту же сторону, что и отверстия в воздухораспределительных трубах 4 по образующей окружности, делящей поперечное сечение аппарата на две равные части в непосредственной близости от труб 4. Через входные клапаны 8 трубопроводы 7 соединены с воздуховодом 2 устройства для аэрации среды, а через выпускные клапаны 9 — с атмосферой.

Количество сопел 6 с трубопроводами 7 рассчитывается, исходя из размеров аппарата и диаметра рабочей зоны сопел 6.

Под действием струи жидкости, выходящей импульсами из сопел, скорость которой превышает скорость движения асей массы среды, на границах раздела струи и потока возникают вращающие моменты, которые приводят к интенсивному вихреобрэзованию. В сочетании с турбулентным струйным истечением массы воздуха из отверстий воздухораспределительных труб устройства для аэрации среды с интенсивным взаимным проникновением потоков газовой и жидкой сред, движущихся с различными линейными скоростями, образуется газожидкостная эмульсия с высокоразвитой поверхностью и высокой степенью турбулизации.

Учитывая небольшое расстояние сопел оТ днища и от стенок аппарата, интенсивность вихреобразования возрастает вследствие сил трения о поверхность днища и стенки.

Суммарный вращающий момент от сил воздействия на жидкость всех струй воздуха, вытекающих из боковых отверстий всех воздухораспределительных труб и струй жидкости. выбрасываемых поочередно из каждого сопла, направлен на создание вращающего потока газожидкостной смеси.

При этом пузырьки воздуха. под действием струй жидкости постоянно дробятся на 0олее мелкие фракции, движущиеся с различными линейными скоростями и одновременно вовлекающиеся во вращательное круговое движение газожидкостной среды.

Жидкая среда под воздействием центробежных сил, при неизбежном наличии в аппарате восходящих и нисходящих пороков, при наличии сил трения о днище и боковые стенки аппарата также совершает. сложное трехмерное движение.

Комплекс всех описанных явлений приводит к увеличению степени перемешивэния и более полному аэрировэнию среды, 1745761 интенсифицирует процессы массо- и теплообмена в аппарате.

Поскольку часть энергии воздуха идет на перемешивание, используя для увеличения вращения потока энергию направлен- 5 ных струй жидкости, общее количество воздуха. поступающего в аппарат, сокращается, что значительно снижает пенообразование. Последнее позволяет увеличить . коэффициент заполнения аппарата, сни- 10 зить расход химических пеногасителей.

Таким образом, в результате увеличения степени перемешивания и более полного аэрирования среды производительность аппарата для выращивания микроорганиз- 15 мов увеличивается на 10-12 .

Формула изобретения

Аппарат для выращивания микроорганизмов, содержащий емкость с ехнологи20 ческими патрубками и устройство для аэрации среды, включающее размещенные у днища емкости горизонтальные ра- . диальные воздухораспределительные трубки с отверстиями для выхода воздуха, выполненными с одной боковой стороны трубок, отличающийся тем, что. с целью увеличения степени перемешивания и более полного насыщения жидкости газом и повышения тем самым производительности, над воздухораспределительными трубками равномерно по окружности расположены сопла в. виде рожков. снабженные трубопроводами с клапанами, служащими для подвода и отвода газа и для создания в соплах пульсации жидкости, при этом выходные. участки сопл направлены в ту же сторону, что и отверстия в трубках.

1745761

Фч г.2

Вид А

Составитель Ю, Шишацкий

Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор H. Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2365 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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