Устройство для гашения пены

 

Союз Советскик

Социалистических

Республин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (u)889698

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 200380 (21) 2897029/28-13 (51)М. Кл З

С 12 М 1/00г

В 01 0 19/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151281 бюллетень N9 46

Рз) УДК 663 ° 14.036 (088. 8) Дата опубликования описания 151281 (71) Заявитель институт химического машиностроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ПЕНЫ

Изобретение относится к оборудова нию для микробиологической промышлен ности и может быть применено в ферментерах для культивирования аэробных микроорганизмов в нестерильных условиях.

Известно устройство для гашения пены, которое .устанавливают в открытых емкостях для брожения или выращивания микроорганизмов. Это устройство состоит из приемного раструба, размещенного над поверхностью пенящейся жидкости, и подключенного ин.жектора, служащего для подсасывания и разрушения пены $1).

Однако при использовании такого устройства происходит унос капель жидкости вместе с рабочей средой воздухом, имеющим высокую скорость на выходе из инжектора.

Наиболее близким к предлагаемому по .технической сущности и достигаемому результату является устройство для гашения пены, преимущественно к негерметичным аппаратам для. выращивания микроорганизмов, содержащее размещенный в корпусе аппарата патрубок с раструбом для забора пены, газоструйный инжектор, соединенный .с циклоном, обеспечивающим дополнитель- З0 ное гашение пены в поле центробежных сил и отделение капель жидкости от воздуха (2).

Недостатком устройства являет-: ся ограниченная производительность по объему разрушаемой пены вследствие ее неполного гашения и возникновения поперечной гидродинамической неравномерности в газоструйном инжекторе большого диаметра,что не позволяет использовать это устройство в крупногабаритных ферментерах большой единичной мощности, где образуется значительное количество пены. Кроме того, это устройство характеризуется большим удельным расходом эжектирующего газа на единицу объема пены, подлежащей разделению на исходные фазы.

Цель изобретения — повышение производительности и снижение удельного расхода эжектирующего газа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее размещенный в корпусе аппарата патрубок с раструбом для забора пены, газоструйный инжектор, соединенный с циклоном, снабжено гаэораспределительной камерой, расположенной внутри патрубка для забора пены, и рядом

889698 дополнительных инжекторов с циклонами, при этом газоподводящие сопла инжекторов подключены к укаэанной камере, а циклоны размещены внутри корпуса аппарата над.предполагаемым уровнем культуоальной жидкости.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1 (вид сверху).

Устройство размещено в верхней части корпуса аппарата 1, снабженного аэратором 2 для подачи технологического воздуха в слой ферментационной среды.

В устройство входит раструб 3 для забора пены с патрубком 4, внутри которого центрально расположена гаэораспределительная камера 5 с подключенными к ней газоподводящими соплами 6 инжекторов. Соосно с соплами на патрубке 4 установлены конические 2О приемные камеры 7 инжекторов, переходящие в инжекционные камеры смешения 8, тангенциально соединенные с циклонами 9, размещенными внутри корпуса аппарата 1 над уровнем кУльтУ- 25 ральной жидкости.

Устройство работает следующим образом.

При достижении пены уровня раструба 3 в газораспределительную камеру

5 подают сжатый воздух. При выходе сжатого воздуха из газоподводящих сопел. 6 в приемных камерах 7 создается разрежение, под действием которого пена засасывается в патрубок 4 через раструб 3. Из патрубка 4 пена попадает в приемные камеры 7, где под воздействием динамического напора воздуха, вытекающего из сопел 6, пена разрушается. В камерах смешения 8 газожидкостный поток расслаива- 40 ется, при этом жидкость оттесняется к стенкам, а газ вместе с каплями жидкости занимает ядро потока. Отделение жидкости от газа происходит в циклонах 9 за счет действия цент- 45 робежных сил. Из циклонов газ выходит в атмосферу, а обеспененная жидКость из конической части циклонов ,подается в виде струй и капель в слой пены между раструбом 3 и корпусом аппарата. Жидкость, вытекающая из циклонов, за счет своей кинетической энергии срезает и гасит пену, непопавшую в раструб.

Наличие газораспределительной камеры и ряда дополнительных инжекторов оптимальной конструкции позволяет значительно повысить производительность устройства при сохранении высокой степени разделения пены, что дает воэможность его использования Щ в ферментерах большой единичной мощности Например, при использовании для гашения пены инжектора с камерой . смешения диаметром,30 мм при удельном расходе эжектирующего газа рав- 5

»ом 1 и скорости потока в камере смешения порядка 100 м/с производительность устройства составляет 125 м пены в час. Для -разделения большего количества пены необходимо увеличить диаметр камеры смешения, что приводит к возникновению пульсаций давления вследствие поперечной гидродинамической неравномерности, неполному разделению пены и снижению эффективности работы устройства. Применение устройства предложенной конструкции устраняет эти недостатки.

Так, для гашения пены в количестве 2000 м в час достаточно подключить к газораспределительной камере

16 инжекторов с камерами смешения диаметром 30 мм, что обеспечит работу ферментера диаметром 11 м. Размещение циклонов непосредственно внутри корпуса аппарата над уровнем культуральной жидкости позволяет гасить пену струями обеспененной жидкости в зоне между раструбом и стенкой аппарата, тем самым снижая нагрузку на инжекторы, что приводит к снижению расхода эжектирующего газа, уменьшению количества инжекторов при постоянном их диаметре или уменьшению диаметра инжекторов при постоянном их количестве. Например, размещение в корпусе ферментера диаметром 11 м циклонов диаметром 0,5 м снижает зону действия инжекторов на 304, соответственно расход эжектирующего газа сокращается с 2000 до 1400 м в

Э час, а его удельный расход на единицу разрушаемой пены снижается с 1,0 до 0,7.

Формула изобретения

Устройство для гашения пены, преимущественно к негерметичным аппаратам для выращивания микроорганизмов, содержащее размещенный в корпусе аппарата патрубок с раструбом для забора пены, газоструйный инжектор, соединенный с циклоном, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения удельного расхода эжектирующего газа, устройство снабжено газораспределительяой камерой, .расположенной внутри патрубка для забора пены, и рядом дополнительных инжекторов с циклонами, при этом газоподводящие сопла инжекторов подключены к указанной камере, а циклоны размещены внутри корпуса аппарата над предполагаемым уровнем культуральной жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 42012, кл. С 12 В 1/18, 1935. . 2. Авторское свидетельство СССР

Р 391164, кл. С 12,В 1/18, 1973 (прототип).

889698

Составитель A. Ветошкин

Редактор М.Петрова Техред Т.Наточка Корректор N.äåì÷èê

Заказ 10898/44, Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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