Способ электромагнитного перемешивания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>967542

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф, / .г . м. r(61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 271279 . (21)2860226/23-26 (51) M. Кп, В 01 Г 13/08 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений . и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.10.82 . Бюллетень ¹ 39 (531УДК 66.063 . (088.8) Дата опубликования описания 2310.82

С и

Б.С. Ксенофонтов, В.Д. Гвоздев, П.A. Смыслов, л.г. Сапогии и й.Г. Фомичев

-(* r

1 (72) Авторы изобретения

Калининский ордена Трудового Красного 3 аменМю,. политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

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

Известен способ перемешивания текучих сред в электромагнитном поле, в обласчти действия которого создают псевдоожиженный слой. При этом частота переменного поля равна 50 Гц 1 1 ).

Для данного способа перемешивания неприемлемы частоты выше 100 Гц, необходимые для перемешивания некоторых многокомпонентных систем, например биосуспензий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ электромагнитного перемешивания жидких злектропроводных сред с различной удельной электропроводностью компонентов путем воздействия на среду переменного электромагнитного поля (21.

Недостаток способа заключается в низкой эффективности перемешивания жидких систем, удельные электропроводности компонентов которых различаются незначительно или в случае жидких систем с.вязкостьго, превышающей 2-5 сП.

Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания . путем создания псевдоожиженного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электромагнитного перемешивания жидких . электропроводных сред с различной удельной электропроводностью компонентов, например биосуспензий, путем воздействия на среду переменного элеКтромагнитного поля, в область действия поля вводят диэлектрические частицы, диэлектрическая проницаемость которых меньше диэлектрической проницаемости среды на 70-5000 ед. при частоте электромагнитного поля

15-1000 Гц.

Перемешивание осуществляют. следующим образом.

В сосуде цилиндрической или конической формы создают переменное элек- . тромагнитное поле частотой 151000 Гц путей крепления внутри сосуда электродов, подключенных.к источнику переменного тока. В промежутке между электродами создают псевдоожиженный слой из диэлектрических частиц, вы30 полненных из пластмассы, стекла и

967542 других диэлектрических материалов.

Необходимым условием способа является то, что диэлектрическая проницаемость ожиженных частиц должна быть меньше диэлектрической проницаемости .ожижающей жидкости на 70- 5

5000 ед. Такой случай осуществим при перемешивании некоторых видов микроорганизмов, диэлектрическая проницаемость которых находится в пределах от 70 до 5000 ед. 10

В качестве диэлектрических частиц используют частицы из полимерных материалов, отличающихся, кроме того, инертностью к перемешиваемой среде и достаточной механической прочностью15

Пример 1 {известный способ).

Перемешивание суспензии бактерий с дрожжами при их весовых расходах в соотношении 1г1 осуществляют путем пропускания указанной смеси по трубе из оргстекла в ийдуцированногл электрическогл поле, созданном парой магнитов, укрепленных на внешней стороне трубы. Напряженность индуцированного электрического поля 25

1,8 ИВ/см, скорость движения суспензии в поле 0,06 м/с. . Результаты перемешивания оценивают по равномерности количества клеток бактерий и дрожжей в поле зрения микроскопа., .Результаты трех проб: 10 клеток дрожжей и 3 клетки бактерий; 4 клетки дрожжей и 9 клеток бактерий; 8 клеток дрожжей и 13 клеток бактерий.

Пример 2. Перемешивание сус-З5 пензии бактерий с дрожжами при их расходах 1:1 осуществляют. путем пропускания смеси в электромагнитном поле с частотой 530 Гц и напряженностью индуцированного> электричес- 40 кого поля 1,8 МВ/см При скорости движения жидкости 0,06 м/с, причегл в области действия поля создают псевдоожиженной слой из полимерных частиц с диэлектрической проницае- 45 мостьго 16 и парадностью их в слое 0,7. Диэлектрическая проницаемость суспензии смеси дроя<жей и бактерий при частоте 530 Гц составляет 2860.

Результаты анализа трех проб:

11 клеток дрожжей и 9 клеток бакте рий;.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 исключением следующих параметров: частота электрического поля 15Гц, а диэлектрическая проницаемость суспензии микроорганизмов больше диэлектрической-проницаеглости ожиженных частиц на 4678 ед.

Результаты анализа трех проб: 5 клеток дрожжей и 4 клетки бактерий; 65

3 клетки дрожжей и 4 клетки бактерий;

6 клеток дрояокей 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 ис ключением 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 рассеивающее действие электромагнитного поля проявляется в областях, соизме,римых с масштабом турбулентных пульсаций. Из этого следует, что частота поля должна быть такой, .чтобы поле не изменяло своего направления при движении иона или полярной молекулы в области, соизмеримой с масштабом турбулентных пульсаций; должны быть неоднородные злектрофизические свойства среды, которые в данном случае обусловлены диэлектрической проницаемостью псевдоожижаемых 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, ди электрическая проницаемость которых меньше диэлектрической проницаемос ти жидкости на 70-5000 ед.

Положительный эффект способа за <лючается в создании более однородной смеси, например дрожжей и бактерий, для введения их в качестве реагентов в процессе сгущения биосуспензийс формула изобретения

Способ электромагнитного перемешивания жидких электропроводных сред с различной удельной электропроводностью компонентов, например биосуспензий, путем воздействия на среду переменного электромагнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пере- мешивания путем создания псевдоожиженного слоя., в область действия поля вводят диэлектрические частицы, диэлектрическая проницаемость которых меньше диэлектрической проницаемос967542

Составитель Н. Федорова

Редактор Н. Гунько Техред.A.Áàáèíåö Корректор A. Ференц

Заказ 7949/13 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ти среды на 70-5000 ед. при частоте электромагнитного поля 15-1000 Гц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 1251277, кл. 12 е 4/01, 1969.

2. Ксенофонтов Б.С. и др. ДАН СССР.

Т. 227, 1976, 9 1.