Устройство для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах

 

Изобретение относится к устройствам для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах. Цель изобретения - повышение коэффициента массоотдачи путем многократной инверсии фаз. Устройство содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и 4. Конические тарелки образуют кольцевое сопло 5 для выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены лопасти 6. В центральной полости между тарелками размещена турбина, состоящая из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по периферии кольцевой щели 9 для выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10. Выходные кромки дисков 7 и 8 находятся на одной вертикали с выходными кромками тарелок 1 и 2, которые жестко скреплены с кольцевыми дисками 13 и 14, образующими вокруг кольцевого сопла для жидкости камеру 15 разрыва газожидкостного потока. На выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок прикреплены лопатки 16 для повторного диспергирования газа в жидкости. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 С 12 М 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1341187, (21) 4279330/30-13 (22). 16.07.87 (46) 15.11.89. Бюл. Г 42 (72) В.П.Граф-тио (53) 664.14.032 (088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР и 827542, кл. С 12 М 1/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1341187, кл. С 12 М 1/04, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРАЦИИ И ПЕРЕ"

МЕШИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В фЕРМЕНТЕРАХ (57) Изобретение относится к устройствам для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах. Цель изобретения - повышение коэффициента массоотдачи путем многократной инверсии .фаз. Устройство содержит конические тарелки 1 и 2, имеющие всасывающие горловины 3 и 4, Конические тарелки .

Изобретение относится к аэрирую" щим и перемешивающим устройствам в ферментерах и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 1341187.

Цель изобретения - повышение коэффициента массоотдачи путем многократной инверсии фаз, На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 - устройство, выполненное " кольцевыми дисками, образующими угол к плоскости вращения, продольный разрез.

Устройство для аэрации и,перемешивания жидкости в ферментерах содержит конические тарелки 1 и 2, имею"

„„SU„„ I 21511 А2

2 образуют кольцевое сопло 5 для выхода жидкости, в котором по периферии радиально расположены лопасти 6. В центральной полости между тарелками размещена турбина, состоящая из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по периферии кольцевой щели 9 для выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10.

Выходные кромки дисков 7 и 8 находятся на одной вертикали с выходными кромками тарелок 1 и 2, которые жестко скреплены с кольцевыми дисками 13 и 14, образующими вокруг кольцевого сопла для жидкости камеру 15 разрыва газожидкостного потока. На выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок прикреплены лопатки 16 для повторного диспергиро" вания газа в жидкости. 3 ил. щие всасывающие горловины 3 и 4. Конические тарелки образуют кольцевое фГ сопло 5 для выхода жидкости, в кото- Я ром по периферии радиально расположены лопасти 6. В центральной полости между тарелками размещенв турбина, состоящая из дисков 7 и 8, расположенных с образованием между ними по внешнему радиусу кольцевой щели 9 для выхода воздуха и скрепленных между собой перегородками 10, при этом верхний диск 8 имеет коаксиально расположенное отверстие 11 для входа воздуха в турбину из полого вала 12.

Выходные кромки дисков 7 и 8 находят. ся на одной вертикали с выходными кромками тарелок 1 и 2. Тарелки снаб15215» жены кольцевыми дисками 13 и 1ч, образующими вокруг кольцевого сопла 5 для жидкости камеру 15 разрыва газо" жидкостного потока. При этом между кольцевыми дисками на выходе камеры радиально с зазором к выходным кромкам тарелок укреплены лопатки 16 для повторного диспергирования газа в жидкости ° 10

Кольцевые диски 13 и 14 могут быть расположены горизонтально (фиг.1) или под углом к плоскости вращения устройства (фиг.3) с образованием между ними расширения, направленного всторону вы- 15 хода газожидкостной смеси.

Устройство работает следующим образом.

При вращении устройства в фермен-. тере в процессе выращивания микроор- д1 ганизмов жидкая среда поступает через всасывающие горловины 3 и 4 в полость между коническими тарелками 1 и 2 и дисками 7 и 8 газовой турбины. Попадая на радиально расположенные попас- 2д ти 6, жидкость отбрасывается ими на периферию под действием центробежных сил, свободно проходит камеру 15 и подхватывается лопатками 16. Потоки жидкости, обтекая кромки дисков 7 и

8 газовой турбины с большой скоростью, создают по ее периметру зону разрежения, в которую через кольцевую щель 9 подсасывается воздух, поступающий в газовую турб у через от- 35 верстие 11 верхнего диска 8. Так как периферийные лопатки 16 находятся на большем расстоянии от центра вращения, чем лопасти 6, то они имеют большую окружную скорость, и таким 4О образом производительность лопаток

16 по жидкой Фазе значительно выше производительности лопастей 6. Поэтому в камере 15 создается дополнительное разрежение, благодаря которо- 4 му количество подсасываемого воздуха увеличивается.

Жидкая фаза, попадая в разреженное пространство камеры 15, интенсивно разделяется на отдельные струи и капли, происходит разрыв сплошности газожидкостного потока. То газ, то жидкость становятся сплошной или дисперсной фазами. Протекает йроцесс многократной инверсии фаз, при этом резко увеличивается суммарная поверхность контакта, растет коэффициент массоотдачи. Перемещаясь далее в радиальном направлении, газожидкостная смесь попадает на лопатки 16, где происходит процесс укрупнения частиц жидкости под действием центробежных сил и интенсивное повторное диспергирование кромками лопаток газовой фазы. При этом жидкость дополнительно насыщается газом.

Предлагаемая конструкция позволяет проводить процесс массообмена в режиме многократной инверсии фаз, более полно использовать объем подсасываемого воздуха.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для аэрации и перемешивания жидкости в ферментерах по авт. св. Р 13ч1187, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения коэффициента массоотдачи путем многократной инверсии фаэ, конические тарелки снабжены кольцевыми дисками, образующими вокруг кольцевого сопла для жидкости камеру разрыва газожидкостного потока, при этом между кольцевыми дисками на выходе камеры ра" диально с зазором к выходйым кромкам тарелок укреплены лопатки для повтор" ного диспергирования газа.в жидкости °

1521511

521511

Составитель Т.Тарасова

РедактоР М.Циткина ТехРед Jl.0лийнык Корректор T.Èàëåö

Заказ 6787/11 Тираж 501. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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