Аэратор к ферментеру

Изобретение относится к микро"биологической промышленности, аименно к аппаратам для культивированиямикроорганизмов, и может быть исполь"зов ано при произв одс тв е дрожжей, вчастности хлебоп екарных,Цель изобретения - повышение массообменных характеристик за счетобеспечения круговой циркуляции жидкости путем воздействия на нее воздушных струй, направленно-истекающихиз отверстий трубок.На фиг, 1 схематично предстваленаэратор к ферментеру, вертикальныйразрез; на фиг. 2 - сечение А-А нафиг. 1.Аэратор к ферментеру содержит размещенный в корпусе 1 ферментера центральный подводящий трубопровод. 2, ккоторому крепятся коллекторы 3, рас "положенные радиально по отношению ккорпусу 1 фермеитера. Каждый коллектор 3 заканчивается у средней окружности поперечного сечения корпуса 1 25ферментера. К конечной части каждогоколлектора 3 крепятся по три газораспределительных трубки 4. Одна газораспределительная трубка 4 являетсяпродолжением коллектора 3, а две дру Огие отходят от боковой его поверхности, При этом все газораспределительные трубки 4 и коллекторы 3 лежат водной плоскости,. параллельной днищуферментера, и расположены радиальнопо отношению к корпусу 1 ферментера.Ь коллекторах 3 и в газораспредели"тельных трубках 4 выполнены на боко"вых поверхностях отверстия 5 для истечения воздуха (газа), расположен- ,Оные под углом 6-1 О к горизонталис шагом между ними, пропорциональноуменьшающимся от центра корпуса фер".ментера к его .периферии. Кроме того,в коллекторах 3, а также в трубках 4имеются дополнительные, ориентированные вертикально вниз отверстия, расположенные по длине трубок с шагом50-200 ммЭти отверстияпредназначе-ны как для истечения воздуха (газа)при работе аэрационной системы, таки для: освобождения ее от остатковжидкой фазы по окончании технологического цикла.Основополагающий принцип, заложен"ный в конструкцию аэратора, - равномерное распределение по площади поперечного сечения, а вместе с этим ипо объему массообменной установкимассы и энергии сжатого технологического воздуха (газа), поступающего на аэрирование куль туральной жидкости 1Аэратор к ферментеру работает следующим образом.Воздух или другой газ, например воздух, обогащенный кислородом, поступает из воздуходувки в центральный подводящий трубопровод 2, из которого он попадает в коллекторы 3 и газораспределительные трубки 4 и начинает истекать из отверстий 5 в культуральную жидкость, находящуюся в ферментере. Суммарная площадь отверстий 5 существенно меньше, чем суммарная площадь проходных сечений коллекторов Зили газораспределительных трубок 4, и определяется из известных физико-математических зависимостей истечения затопленной струи, поэтому при имеющих место в практике эксплуатации массообменных установок, термодинамнческих параметрах воздуха (газа), поступающего на аэрирование жидкой фазы, и противодавлениях, создаваемых столбом жидкости в установке, истечение из отверстий массы воздуха (газа) характеризуется как турбулентное струйное истечение, обеспечивающее интенсивную аэрацию и перемешивание жидкости в установке,При таком режиме истечения в струе воздуха(газа) под воздействием касательных напряжений возникают поперечные пульсационные скорости и вращающие моменты, Вращающие моменты в струе воздуха (газа) в сочетании с вращающими моментами пары сил (силы движущегося потока массы воздуха " газа и силы тормозящего, воздействия на него жидкости) приводят к интенсивному вихреобразованню на границе раздела фаз с взаимным проникновением друг в друга движущихся с различными линейными скоростямипотоков газовой и жидкой сред с образованием газожидкостной эмульсии. Последняя характеризуется высокоразвитой поверхностью и интенсивным массообменом. Этому способствует разница значений температуры, плотности, давления и скорости между газовой и жидкой средами, а также постоянное изменение.этих параметров (как в продольном, так и в йоперечном направлении) в самой струе воздуха (газа),.Учитывая небольшое расстояние отверстия истечения от днища маСсообставитель М, Казанскийхред М.Ходанич ктор Н, Ревская едактор Подписно ираж 481 аз 820 бретениям и открьггиям при 1 КНТ СССР аущская наб., д. 4/5 НИИПИ енного комитета по и 13035, Москва, Ж,сударс изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород,агарина,101 5 15589 менной установки, интенсивность вих-реобразования возрастет, вследствие сил трения потока гаэожидкостной смеси о поверхность днища.Суммарный вращающий момент от сил воздействия на жидкость всех струй воздуха (газа), вытекающих иэ боковых отверстий всех газораспределительных трубок, направлен на создание вращающего потока газожидкостной10 смеси. При этом пузырьки воздуха (газа), выплывая вверх под воздействием сил Архимеда и одновременно вовлекаясь во вращательное движение15 потоками газожидкостной среды, совершают сложное трехмерное движение, постоянно дробясь на более мелкие фракции движущимися с различными линейными скоростями потоками газожид 20 костной среды. Жидкая среда под воздействиемцентробежных сил при неизбежном наличии в массообменной установке вос 25 ходящих и нисходящих потоков, при наличии сил трения о днище и боковые стенки установки также совершает сложное трехмерное движение.В с оо тв етс тв ии с сов ременными представлениями о. механизме массо- обмена (теории Хихби, Данкверста, Левича) комплекс всех описанных явлений интенсифицирует процессы как массообмена, так и теплообмена в установке. Последний обеспечивается 35 7 б 6более интенсивными движениями потоков гаэожидкостной смеси по сравнению с обычньи. барботированием, а также более высоким гаэосодержанием жидкой фазы, примыкающей непосредственно к поверхности стенок массообменной установки. Формула изобретения Аэратор к ферментеру, включающий размещенный в его корпусе центральный подводящий трубопровод и коллектор с гаэораспределительными трубками, имеющими отверстия для.истече" ния воздуха, расположенные на боковых поверхностях, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения массообменных характеристик за счет обеспечения круговой цирку" ляции жидкости путем воздействия на нее направленных воздушных струй, он снабжен дополнительными коллекторами, имеющими отверстия, расположенные аналогично отверстиям газо" распределительных трубок, причем каждый дополнительный коллектор несет по меньшей мере одну газораспре. делительную трубку, установленную радиально в корпусе ферментера, при этом отверстия в коллекторах и газораспределительных трубках расположены с пропорционально уменьшающимся между ними шагом от центра корпуса Ьерментера к его периферии,