Способ очистки воздушных потоков

М 22852 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублии вт, саид-ву/5 с присоединением заявки ЬеударетааииыВ СССР ае делам изеб(23) Приоритет -юллетень М Опубликовано 23.04.81. ии УДК 66,06 ,23 (088,8) н аткрыт ия описания 25.04.81 блик ат 72) Авторбтй научно-исследовательскийьное проектно.конструкторскхимического и нефтяного маши Всесою и Специ) Заявители К 4) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУШНЫХ ние микроорганизмы, которые развиваясьвместе с рабочими продуцентами выделяют всреду различные микробиологические яды, угнетающие рост и биосинтез биологически-ак. тивных веществ;Цель изобретения - улавливание микроорганизмов, диаметр которых иа порядок илее отличается от среднего диаметра поровыхканалов эа счет возникноветвея ультреэвуко.вых колебаний.ф Указанндушный попрохожде боо ха Изобретение относится к очистке воздушных потоков от микроорганизмов, которые используют при аэробном культивировании микроорганизмов продуцентов биологически активных веществ, в частности при очистке и фильтрации технологического воздуха в микробиологической промьппленноети при производстве ферментов. Для эффективной очистки технологических вентиляционных воздушных потоков ,необходимо жестко ограничить зараженность микроорганизмами подаваемого на аэрацию т Известен способ очистки воздушных пото ков путем пропускания их через фильтроэлементы, спеченнью из металлических зерен Щ.Недостатком, известного способа является . то, что размер задерживаемых частиц. близок к среднему размеру поровых каналов в,стенке фильтроэлемента,в результате чего миюмальный размер задерживаемых частиц составляет 2 - 20 мкм, т.е. задержка имеет сиговой харктер. Следовательно, обычно при фильтровании не обеспечивают 100%.ной очистки воздуха, поэтому в ферментер попадают посторон. Гн 3. Г. Медвадев .- ",л1,г г(иотехнический ицйитут1",;ое и технологическое бюро.построения ая цель достигается тем, что воз. ток пропускают со скоростью ния 6000 - 100000 эффективных эеундуепредлагаемого изобретения заклк кой взаимосвязи между формой палов, возникающей при поеной. е метатлических зерен в пористойтроэлеменга, и задаваемой скоростьюпотока через эти каналы, чтобы в ижении воздуха попеременно воз.едовательиые расширения н сжас ультразвуковой частотой (или ней величине). В фазе расширения чается в тапоровых каной укладкстенке фильвоздушногонем прн двникели послтня потокаблизкой к822852 35 45 50 55 потока при увеличении сечения канала проис.ходит конденсация пара из воздуха, приводящая к появлению или укрупнению капельногоаэрозоля вокрут клетки микроорганизма, а вфазе сжатия потока при уменьшении сеченияканала имеет место столкновение и коагуля.ция аэрозолей - с последующим инерционнымосаждением их на стенках фильтроэлемента,Ультразвуковая частота колебаний при амплитуде 1 - 5 мкм и более достаточна для возник.новения сил, превосходящих поверхностноенатяжение воды (или масла), в сзязи с чемпроисходит дробление возникающих капельжидкости на брызги размером несколько.микрон. Это в свою очередь вовлекает но.вые бактериальные клетки из фильтруемоговоздушного потока в движение, приводящее,в конечном счете, к осаждению их в видеаэрозоля на стенки фильтроэлемента. Таким образом, вследствие неситового харак тера фильтрации быстрых воздушных потоков согласно настоящему способу осуществляют их очистку от частиц размером 0,3 - 0,5 мкм в стенках фильтроэлемента со средним диаметром поровых каналов 12 - 18 мкм (при определенной фракции металлических зерен, из которых спекают фильтроэлемент), При спекании фильтроэлемента порошок выбирают настолько мелкозернистый, (диаметр зерен Ф ) чтобы при достаточной протяженности фильтрующей стенки число расширений и сжатий потока превысило 16000 в секунду, т,е, имело частоту, близкую к ультразвуковой. Поскольку протяженность слоя в стенке фильт. роэлемента с учетом степени укладки зерен Ку (обычно 0,8) можно представить как ФКу и в пределах каждого слоя направление де. формации потока меняется дважды, то условие осуществления предлагаемого способа имеет вид УфГкх ) 6000Хт,е, для осуществления способа нужно, чтоб "6000. Кроме того, возцушиый поток при очистке пропускают через фильтроэлемент, спеченный из зерен, со скоростью прохождения 6000 - 1000000 эффектившлх зерен в секунду. При большей скорости наступает нежелательная турбулентность, Если зерна порошка, из кохо. рого слекают фильтроэлемент, имеют иа своей поверхности выступ и впадины одного поряд. ка с поперечтгяком зерен (например у деид. ритных порошков 1, то эффективный размер зерна становится меньше поперечника и соответственно снижается предельная скорость воздушных потоков необходимая дня начала самовозбуждения в них при фильтрации ультра. звуковых колебаний (или близких к ним по 5 1 О 15 О 5 О 4частоте). Обычно в ферментной промышленности применяют скорости фильтрации от несколь ких десятков см/с.П р и м е р 1, Цилиндрический фильтро. элемент размером 115 40 хф 35 х 500 мм прессуют при 1500 кг/см из порошка нержа. веющей стали Х 18 Н 15, полученного методом совместного восстановления. Коэффициент шероховатости зерен 10 - 12. Дня шихтовки применяется фракция порошка 63 - 80 мкм. Спеканиепроводят в камерной печи в атмо. сфере водорода при 1250 С, Пористость эле. мента достигает 26 - 50%. Максимальный раз. мер пор составляет 20 мкм, средний размер 16 мкм, гидравлическое сопротивление 55 мм вод, ст. В качестве загрязнители воздуха ис. пользуют монодисперсный масляный туман с размером капель 0,3 мкм, Ко 1 щентрация его равняется 350 мг/м, что при массе капли 362.10-1 г мг составляет 10 э капель т.е. в 10 миллиардов раэ выше естественной за. грязненности воздуха микробиальными аэрозолями. При испытании скорость воздушного потока 4 см/с. При этом соотношение последней к эффективному размеру частиц порошкасоставляет 4 / - 6400. В приведенных63 10 "условиях коэффициент проскока по масляно. му туману с диаметром капель О,З мкм не превышает 4,54%, что является хорошим показа;:елем для предварительной очистки воздуха от аэрозолей, например в ферментной лромьллленности,П р и м е р 2, Цилиндрический элементтех же размеров прессуют при 1250 кг/смиз порошка титана ПТС следующего фракци. онного состава: 5 5 мкм 74% по массе,45 - 100 мкм 25%, 100 - 280 мкм 1%. Соответ. ственно, средневзвешенный размер зерен составляет 0,74 25 + 0,25 75 + 0,01190=40 мкм.Коэффициент шероховатссти частиц 8 - 10, Спе.канне осуществляют индукционным методомв аргоне в течение 4,5 мин при 1500 С. По. ристость элемента составляет 30 - 50%, Макси.мальный размер пор 30 мкм, средний размер17 мкм, гидравлическое сопротивление воздухасоответствовало следующему отношению ско.рости воздушного потока к эффективномуразмер зерен порошка 4 МЙ. 9= - 9000.40 . 10-4 см Коэффициент проскока по масляному туману,с,циаметром капель 0,3 мкм не превышает 5,71% несмотря на то, что поперечник аэро. золя почти в 60 раэ меньше среднего диаметра поровых каналов. Эффективносгь предлагаемого изобретения определяется появлением возможносги улавни.Составитель И, ЗоловкинаТехред А.Бабинец Корректор Г. Назарова Редактор А. Хнмчук Тираж 706 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4(5Заказ 1931/4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 - 822852 6 ваний микроорганизмов, диаметр которых на Формула изобретения порядок и более отличается от среднего ди- Способ очистки воздушных потоков путем аметра поровых каналов фильтроэлемента. При пропускания их через фильтроэлементы, спечен. этом обеспечивают задержку микробиальных ные из металлических зерен, о т л и ч а ю. аэрозолей при больших удельных расходах ш и й с я тем, что, с целью воэможности5воздуха, подаваемого на аэрацию, повышают улавливания микроорганизмов, диаметр кото микробиологическую надежность фильтрацион. рых на порядок и более. отличается от средненой аппаратуры предотвращают попадание . го диаметра поровых каналов, за счет возник. в среду посторонней микрофлоры и снижают новения ультразвуковых колебаний, воздушный количество нестерильных операций, в резуль. поток пропускают со скоростью прохождения тате чего повышают выход биологическиактив-100000 эффективных зерен в секунду. ных веществ, а также снижают расходы пита- Источники информации, .тельной среды, пара и электроэнергии, появля принятые во внимание при экспертизе ется возможность увеличить объем производства 1, Шибряев Б. Ф.; Павловская Ь, И. Метал. без увеличения основного технологического обо. локерамические ф, льтруюшие элементы, М., рудования.15