Способ электромагнитного перемешивания

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11967542 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 271279 . (21)2860226/23-26 1511 М. Кл.з В 01 С 13/08 . с присоединением заявки МВ -Государственный комитет СССР по делам изобретений . и открытий(088.8)е Дата опубликования описания 2310.82"евеиБ.С. Ксенофонтов, В.Д. Гвоздев, П.А. Смыслов,л.г. Сапогии и а.Г. Фомичев- :,С.: :иКалининский ордена Трудового Красног политехнический институт 1) Заявитель(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ евышаю м с. вязкос Изобретение относится к технологическим процессам химической, микробиологической и других отраслей промышленности, а более конкретно к способам перемешивайия жидких много- компонентных 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 систе тьго, прщей 2-5 сп.Целью изобретения является повышение эффективности перемешивания. путем создания псевдоожиженного слоя.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу электромагнитного перемешивания жидких .электропроводных сред с различнойудельной электропроводностью компонентов, например биосуспензий, путемвоздействия на среду переменногоэлеКтромагнитного поля, в областьдействия поля вводят диэлектрическиечастицы, диэлектрическая проницаемость которых меньше диэлектрическойпроницаемости среды на 70-5000 ед.при частоте электромагнитного поля15-1000 Гц.Перемешивание осуществляют. следующим образом.В сосуде цилиндрической или конической формы создают переменное электромагнитное поле частотой 15- 25 1000 Гц путей крепления внутри сосудаэлектродов, подключенных.к источникупеременного тока. В промежутке междуэлектродами создают псевдоожиженныйслой из диэлектрических частиц, вы полненных из пластмассы, стекла идругих диэлектрических материалов.Необходимым условием способа является то, что диэлектрическая проницаемость ожиженных частиц должнабыть меньше диэлектрической проницаемости .ожижающей жидкости на 70- 55000 ед. Ракой случай осуществим приперемешивании некоторых видов микроорганизмов, диэлектрическая проницаемость которых находится в пределахот 70 до 5000 ед. 10В качестве диэлектрических частициспользуют частицы из полимерных материалов, отличающихся, кроме того,инертностью к перемешиваемой средеи достаточной механической прочностью 15П р и м е р 1 (известный способ).1Перемешивание суспензии бактерийсдрожжами при их весовых расходах всоотношении 1.г 1 осуществляют путемпропускания указанной смеси по трубеиз оргстекла в ийдуцированномэлектрическом поле, созданном пароймагнитов, укрепленных на внешнейстороне трубы. Напряженность индуцированного электрического поля 251,8 МВ/см, скорость движения суспензии в поле 0,06 м/с.. Результаты перемешивания оценивают по равномерности количества клеток бактерий и дрожжей в поле зрениямикроскопа.,.Результаты трех проб: 10 клетокдрожжей и 3 клетки бактерий; 4 клетки дрожжей и 9 клеток бактерий; 8клеток дрожжей и 13 клеток бактерий.П р и м е р 2. Перемешивание сус-З 5пензии бактерий с дрожжами при ихрасходах 1:1 осуществляют путемпропускания смеси в электромагнитномполе с частотой 530 Гц и напряженностью индуцированного электрического поля 1,8 МВ/см При скорости.движения жидкости 0,06 м/с, причемв области действия поля создаютпсевдоожиженной слой из полимерныхчастиц с диэлектрической проницаемостью 16 и породностью их в слое0,7. Диэлектрическая проницаемостьсуспензии смеси дрожжей и бактерийпри частоте 530 Гц составляет 2860.Результаты анализа трех проб:11 клеток дрожжей и 9 клеток бактерий;.8 клеток дрожжей и 9 клетокбактерий; 10 клеток дрожжей и 13.клеток бактерийП р и м е р 3. ПеремеШиваниесуспензии бактерий и дрожжей осуществляют как и в примере 2, за исключением следующих параметров: частотаэлектрического поля 15 Гц, а диэлектрическая проницаемость суспензии 60микроорганизмов больше диэлектрической проницаеглости ожиженных частицна 4678 ед.Результаты анализа трех проб: 5клеток дрожжей и 4 клетки бактерий; 65 3 клетки дрожжейи 4 клетки бактерий;6 клеток дрожжей и 3 клетки бактерий.1 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, диэлектрическая проницаемость которых меньше диэлектрической проницаемости жидкости на 70-5000 ед.Положительный эффект способа заключается в создании более однородной смеси, например дрожжей и бактерий, для введения их в качестве реагентов в процессе сгущения биосуспензийсФормула изобретенияСпособ электромагнитного перемешивания жидких электропроводных сред с различной удельной электропроводностью компонентов, например биосуспензий, путем воздействия на среду переменного электромагнитного поля, о т л и ч а ю щ и й с я 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. ФедороваЪРедактор Н. Гунько Техред А.Бабинец Корректор А. Ференц Заказ 7949/13 Тираж 622 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений иоткрытий 113035, Москва, З, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ти среды на 70-5000 ед. при частотеэлектромагнитного поля 15-1000 Гц.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ В 1251277,кл. 12 е 4/01, 1969.2. Ксенофонтов Б.С. и др. ДАН СССР,Т. 227, 1976, 9 1.