Устройство для пеногашения

Винтовая направляющая и внутренняя 55 поверхность корпуса имеют несмачиваемое, покрьггие иэ фторо ласта или силиконовой шюнки, обладающее гидрофобными свсйствами по отношению к поверхности пу-р 1044/Изобретение относится к оборудованиюдля микробиологической промышленностии может быть использовано в ферментерахпри выращивании микроорганизмов, например кормовых дрожжей. 5Известны циклонные устройства для гашения пены, состоящие из цилиндрическогокорпуса С тангенциально установленнымштуцером для подачи пены и верхним паврубком для отвода газа, конического дни-. 1 Оща со сливным штуцером для выводаобеспененной, жидкости 1.1,Принцип действия данных устройствоснован на центробежном разделении соотавляющих пену фаэ во вращающемся 15тонком слое, образованном на внутренних поверхностях корпуса и днища.Недостатком устройств является неполное разделение пены вследствие малой величины окружной скоросги пото 20ка пены при ее движении по стенке цик.лона, что обусловлено высокой структурной вязкостью пены. Это приводит кнакоплению неразрушенной пены в кощческом днище циклона и ее уносу вместе с отходящим газом.Известно также устройство циклонного типа для гашения пены, снабженноеусеченным перфорированным конусом .с рассекателями, размещенным с зазором в ЗОполости конического днища 21 .В указанном пеногасителе центробежное разделение пены дополняется механическим разрушением пузырьков в зазоремежду пеРфоРиРованным конусом и стенкой днища вследствие воздействия рассекателей на движущийся поток пены. Однако устройство не обеспечивает достаточно полного гашения мелкодисперснойустойчивой пены, так как дополнительное трение о рассекатели приводит кснижению окружной скорости потока пены,вследствие чего уменьшается величинацентробежной силы, которая в этом случаеявляется основным фактором разделения.1Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для пеногашенияпреимущественно к ферментерам, содер-жащее корпус с патрубками для подводапены и отвода обеспененной жидкости,50центрально установленный патрубок дляотвода газа и винтовую направляющую,укрепленную на последнем З.Д.Гашение пены в известном устройтсве интенсифицируется дополнительнойцентробежной силой, возникающей в канале, образованном винтовой направляющей. Обесцененная жидкость выводится из 629 2нижней части корпуса, а газ - по ценяру корпуса,Недостатком устройства является непол"ное гашение устойчивой мелкодисперснойпены, накапливающейся в нижней частикорпуса и уносимой через центрально установленный патрубок отходящим газом.Цель изобретения - повышение степениразделения пены.Укаэанная цель достигается тем, чтоустройство для пеногашения, преимущественно к форментерам, содержащее корпус с патрубками для подвода пены и отвода обеспененной жидкости, центральноустановленный патрубок для отвода газаи винтовую направляющую, укрепленнуюна последнем, снабжено расположеннойвокруг нижней части корпуса герметичнойкамерой для сбора выделенной иэ пеныжидкости, при этом в стенке корпуса вего выпускной части и над входным отверстием патрубка для отвода газа выполнены отверстия для прохода жидкос.ти, причем винтовая направляющая и внуь-,ренняя поверхность корпуса имеют несмачиваемое покрытие.На фиг, 1 показано устройство дляпеногашения, продольный разрез нафиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1. Устройство для пеногашения состоит иэ цилиндрического корпуса 1 с тангенФ циально подсоединенным патрубком 2 дщ подвода пены, установленным под углом к горизонтали, и укрепленным в егоконической части патрубком 3 для отвода обеспененной жидкости. В полости корпуса 1 центрально установлен патрубок 4 для отвода газа с укрепленной на всей его длине винтовой направляющей 5 с несколькими витками. Вокруг нижней части корпуса 1 расположена герметичная цилиндрическая камера 6 для сбора выделенной иэ пены жидкости. В стенке корпуса 1 в его выпускной ко нической части выполнены отверстия 7 для прохода жидкости иэ камеры 6 в патрубок 3. Ниже винтовой направляющей 8 в стенке цилиндрической части корпуса выполнены отверстия 8 для прохода жидкости иэ полости корпуса 1 в камеру 6, при атом отверстия 8 расположены над входным отверстием патрубка 4,.и пены Ф по радиусу Р, из которого 1 видно, что скорости газа и пены уменшаются с увеличением радиуса циклона.Возникаюшая при закручивании потэков центробежная сила, воздействующая, на жидкость, вследствие большой разности плотностей газа, осушенной пены и жидкости намного превосходит аналогич; ную силу для потоков газа и пены, что обеспечивает перетекание жидкости со стенки корпуса в герметичную камеру через выполненные отверстия и предотвращает дробление жидкой пленки и втоф ричное пенообразование, Кроме того, отделение осушенных пузырьков от пленки жидкости позволяет осушествигь разрушение пены путем деформации ее. пу- . зырьков при их взаимодействии со стенкой корпуса в егоконической части.Гидрофобное покрытие винтовой направляющей и внутренней поверхности корпуса устройства способствует прилипанию к наружной несмачиваемой поверхности пузырьков пены, что приводит к возрас танию градиента скорости движения пото-ка осушенной пены при одинаковой ок-ружной скорости потока и действующих на ее пузырьки касательных напряжений С, определяемых соотношением:М 1 где Щ - структурная вязкостьдйпавиМпены -градиент скорости потока пены,ДмфдоВ результате увеличения действуюших на пену. касательных напряжений интенсифи цируется процесс разрушения пены, предотвращается ее накопление в нижней . части корпуса и унос с отходящим газом через центрально установленный патрубок, что способствует повышению степени разделения пены.По сравнению с используемым в меди цинской и микробиологической промьппленности химическим пеногашением предлагаемое устройство для пеногашения имеет ряд преимушеств. Его использование не вйзывает побочные отрицательные являения.при массопереносе,. кислорода из газовых пузырько в культуральную жидкость при аэробном кулиивировании микроорганизмов. Кроме того, применение предла гаемого устройства приводит к уменьшеннию размеров газовых пузырьков в слое жидкости, увеличению времени контакта фаз на 3.0%, газосодержания слоя и по верхности фазового контакта в среднем нв 1,8,5%3 1044629 4 зырьков пены, полученной из водныхрастворов культуральной жидкости.Устройство работает следующим образом,Пена подается под углом к горизонтали через подводящий патрубок 2 соскоростью 15-30 м/с в корпус 1 пеногасителя по касательной к его внутренней поверхности и приобретает вращательное движение. При движении пены по 10стенке корпуса в образованном винтсвойнаправляющей 5 канале под действиемцентробежной силы происходит осаждениежидкости из ее пузырьков в радиальномнаправлении. Одновременно при контактевнешней гидрофобной стороны образованной из водных растворов пенной пленкис гидрофобными поверхностями корпусаи винтовой направляющей вследствиесмачиваемости и их взаимного прилипания происходит растягивание и деформация пленок пеныПод влиянием возникающих растяги - .ваюших усилий пена разрушается и расслаивается на жидкую пленку, рекущею 1, 25по стенке корпуса, слой пенной эмульсии1 и газ, На свободную поверхность пеннойэмульсии воздействует динамический напор потока газа, который транспортирует пену и одновременно разрушает оболочки внешних пузырьков пены. Образовавшаяся плвнка жидкости вытесняется. тангенциальным потоком через отверотия В .корпуса в камеру 6, откудаонастекает через отверстия 7 на коническойчасти корпуса в сливной патрубок 3.Часть неразрушенной пенной эмульсиизакрученным потоком стекает в коничео-.кую часть корпуса, где происходит ееразрушбние нри контакте с его гидрофоб 40ной поверхностью. Обеспеченная жид;- кость выводится из пеногасителя черезсливной патрубок 3, а выделившийся изпены газ смешается к центру пеногасителя и выводится из него через патрубок 4.ФНаличие герметичной камеры для сбора жидкости, выделенной из пены в ци.жлиндрической части корпуса, ивыполнение в стенке корпуса отверстий для црохода жидкости из полости корпуса в герметичную камеру позволяет отделить по,токи жидкости неразрушенной пены игаза, что исключает их дальнейший контакт и образование вторичной пены.:55Это следует из циклонного соотношения. Ф й ф ысоов 1, связывающего расареы0деление ангеициальных скоростей газа1044629 масс ообменные характеристики ферментеров и их единичную производительность,г,й Г, Лошкаревалекорей актор В, Петр Чер ещ)ед ор аж 823 ний и открытЖ, Раушска ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проевюя,еИспользование изобретения вмес.то химических веществ пеногасителей позволяет повысить на 23% э 7462/21 ТирВНИИПИ Государственноно делам изобрете113038, Москва,ПоддисноСССРб., д. 4/8