Струйно-инжекционный сатуратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 01 Р 5/ 231 20 5 АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ нстиА ич -тавле струином тановлен ложенный трубой, пр ного диам метру слив а отноше срезом сли глубленно му диаме сливной тр 1 аЪ со предлагае туратора с инжектира симость ра газа от ра рез сопла( отношении характерон/атр нд и увеличение произв по газовой фазе,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский технологический итут холодильной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 214180, кгь В 01 Р 5/02, 1984,(57) Испк пище ользование: изобретение атно вой, химической и микробиоло Изобретение относрабиологическай и химности, а более конкретгазажидкостным аппарным для газированияаэрирования культуралалогической и проведенпроцессов в химическоИзвестный сатуратцентральные, средниеферийные сливные верединенные верхнейрешетками и образуюнюю и нижнюю камерьНедостатком даннется невозможность увтельности сатуратораего пастояннь:х констрнамических характерисопла, диаметре труб,жидкости и т,п.).Цель изобретенияводительности сатурат ится к пищевой, микической промышленна к массообменным атам, предназначен- напитков в пищевой, ьных сред в микробиия хемосорбционных й промышленности, ор содержит корпус,подъемные и перитикальные трубы, сои нижней трубными щие с корпусом верх,ой конструкции являеличения производи- по газовой фазе при уктивных и гидрадистиках (т.е, диаметре длине струи, расходе).БЫ 17418 ской отраслям промышленности и предназначено для газирования напитков, аэрирования культуральных сред и проведения хемосорбционных процессов. Сущность изобретения: струйно-инжекционный сатуратор содержит корпус, подъемные и сливные вертикальные трубы, верхнюю и нижнюю камеры. В верхней части периферийной сливной трубы соосно с ней установлен цилиндрический патрубок. Причем отношение диаметра патрубка к внутреннему диаметру сливной трубы составляет 0,25 - 0,65, а отношение расстояния между нижним срезом патрубка и верхним срезом трубы к эвивалентному диаметру кольцевого зазора между сливной трубой и патрубком составляет 0,2 - 4,0, 6 ил. ная цель достигается тем, что в сатуратаре в верхней крышке усцилиндрический патрубок, распосоосно с периферийной сливной ичем отношение размеров наружетра патрубка к внутреннему дианой трубы составляет 0,25 - 0,65, ние расстояния между верхнимвнай трубы и нижним срезом заго в нее патрубка к эквивалентнатру кольцевого зазора между убкой патрубком и составляет 0,2 иг.1 представлена конструкция мого струйно-инжекционного сапатрубкам для дополнительного вания газа; на фиг,2, 3, 4 - зависхода инжектируемого в аппарат схода жидкости, проходящей чезависимасти даны для различныхО,/бтр и); на фиг.5 - да н н ые изующие влияние отношения .нжектирующую способностьструи жидкости (1 = Ог/Ож): на фиг.6 - влияние отношения 1/г 1 з на Ог/Ож.Аппарат содержит корпус 1, центральное 2, средние подъемные 3 и периферийные 4 сливные вертикальные трубы, нижнюю 5 и верхнюю 6 трубные решетки, верхнюю 7 и нижнюю 8 емкости, сопла 9, соединительную емкость 10, перегородки 20, насадки 11, патрубки для подачи жидкости 12 и выхода готового напитка 13, патрубки для забора газа 14, входа 15 и выхода 16 тепло- или хладоносителя, а также соединительную линию 17, В верхней крышке 18 установлен цилиндрический патрубок 19. Подача сиропа к насадкам 11 осуществляется через патрубок 21Струйно-инжекционный сатуратор работает следующим обоазом,В сатуратор после продувки рабочим газом и удаления воздуха насосом подается предварительно дегазированная жидкость к соплам 9 через патрубок 12,Струя жидкости, вытекающая из сопла 9, инжектирует газчерез патрубок 14 втрубу 2образует в ней нисходящий поток газокидкостной смеси. Из трубы 2 газокидкостная смесь поступает в подъемную трубу 3, затем в верхнюю емкость 7, а оттуда - в кольцевой зазор, образованный внутренним диаметром с 1 Р патрубка 19, который установлен в верхней крышке аппарата 18 соосно со сливной трубой 4, Причем должно выполняться условие, необходимое для работы аппарата - с 1 вс 1 рп а нижний срез патрубка 19 должен находиться ниже верхнего среза сливной трубы 4 на расстоянииПри прохокдении кольцевого зазора скорость газокидкостной смеси увеличивается и при обтекании среза патрубка жидкость уносит газ, что создает разрекение на никнем срезе патрубка, обеспечивающее процесс инкекции газа через патрубок 19 в спивную трубу 4.Таким образом, в сливных трубах величиваются газосодержание и удельная поверхность контакта фаз, за счет чего обеспечивается увеличение производительности аппарата по газовой фазе.Исследования, проведенные на модели струйно-инкекционного сатуратра показатели, что расход газа Оп инжектируемого в аппарат, увеличивается при использовании описанного выше устройства по сравнению с прототипом, от 15 до 90%, в зависимости от расхода жидкости Ож, подаваемой в аппарат через сопла 9 (см, фиг.2 - 4) диаметром г 1,. Анализ опытных данных,представленных на фиг,5, позволил рекомендовать для увеличения производительности аппарата по газовой фазесоотношения диаметров патрубка 19 и слив 5 ной трубы 4, лежащие в диапазоне он/брт =0,25 - 0,65, поскольку именно при этих значениях с 1 н/с 1 тр отношение суммарного количества газа, инжектируемого в аппаратчерез патрубки 19 и 14 к Ож, превышало10 отношение количества газа, инжектируемого струей жидкости только через патрубок14 к этому же расходу жидкости.Исходя из данных, представленных нафиг,6, следует, что увеличение производи 15 тельности аппарата по газаовой фазе возможно,при отношении расстояния междунижним срезом заглубленного в нее патрубка 9 и верхним срезом сливной трубы 4 кэквивалентному диаметру г 1 э = с 1 тр - с 1 н,20 лежащих в диапазоне 0,2 - 4,0,Рабочим диапазоном расхода жидкостидля аппарата является Ож = (25 - 90)х 10м /с, нижний предег которого обусловленначалом устойчивой циркуляции газожидко 25 стной смеси (началом работы аппарата), аверхний - его гидродинамическим сопротивлением,Из данных, представленных на фиг,2,следует, что количество газа, инжектируе 30 мого в аппарат, резко сокращаетя при расположении нижнего среза сопла 19 надверхним срезом сливной трубы 4, Это связано с тем, что с увеличением Ож расчет, давление газокидкостной смеси, заполняю 35 щей верхнюю емкость 7, создавая сопротивление газу, инжектируемому через патрубок19.Аппарат предлагаемой конструкции будет с высокой скоростью при химической40 обработке жидкостей газами с высокой скоростью реакции, В этом случае газ, вступивший в химическую реакцию с жидкостьюпри быстрой или мгновенной реакции, может весь прореагировать к моменту выхода45 жидкости из средней подъемной трубы, Вэтом случае появляется возможность провести дополнительную обработку жидкостивновь инжектируемым газом, при этом нетнеобходимости увеличения расхода жидко 50 сти с целью увеличения инжектирующейспособности струи 1, Г 1 ри аэрации культурапьных сред кислород очень быстро поглощается из газовой средымикроорганизмами, особенно, если ведется55 аэрация высококонцентрированных (по биомассе) сред, В этом случае клетки, по мередвижения их по трубам, будут получать дополнительно кислород, а высокоразвитая поверхность контакта фаз будет способствоватьотводу растворенных газов из жидкости.1741873 Те Таким образом, появляется возможность без дополнительных энергозатрат и при неизменных размерах основных конструктивных элементов аппарата, определяющих его инжектирующую способность, значительно увеличить производительность аппарата по газовой фазе,Формула изобретения Струйно-инжекционный сэтуратор поавт.св, М 1214180, о тл и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения производительности по газовой фазе, в верхней крышке установлен цилиндрический патрубок, расположенный соосно с периферийной сливной трубой, причем отношение размеров наруж ного диаметра патрубка к внутреннему диаметру сливной трубы составляет 0,25 - 0,65, а отношение расстояния между верхним срезом сливной трубы и нижним срезом заглубленного в нее патрубка к эквивалентно му диаметру кольцевого зазора междусливной трубой и патрубком составляет 0,2 - 4,0,1741873 00 Со - 9 ммд, р-" Роммс= 4 нн с 1 н0,62- УНОС ГДЗа ЧЕРЕЭ патриоток Йн снос гландУБКИ Ни 1(адгРУБок Ии идд сливной пуБР") ЕРЕ 3 О дсполок 0- 0 нос гдьд через ПАТР 960 К Й (ф" " Н 5- 2 Оим;1 у - 40 ии;-31 им Счиидныи чнос гдьд цаееъпап чькн й Л1741873 Составитель Н,АрцыбашеваТехред М,Моргентал Корректор М,Пожо анюшки едакто КНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 2239 ВНИИПИ Го Тиражрственного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р Подписноеретениям и открытиям ишская наб., 4/5