169837. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok gázzal való telítésére, különösen fermentációs folyadékok részére

3 169837 4 ben lényegesen rosszabbá válik, mint ahogyan az az alsó emeleten kialakul. Célunk, hogy a technika állása során ismertetett hátrányokat kiküszöböljük, és ezáltal lehetővé tegyük, hogy az erősen emulgálódó folyadékok számára nagy anyagátadási sebességeket biztosítsunk viszonylag kis energiafelhasználás mellett. Folyadékoknak gázzal való telítésére, különösen erősen emulgálódó fermentációs folyadékok gázzal telítésére olyan berendezést javasolunk, amely a keringtetett folyadékot a gázzal való telítést megelőzően minimális energiával és kis készülék-ráfordítás mellett gázmentesíti, és ezzel az anyagátmenet céljából az anyagszállítási erőt optimális módon növeli, a keringtető szivattyú hatásfokát az erősen emulgálódó folyadék keringtetése során javítja, a rendelkezésre álló reakció teret teljes egészében az anyagcsere részére biztosítja, továbbá hogy a gázkeverékekből beviendő gázkomponenst jó hatásfokkal használjuk fel minimális energia ráfordítással, végül pedig hogy lehetőséget biztosítsunk arra, hogy a teljes reakcióteret homogén módon igen kis buborékú gázzal telítsük. A feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a folyadékok gázzal való telítését, különösen a nagymértékben emulgálódó fermentációs folyadékok gázzal való telítését olyan berendezéssel végezzük, amely önmagában ismert egy vagy többemeletes reakciótartályt tartalmaz. Ennek alsó része az alsó rész közepén kiinduló leszívóvezetéket, e fölött központosán elhelyezett hableválasztóval ellátott gázleválasztót alkalmaz. A hableválasztó vezeték fojtószervvel rendelkezik, és a reakciótartály egyik felső emeletének folyadék-felszíne fölé van vezetve. A berendezés továbbá el van látva egy vagy több gázleszívó centrifugál szivattyúval, amelyeknek gázleszívó vezetéke olyan folyadékleválasztó szervhez van csatlakoztatva, amelynek alsó részén egy vagy több folyadéktovábbító szerv van elhelyezve, amelyek a reakciótartályba visszavezető vezetékkel vannak ellátva. A berendezés tartalmaz önmagában ismert olyan gáz-folyadék sugarat előállító, gázzal telítő szerkezetet, amely haránt irányban van elrendezve, és a reakciótartályban levő folyadék szintje fölött végződik. A gázleválasztó szervben a nehézségi erő hatására a keringtetett folyadékban levő nagyobb gázbuborékok kiválnak. Ezeket a gázbuborékokat a hableszívó vezeték útján vezetjük vissza. A hableszívó vezetékben levő fojtószerv azt a célt szolgálja, hogy a gázleválasztó szerv optimális működését szabályozza. Az előre gázmentesített folyadék a leszívó vezetéken át a gázmentesítő centrifugál szivattyúkba áramlik. A centrifugál szivattyúkban a forgó kerekeken fellépő centrifugális erők hatására a keringtetett folyadék gázmentesítése tovább folytatódik. Eközben azok a kicsi gázbuborékok, amelyeket már jól hasznosítottunk és amelyek a gázcserélést akadályozzák, a centrifugál szivattyú csatornáiban, annak agyrésze közelében kiválnak. A folyadékcseppeket tartalmazó gázt a centrifugál szivattyú forgó kerekének csatornáiból gázelvezető vezetéken át a folyadék leválasztó szervbe vezetjük, amely gázleválasztó szervvel van ellátva. A folyadékleválasztó szervben leválasztott folyadékot ezután a hozzá kapcsolt folyadékszállító szerkezettel visszavezető csövön át ismételten a fermentorba továbbítjuk. A nehézségi erő, valamint a centrifugáiszivattyú forgó kerék centrifugális erejének kihasználásával a már teljes egészében gázmentesített folyadékot centrifugális szivattyúval juttatjuk a folyadékszállító vezetékbe, amely azt a reaktorban levő gázzal való telítés céljából az önmagában ismert gáz-folyadék sugarat előállító gáztelítő szervbe vezeti. A találmány szerinti megoldással pótlólagos energia felhasználása nélkül teljesen kivonjuk a folyadékból azt a finom eloszlású gázt, amelyet például fermentációs eljárásoknál használunk fel, és azt a gázt, amelyet például a fermentáció során hozunk létre, ezáltal az anyagátadás megkönnyítésére a parciális nyomáskülönbséget növeljük és a legfinomabb friss levegőbuborékoknak a folyadékba való bevételének előfeltételeit jelentősen javítjuk. Emellett a gázkivonó centrifugál szivattyú hidraulikus hatásfokát jelentősen javítottuk. A fő keringtető szivattyúhoz képest a folyadék leválasztóhan összegyűlő folyadéknak viszszavezetésére szolgáló, viszonylag igen kis teljesítményű szivattyú energiaigénye — figyelembe véve a hőkeringtető szivattyú nagyobb hidraulikus hatásfokát — elhanyagolható. A gázleválasztó szerv a találmány szerint váltakozó oldalukkal összeállított tárcsákból álló vezető szerkezetet és egy lyukakkal vagy hornyokkal ellátott kúp alakú vezetőszervet tartalmaz, amelyek váltakozva hol kívül, hol belül hengeres közdarabok útján vannak egymással összekötve. A reaktorban gázzal átáramoltatott folyadék kívülről befelé haladva a vezetőszerv közbülső terein áramlik keresztül. Az áramlási sebességet úgy választjuk meg, hogy a gáztartalmú folyadékból a nagyobb gázbuborékok a nehézségi erő hatására fölfelé váljanak ki. A gázbuborékok a lyukakkal vagy hornyokkal ellátott kúp alakú vezető szerveken át, a vezető szervekhez központosán csatlakozó hableválasztó vezeték felé áramlanak. A gázzal telített folyadék a tárcsa alakú vezetőszerveken, valamint a radiális irányban elrendezett hűtőcsatornákon át a reakció tartályhoz központosán csatlakoztatott gyűjtővezetékbe áramlik. E vezetékhez a centrifugál szivattyú szívótorka csatlakozik. A találmány szerinti gázleválasztó szerkezet egy másik kiviteli alakja oly módon valósítható meg, hogy az kúp alakú, szegmensekből összeállított vezető szervet tartalmaz. A vezető szervek közötti áramlási sebességet hasonlóképpen úgy méretezzük, hogy a gáztartalmú folyadékból a nagyobb buborékok a nehézségi erő hatására felfelé válhassanak ki. A gáztartalmú folyadékból leválasztott nagyobb gázbuborékok a vezető szervek által alkotott közbenső térre függőleges irányban a felső részben a felső kúp alakú vezetőszervhez központosán csatlakozó hableválasztó vezeték belseje felé áramlanak. Az előzetesen gázmentesített folyadék a kúpalakú vezetőszerkezet, valamint a nehézségi erő hatására a belépő áramlási iránnyal ellenkező irányban belülről kifelé radiálisán áramlik. A folyadékot gyűjtőzsebek fogják föl, majd a folyadék, nyílásokon át a vezetőszerv szegmensei által alkotott üregekbe áramlik. Az előzetesen gázmentesített folyadék ezekből az üregekből áramlik az alsó kúpos alakú vezetőszerv és a tartály alsó része között a gázmentesítő centrifugál szivattyú szívócsonkjához. A folyadék leválasztóban levő folyadékot a találmány szerint előnyösen vízsugár szivattyúval irányítjuk vissza a reakció tartályba. A vízsugár szivattyú hajtóáramú csatlakozása a gázmentesítő centrifugál szivattyúval vezeték útján van összekötve. Ezáltal a találmány szerinti megoldás szerint nincs szükség pótlólagos mozgó alkatrészekkel rendelkező hajtóműre. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2