DE1842316U

DE1842316U - Behaelter zum zuechten von mikroorganismen.

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Publication number: DE1842316U
Application number: DEB36486U
Authority: DE
Original assignee: BERTRAMS AG HCH; Hch Bertrams AG
Current assignee: BERTRAMS AG HCH; Hch Bertrams AG
Priority date: 1958-02-21
Filing date: 1959-02-16
Publication date: 1961-11-30
Also published as: NL111007C; DK95411C; GB913072A; DE1100569B; FR1220344A; CH358195A; US2983652A

Description

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Seiten mit Flanschen 4 versehen, die in üblicher Weise durch Schraubenbolzen hermetisch-schliessend miteinander verbunden werden.

Der Kessel ist zylindrisch gestaltet und mittels seitlich vorspringenden Augen 5 in nicht dargestellter

Weise mit vertikal liegender Achse montiert. Der Kessel-

unterteil 2 weist einen zylindrischen Natel 6 auf, der

unten durch einen sich nach unten konisch verjüngenden Boden 7 abgeschlossen ist. Dieser ist mit einer'zentralen Oeffnung versehen, in welcher ein Support 8 eingesetzt ist, der auf der Unterseite mit einem Flansch 9 versehen ist, der mittels Schrauben in nicht dargestellter Weise mit dem Boden 7 dichtschliessend verbunden ist. Im Boden 7 befindet sich eine seitliche Oeffnung lo, die an eine nicht dargestellte Entleerungsleitung angeschlossen ist. Auf dem Support 8 ist ein Schaufelrad 11 mit vertikaler Achse drehbar gelagert.
Dieses Schaufelrad sitzt auf einer nicht dargestellten vertikalen Welle, die drehbar im Support gelagert ist und von einem nicht dargestellten Motor antreibbar ist.
Oberhalb des Kesselbodens 7 in einem Abstand von diesem ist ein ringförmiger Verdrängerkörper angeordnet, der als Hohlkörper ausgebildet ist und auf der Oberseite Schrägstützen 13 trägt, die einen Luftverteiler 14 abstützen, der sich zentral in geringem Abstand oberhalb des Schaufelrades 11 befindet und zweckmässig in üblicher Weise aus einem mit Austrittslöchern versehenen, ringförmig gebogenen Rohr besteht, das an eine Luftzuführungsleitung 15 angeschlossen ist. Diese ist bis in den oberen Teil des Kesselunterteils 2 hinaufgeführt und an dieser Stelle unter Bildung eines Anschluß flansches 16 durch die Kesselwand hindurchgeführt den Flansch 16 wird eine nicht dargestellte Druckluftförderleitung angeschlossen. Auf der gegenüberliegenden Seite ist in analoger Weise unter Bildung eines Anschlussflansch. es 17 eine Luftabführleitung 18 durch die Wand des Kesselunterteils 2 hindurchgeführt. Die Leitung 18 reicht bis in den obersten Teil des hochgewölbten Deckels 3, an welcher Stelle die Einmündung des Rohres 18 liegt.
Der Verdrängerkörper 12 bildet unterhalb des Luftverteiler 14 eine halsartige Verengung 19 des Kessels, in welcher sich das Schaufelrad 11 befindet.
Der unterhalb dieser Verengung befindliche Kesselendteil ist als Umlenkeinrichtung der aus dem Schaufelrad 11 ausströmenden Flüssigkeit in einen zylindrischen Ringraum 2o ausgebildet. Dieser ist durch einen Doppelmantel 21 gebildet, welches bis oberhalb des vorbestimmten Flüssigkeitsniveaus des Kessels geführt ist. Auf der Aussenseite ist der zylindrische Ringraum 2o durch den Mantel 6 des Kesselunterteils begrenzt, wogegen der Innenmantel 22 am Aussenrand des Verdrängerkörpers 12 sitzt. Das Oberende des Innenmantels 22 bildet eine Ueberfallkante 23 für die aus dem unten und oben offenen Ringraum 2o ausströmende Flüssigkeit, Die Aussenseite 24 des Supports 8 ist im Sinne einer stetigen seitlichen Umlenkung der aus dem Schaufelrad 11 austretenden Flüssigkeit nach unten erweitert.
Die Oberseite des Kesselbodens 7 geht stetig und der Unterseite 25 des Verdrängerkörpers 12 angepasst seinerseits in die Support-Aussenseite 24 und andererseits in den Kegelmantel 6 über. Der Raum zwischen dem Kesselboden 7 und der Unterseite 25 des Verdrägerkörpers 12 vereint sich von innen nach aussen allmählich. Die Verhältnisse sind so gestaltet, dass die aus dem Schaufelrad austretende Flüssigkeit vorerst in der Umbiegestélle, in welcher sich der Richtungspfeil befindet, eine Geschwindigkeitsabnahme infolge Querschnittserweiterung aufweist und anschliessend bis zum Eintritt in den Ring-

raum 2o wieder eine Geschwindigkeitszunahme und ent-

sprechende Druckabnahme erfährt.
Um den Kesselmantel 6 herum ist ein Wärmeaustauscher 26 angeordnet, der sich ungefähr über den Bereich des Ringraumes 2o erstreckt und mit dem Kesselmantel 6 einen geschlossenen Hohlraum 27 bildet, an den unten und oben je ein Rohrstutzen 28, bzw. 29 angeschlossen ist. An diese Stutzen wird eine Zu,-bzw.
Abfuhrleitung für ein Wärmezufuhrmedium angeschlossen, welches zur'Temperierung der hauptsächlich durch den Ringraum 2o fliessenden Flüssigkeit dient, wodurch der

Flüssigkeitsinhalt des Kessels geregelt wird.
Die zu behandelnde mit anzureichenden Mikro-Organismen geimpft Nährlösung wird durch eine Oeffnung 30 im Deckel 3 eingefüllt bis zum vorbestimmten Niveau, Alsdann wird die Oeffnung 3o durch einen nicht dargestellten Verschluss geschlossen, die von einer Nachfülleitung durchsetzt ist, um das während des Betriebes etwaig verdampfende Wasser zu ersetzen. Gegebenenfalls kann das Einfüllen der gesamten Lösung auch durch diese Nachfülleitung erfolgen.
Der Wärmeaustauscher wird in Betrieb gesetzt, so dass ständig auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmtes Wasser durch den Stutzen 28 in den Hohlraum 27 eintritt und abgekühltes Wasser aus dem Stutzen 29 ausfliesst.
Die Schraube 11 wird mit der vorbestimmten Drehzahl angetrieben und6. durch die Luftleitung 15 in vorbestimmtem Ausmasse Druckluft eingelassen. Die Flüssigkeit im zentralen Kegelraum wird durch den Luftverteiler 14'hindurch sowie diesem entlang, wie durch Pfeile angedeutet, hindurchgesaugt, und reisst aus den Löchern des Verteilers 14 ausströmende Luft zum Teil mit,-sodass ein Flüssigkeitsluftgemisch in den zwischen dem Boden 7 und dem Verdrängerkörper 12 befindlichen Raum hindurch in

den Ringraum 2o gedrückt wird, wobei die an der Eintritts-

stelle in den gesamten Zwischenraum erfolgende Geschwin-

digkeitsabnahme des durchströmenden Gemisches und die anschliessende Geschwindigkeitszunahme erfahrungsgemäss dazu beiträgt, die Konzentration des gelösten'Sauerstoffs in der Flüssigkeit zu erhöhen, was für die Geschwindigkeit der Mikro-Organismen-Konzentration in der Nährlösung von Bedeutung ist. Infolge der durch die Schraube 11 erzeugten Turbulenz in der Strömung findet hierbei eine gründliche Durchmischung der Mischungsbestandteile statt, was sich ebenfalls im gleichen günstigen Sinne auswirkt.
Das Flüssigkeitsluftgemisch wird beim Durchströmen des Ringraumes 2o von unten nach oben, unter dem Einfluss eines Wärmeaustauschers 26 auf die vorbestimmte Temperatur gebracht und strömt dann über die Ueberlaufkante 23 in den inneren Raum des Kessels. Je nach der eingestellten Saug-und Förderwirkung, welche durch die Schraube 11 hervorgerufen wird, wird die Flüssigkeit beim Austritt aus dem Hohlzylinder 2o mehr oder weniger hoch geschleudert und fällt dann im freien Fall, wie durch Pfeile angedeutet, auf das Flüssigkeitsniveau

hinunter. Dieses hat infolge des durch die Schraube 11 erzeugten zentralen Soges eine trichterförmige Oberfläche, wobei die Trichterausbildung umso stärker in Erscheinung tritt, je grösser die Förderleistung der' Schraube 11 ist. Durch die grössere Trichtertiefe wird wieder die Fallhöhe des herunterfallenden flüssigkeitluftgemisches erhöht, wodurch die Zerteilung dieses Gemieches entsprechend der Fallhöhe zunimmt. Dadurch wächst die Kontaktoberfläche der herunterfallenden Flüssigkeit gegenüber der den ganzen über dem Flüssigkeitsniveau befindlichen Kesselraum ausfüllenden Luft. Infolgedessen. findet eine intime Durchlüftung der Flüssigkeit und eine entsprechend erhöhte Sauerstoffaufnahme durch die Näher-. lösung statt. Der Sauerstoff-Uebergangswert ist mastsgebend für den Wirkungsgrad der Gesamtleistung des Fermenters und also ein wesentlicher Faktor für die Anreicherung der Nährlösung. Infolge der kontinuierlichen Umwälzung der gesamten Nährlösung wird die Differenz der Konzentration zwischen den einzelnen Stellen der Nährlösung im Kessel auf ein Minimum herabgesetzt, sodass die Nährlösung praktisch überall die gleiche Konzentration aufweist. Da der mikro-biologische Prozess in einer verhältnismässig verdünnten Nährlösung stattfindet, ist durch diese Ausgeglichenheit der Konzentration die Durchschnittskonzentration gegenüber den bekannten Fermentern mit an den verschiedenen Stellen der Nährlösung stark unterschiedlicher Konzentration überlegen. Dasselbe gilt hinsichtlich der ausgeglichenen Temperatur, welche durch die intensive Umwälzung der Nährlösung sowie insbesondere durch die starke Verteilung beim Ueberfall über die Kante 23 gefördert wird, was imübrigen auch bezüglich der Homogenität der Nährlösung hinsichtlich aller anderen Faktoren der Fall ist, wie insbesondere die gute Durchmischung und der vorzügliche Sauerstoffübergang von der Luft in die Flüssigkeit.
Nach Erreichung der gewünschten Konzentration wird die Nährlösung durch die an die Bodenöffnung lo angeschlossene, nicht dargestellte Leitung im gewünschten Ausmasse abgezogen und durch Einfüllen neuer Nährlösung durch die Zuleitung im Deckel 3 ersetzt.
Es ist auch möglich, statt dessen kontinuierlich zu arbeiten, indem nach Erreichen der gewünschten Konzentration durch die Bodenöffnung lo ein kontinuierlicher Abzug an angereicherter Lösung stattfindet sowie durch die Zuleitung im Deckel eine gleiche Menge frischer Nährlösung zugeführt wird, wobei sich gegenüber dem diskontinuierlichen Prozess wegen der Ersparnis der Zeit für das Auslassen des Konzentrates und des Einfüllens der neuen Charge eine entsprechend höhere Leistung erzielen lässt, ausserdem ein schaftlicheres Arbeiten auch wegen Arbeitsersparnis, möglich ist, da der kontinuierliche Betrieb nur noch einer blossen Ueberwachung bedarf.

Claims

S ch u t z a n s p r ü c h e : 1. Fermenter, insbesondere zur Züchtung von Mikro-Organismen der Aeroben-Typen, der einen aufrechtstehenden Kessel aufweist, in dessen unterem zentralen Teil ein an eine Luftzufuhrleitung angeschlossener Verteiler angeordnet ist, unter dem sich eine motorisch antreibbare Bewegungseinrichtung für den flüssigen Kesselinhalt befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel (1) unterhalb des Luftverteiler (14) eine halsartige Verengung (19) aufweist, in welcher sich die als Schaufelrad (all) mit vertikaler von aussen antreibbarer Achse ausgebildete Flüssigkeitsbewegungseinrichtung befindet, und dass der unterhalb dieser Verengung befindliche Kesselendteil als Umlenkeinrichtung der ausströmenden Flüssigkeit in einen aus einem bis in eine vorbestimmte Höhe hinaufreichenden, unten und oben offenen Doppelmantel (21) bestehenden zylindrischen Ringraum (2o) ausgebildet ist.
2. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelmantel (21) bis oberhalb des vorbqstimmten Flüssigkeitsniveaus des Kessels geführt ist, sodass das Oberende des Innenmantels (22) eine Ueberfall-,

kante (23) für die aus dem Ringraum (2o) austretende Flüssigkeit bildet.
3. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (20) auf der Aussenseite durch den Kesselmante (6) begrenzt ist.
4. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (22) des Ringraumes (20) am Aussenrand eines im unteren Kesselteil angeordneten, ringförmigen Verdrängerkörpers (12) sitzt, der die zentrale Kesselverengung (19) bildet und mit seiner Unterseite den Flüssigkeitsumlenkungsraum nach oben begrenzt-
5. Fermenter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverteiler (14) mittels stützen ( auf dem Verdrängerkörper (12) sitzt.
6. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelrad (11) auf einem Support (8) <.-gelagert ist, der sich auf der Aussenseite (24) nach unten im Sinne einer stetigen seitlichen Umlenkung der aus dem Schaufelrad (11) austretenden Flüssigkeit erweitert. ,
7. Fermenter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (8) dichtschliessend in eine zentrale Oeffnung des Kesselbodens (7) eingesetzt ist.
8. Fermenter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Kesselbodens (7) stetig in die Aussenseite (24) des Supports (8) übergeht, und der Unterseite (25) des Verdrängerkörpers (12) angepasst schräg nach oben und aussen verläuft.
9. Fermenter nach den Ansprüchen 4,6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen der Supportaussenseite (24) sowie der Unterseite (25) des Vorderengerkörpers (12) und der Oberseite des Kesselbodens (1) derart gestaltet ist, dass die Geschwindigkeit des von innen nach aussen durchströmenden Mediums vorerst stetig zu-und als@ann bis zum Eintritt in den Ringraum (20) stetig abnimmt. lo Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (2o) auf der Aussenseite von einem Wärmeaustauscher (26) umgeben ist.