[go: up one dir, main page]

DE19620040A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit

Info

Publication number
DE19620040A1
DE19620040A1 DE19620040A DE19620040A DE19620040A1 DE 19620040 A1 DE19620040 A1 DE 19620040A1 DE 19620040 A DE19620040 A DE 19620040A DE 19620040 A DE19620040 A DE 19620040A DE 19620040 A1 DE19620040 A1 DE 19620040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
container
liquid
air
nitrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19620040A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19620040C2 (de
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suedmo Holding GmbH
Original Assignee
SUEDMO SCHLEICHER AG 73469 RIESBUERG DE
SUEDMO SCHLEICHER AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUEDMO SCHLEICHER AG 73469 RIESBUERG DE, SUEDMO SCHLEICHER AG filed Critical SUEDMO SCHLEICHER AG 73469 RIESBUERG DE
Priority to DE19620040A priority Critical patent/DE19620040C2/de
Publication of DE19620040A1 publication Critical patent/DE19620040A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19620040C2 publication Critical patent/DE19620040C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2331—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2331—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
    • B01F23/23311—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements through a hollow stirrer axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
    • B01F23/23362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced under the stirrer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
    • B01F23/23364—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced between the stirrer elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 
    • B01F27/902—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms  cooperating with intermeshing elements fixed on the receptacle walls
    • B01F27/9021—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms  cooperating with intermeshing elements fixed on the receptacle walls the elements being vertically arranged, e.g. fixed on the bottom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1125—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/191—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with similar elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit durch Zuführen des Gases aus einer Gasquelle und Einleiten des Gases in die Flüssigkeit über eine permeable Einrichtung.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit, mit einem Rohr zum Hindurchleiten der Flüssigkeit und mit einem mit einer Gasquelle verbundenen Körper mit einer permeablen Einrichtung zum Einleiten des Gases in die Flüssigkeit.
Ein Anwendungsfall des Verfahrens und der Vorrichtung der vor­ genannten Art ist z. B. die Begasung von Lebensmitteln verschie­ denster Art. Bei der Herstellung von Bier muß der sogenannten Würze Luft zugeführt werden, damit der Gärprozeß stattfinden kann. Zu diesem Zweck wird als Gasquelle eine Druckluftquelle eingesetzt, die über poröse Körper, z. B. poröse Steine, welche als permeable Einrichtung in der Wandung eines Rohres vorgese­ hen sind, in die Flüssigkeit gedrückt wird. Nachteilig ist, daß man mit solchen porösen Körpern die Bläschengröße des Gases nicht definieren kann, weil die Bläschengröße einmal druckab­ hängig ist, d. h., wenn der Luftdruck bedeutend höher ist als der Flüssigkeitsdruck, werden die Bläschen nach dem Austreten aus dem porösen Körper groß, wenn dagegen der Luftdruck relativ niedrig ist, also keine große Druckdifferenz zwischen Luft und Flüssigkeit vorhanden ist, treten nur wenige Bläschen aus oder gar keine.
Ein weiterer Anwendungsfall der eingangs genannten Vorrichtung ist im Stand der Technik beispielsweise das Eintragen von CO₂ in Mineralwasser. Noch ein weiterer Anwendungsfall, in welchem Gas in Flüssigkeit eingetragen wird, ist die Belüftung von Ab­ wässern in Kläranlagen oder die Belüftung von Wasser in Tei­ chen, Seen oder Flüssen.
Im Stand der Technik ist der Wirkungsgrad des Eintragens von Luft relativ schlecht. Wenn man z. B. eine Druckdifferenz von 5 bar zwischen Flüssigkeit und Gasquelle hat, also wenn z. B. die Gasquelle einen Druck von 10 bar und die Flüssigkeit in dem Rohr einen Druck von 5 bar hat, die Druckdifferenz somit 5 bar beträgt und dann ein Gasbläschen aus einer Pore des porösen Körpers in die Flüssigkeit austritt, dann vergrößert sich das mit 10 bar zugeführte Gasbläschen in der Flüssigkeit, weil dort nur ein Druck von 5 bar herrscht, in seiner Größe und wird eine relativ große Gasblase. Das setzt sich Bläschen für Bläschen fort, so daß in der Flüssigkeit schließlich große Gasblasen vorhanden sind und somit die Fläche, an der Luft und Flüssig­ keit miteinander in Berührung sind, relativ klein ist. Es wäre viel vorteilhafter, viel mehr kleine Bläschen in der Flüssig­ keit und dadurch eine viel größere Oberfläche zu haben. Das ist aber mit den genannten porösen Körpern nicht erreichbar. Weiter ist im Stand der Technik nachteilig, daß die Zufuhr von Druck­ luft auch die Zufuhr eines relativ großen Stickstoffanteils bedeutet. Wollte man im Stand der Technik den Sauerstoffanteil der zugeführten Druckluft erhöhen, dann müßte man zusätzlich mit Sauerstoffflaschen arbeiten und mit einem Mischer, der dann dosiert Sauerstoff in die Druckluft einleiten würde. Das ist aber nicht üblich, weil es zu aufwendig und zu gefährlich wäre. Gefährlich würde z. B. bei der Herstellung von Bier bei dem Gär­ prozeß der Würze bedeuten, daß, wenn ein zu hoher Sauerstoffan­ teil gewählt werden würde, die Hefebakterien absterben würden (Sauerstoff würde hier sozusagen keimtötend wirken) oder daß der Oxidationsprozeß, durch den bei der Gärung CO₂ gebildet wird, zu schnell vonstatten gehen würde.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit zu schaffen, die gestatten, in der Flüssigkeit die Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit wesentlich zu vergrößern und dabei als Gas Luft mit einstellbarem Stickstoffgehalt einzusetzen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art erfindungsgemäß durch die Schritte gekennzeichnet:
  • a) Zuführen von Gas in Form von Luft mit einstellbarem Gehalt an Stickstoff,
  • b) Impulsweises Einleiten des Gases in einen in der Flüssigkeit schnell rotierenden Rotationskörper mit mindestens einer fein­ sten Bohrung als permeabler Einrichtung, und
  • c) Austretenlassen des Gases aus der feinsten Bohrung in die Flüssigkeit.
Weiter ist zur Lösung dieser Aufgabe eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle eine Luftquelle ist und mit einer Einrichtung zum Einstellen des Stickstoffgehalts der Luft versehen ist,
daß an einem Einlaß des Körpers eine Ventileinrichtung zum im­ pulsweisen Einlassen des Gases in den Körper angeordnet ist,
daß der Körper ein durch einen Motor in schnelle Drehung ver­ setzbarer Rotationskörper ist, und
daß der Rotationskörper als permeable Einrichtung für den Aus­ tritt des Gases in die Flüssigkeit wenigstens eine feinste Boh­ rung hat.
Erfindungsgemäß wird nicht wie im Stand der Technik einfach Druckluft zugeführt, sondern es wird ein Gas in Form von Luft mit einstellbarem Gehalt an Stickstoff zugeführt. Der Stick­ stoffgehalt ist dabei auf einen Wert einstellbar, der wesent­ lich niedriger als der Stickstoffgehalt von atmosphärischer Luft ist. Die erfindungsgemäß zugeführte Luft ist also, mit an­ deren Worten, eine sauerstoffreiche Luft. Weiter wird erfin­ dungsgemäß durch das impulsweise Einleiten des Gases dessen Zu­ fuhr in die Flüssigkeit dosiert (wenn mehr Flüssigkeit vorhan­ den ist, werden mehr Impulse gewählt). Durch das erfindungsge­ mäße Austretenlassen des Gases aus mindestens einer feinsten Bohrung des Rotationskörpers in die Flüssigkeit bildet sich zwar ebenfalls ein Gasbläschen, das die Tendenz hat, sich zu vergrößern, durch den schnell rotierenden Rotationskörper, in dessen Nähe sich das Gasbläschen bildet, wird das Gasbläschen jedoch in eine Vielzahl feinster Gasbläschen aufgeteilt, mit dem Effekt, daß eine größere Übergangs- oder Grenzfläche zwi­ schen Flüssigkeit und Gas erzeugt wird als im Stand der Tech­ nik.
Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung der Stickstoffgehalt der Luft mit Hilfe eines durch einen Verdichter gesteuerten Zeolith-Festbettes eingestellt wird, läßt sich auf einfache Weise der Sauerstoffgehalt des der Flüssigkeit zugeführten Gases einstellen, und zwar ohne die Gefahr, daß zuviel oder zu­ wenig Sauerstoff in die Flüssigkeit eingeleitet wird.
In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Stick­ stoffgehalt der Luft maximal auf etwa 20% einstellbar, so daß die Luft im übrigen Sauerstoff und die üblichen Bestandteile von atmosphärischer Luft enthält.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Eintragen von Gas in Flüssigkeit zum Teil schematisch und zum Teil in Schnittdarstellung.
Eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Eintragen von Gas in Flüssigkeit besteht im wesentlichen, wenn zunächst deren Hauptkomponenten betrachtet werden, aus einem Rohrstück 10, das mit zwei Anschlußflanschen 12, 14 versehen ist und in dem ein Rotationskörper 16 über eine Hohlwelle 18 mittels eines Motors 20 (z. B. ein Elektromotor) in schnelle Drehung versetzbar ist. Die Hohlwelle 18 ist von einer Ventileinrichtung 22 umgeben, die die Zufuhr von Gas aus einer Zufuhrleitung 24 in eine Längsbohrung 26 der Hohlwelle impulsweise steuert. Am anderen Ende ist die Zufuhrleitung 24 mit einer insgesamt mit 28 be­ zeichneten Gasquelle verbunden. Das Rohrstück 10 ist mit An­ schlußflanschen 12, 14 in einen Flüssigkeitskreislauf (nicht dargestellt) geschaltet. Das Rohrstück 10 wird von Flüssigkeit durchströmt, der Gas zugeführt werden soll.
Eine Seitenwand 30 des Rohrstückes 10 ist kuppelförmig ausge­ bildet und trägt ein Gehäuse 32, in welchem die Ven­ tileinrichtung 22 angeordnet ist. Auf das Gehäuse 32 ist der Motor 20 wie dargestellt aufgeflanscht. Eine Abtriebswelle 34 des Motors 20 ist mit einem Ende der Hohlwelle 18 gekuppelt, die am anderen Ende den Rotationskörper 16 in Form einer an sich bekannten Kavitationsscheibe (siehe z. B. DE 42 23 434 C1) mit Öffnungen 17 trägt. Die Längsbohrung 26 der Hohlwelle 18 führt von einer Eintrittsbohrung 36 bis zu einer Austrittsboh­ rung 38. Letztere ist eine feinste Bohrung mit einem Durchmes­ ser von beispielsweise 1/10 mm. Im dargestellten Beispiel ist eine Austrittsbohrung 38 als permeable Einrichtung vorgesehen, bevorzugt können aber bis zu vier derartige Bohrungen verwendet werden. Jede Austrittsbohrung mündet direkt an der Oberfläche des Rotationskörpers 16.
Die Ventileinrichtung 22 weist einen Drehschieber 40 auf, der einen Umfangsschlitz 42 hat und mit der Hohlwelle 18 drehfest verbunden ist. Die Eintrittsbohrung 36 mündet in den Umfangs­ schlitz 42, der sich beispielsweise über eine Bogenlänge von 120° erstreckt. Der Drehschieber 40 ist von einem feststehenden Ring 44 umgeben, welcher am Umfang eine Bohrung 46 aufweist, bei der es sich um eine radiale Durchgangsbohrung handelt. Die Durchgangsbohrung 46 empfängt Gas über die Zufuhrleitung 24 aus der Gasquelle 28, die nun näher betrachtet wird.
Die Gasquelle 28 umfaßt ein Zeolith-Festbett in Form eines mit Zeolith gefüllten Behälters 60. Mit einer Austrittsöffnung 62 des Behälters 60 ist über eine Leitung 64 mit einem Rückschlag­ ventil 66 ein Speicherbehälter 68 verbunden. Eine Austrittsöff­ nung 69 des Speicherbehälters 68 führt über eine Leitung 67 zu einer Druckerhöhungspumpe 70, deren Ausgang 72 über die Zufuhr­ leitung 24 mit dem Rohrstück 10 verbunden ist.
Der Behälter 60 wird durch einen Verdichter 4 wahlweise über eine Leitung 76 mit Druckluft oder über eine Leitung 78 mit Un­ terdruck beaufschlagt. Die Umschaltung zwischen den Leitungen 76 und 78 erfolgt durch ein Mehrwegeventil 80. Das Mehrwegeven­ til 80 kann ein Magnetventil oder ein druckgesteuertes Ventil sein.
Der Verdichter 74 hat eine Einlaßleitung 82 mit einem Ma­ gnetventil 84 und eine Auslaßleitung 86, die die Druckseite des Verdichters mit einem Eingang des Mehrwegeventils 80 verbindet. Das Mehrwegeventil 80 hat einen Anschluß für die Leitung 76 und einen Anschluß für die Leitung 78. Außerdem ist die Einlaßlei­ tung 82 über eine Bypassleitung 88 mit noch einem weiteren An­ schluß des Mehrwegeventils 80 verbunden. Die Bypassleitung ent­ hält ein Magnetventil 90, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Gasquelle 28 wird (durch eine nicht dargestellte Steuerein­ richtung) folgendermaßen gesteuert:
Das Magnetventil 84 wird geöffnet, der Verdichter 74 saugt Luft über die Einlaßleitung 82 an, verdichtet sie und gibt Druckluft über die Auslaßleitung 86, das entsprechend eingestellte Mehr­ wegeventil 80 und die Leitung 76 an den Behälter 60 ab. Der darin enthaltene Zeolith hat die Eigenschaft, den Luftstick­ stoff zu adsorbieren, so daß der Sauerstoff in dem Zeolith- Festbett freigesetzt wird. Dieser Sauerstoff gelangt über die Leitung 64 in den Speicherbehälter 68, welcher ebenfalls Zeo­ lith enthält, um das Speichervolumen zu vergrößern. Der Zeolith lagert nämlich den Sauerstoff an seiner Oberfläche an und ver­ größert dadurch das Sauerstoffaufnahmevolumen. Bei Bedarf wird über die Druckerhöhungspumpe 70 dieser Sauerstoff über die Zufuhrleitung 24 zu dem Rohrstück 10 geleitet. Der Adsorptions­ prozeß in dem Zeolith in dem Behälter 60 setzt sich fort, bis der Zeolith mit Stickstoff gesättigt ist. Ein Sensor 63, der an dem Auslaß 62 angeordnet ist, erkennt, wenn statt Sauerstoff auch Stickstoff von dem Behälter 60 abgegeben wird, was bedeu­ tet, daß der Zeolith mit Stickstoff gesättigt ist. Das Aus­ gangssignal des Sensors 63 wird in einer nicht dargestellten Steuereinrichtung benutzt, um das Ventil 84 in der Einlaßlei­ tung 82 zu schließen und die Auslaßleitung 86 des Verdichters 74 mit der Leitung 78 durch Umschalten des Mehrwegeventils 80 zu verbinden. Der Verdichter 74 arbeitet nun als Saugpumpe, denn er saugt über die Leitung 78 Stickstoff aus dem Behälter 60 ab und leitet ihn über eine nicht dargestellte Entlüf­ tungsbohrung in dem Mehrwegeventil 80 in die Umgebung. Das Ma­ gnetventil 90 ist zuvor ebenfalls geöffnet worden, als das Ma­ gnetventil 84 geschlossen wurde. Während der Periode, während der der Stickstoff aus dem Behälter 60 abgepumpt und ins Freie geleitet wird, wird der Sauerstoff aus dem Behälter 68 über die Zufuhrleitung 24 dem Rohrstück 10 zugeführt. Durch den als Saugpumpe arbeitenden Verdichter 74 wird in dem Behälter 60 ein derart starker Unterdruck erzeugt, daß der Stickstoff aus dem Zeolith-Festbett desorbiert wird. Nach einer einstellbaren Zeitspanne erfolgt wieder die Umschaltung der Ventile 84, 90 und 80, so daß sich der zuvor beschriebene Vorgang des Adsor­ bierens von Stickstoff in dem Behälter 60 wiederholt.
Der Sensor 63 am Ausgang 62 des Behälters 60 ist beispielsweise auf einen maximalen Stickstoffanteil von 20% in dem dort aus­ tretenden Gas eingestellt. Der Zyklus des Verdichtens dauert daher so lange, bis diese 20% Stickstoff erreicht sind. Danach erfolgt das Umschalten wie vorstehend geschildert. Statt des Sensors 63 könnte auch auf der Basis von empirischen Werten über ein Zeitglied (nicht dargestellt) die Dauer des Stickstof­ fadsorptionsvorganges festgelegt werden.
Der Sauerstoff (genauer gesagt das sauerstoffreiche Gas, denn in dem Gas können bis zu 20% Stickstoff enthalten sein), der über die Zufuhrleitung 24 zu der Radialbohrung 46 und über diese in den Umfangsschlitz 42 gelangt, wird von dem Umfangs­ schlitz solange über die Bohrung 36 in die Längsbohrung 26 der Hohlwelle 18 eingelassen, wie die Bohrung 46 mit dem Umfangs­ schlitz 42 Verbindung hat. Sobald sich der Umfangsschlitz 42 von der Bohrung 46 wegbewegt hat, ist die Sauerstoffzufuhr in die Längsbohrung 26 unterbrochen. In dieser Zeit bildet sich in der Leitung 24 ein Überdruck aus, der in der Längsbohrung 26 einen Druckstoß verursacht, sobald der Umfangsschlitz 42 wieder mit der Bohrung 46 in Verbindung kommt. Diese Druckstöße trei­ ben den Sauerstoff über die Bohrung 38 in die Flüssigkeit. Der Sauerstoff tritt aus der Bohrung 38 als Bläschen in die Flüs­ sigkeit aus, das sich an der Oberfläche des Rotationskörpers 16 in Richtung radial nach außen bewegt. Durch den schnell rotie­ renden Rotationskörper 16 wird dieses Bläschen in eine Vielzahl feinster Bläschen zerteilt, um die Grenzfläche zwischen Sauer­ stoff und Flüssigkeit zu vergrößern. Die Flüssigkeit wird durch den Rotationskörper 16 ständig umgewälzt, so daß eine innige Vermischung zwischen den feinsten Sauerstoffbläschen und der Flüssigkeit stattfindet. Die Flüssigkeitsumwälzung ist durch einen Pfeil 92 angedeutet, und der Sauerstoffaustritt aus der Bohrung 38 ist durch radiale Pfeile 94 und 96 angedeutet. Die Flüssigkeit wird durch eine nicht dargestellte Pumpe dem Rohr­ stück 10 zugeführt. In Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl wird die Drehzahl des Motors 20 eingestellt. Je mehr Flüssigkeit durch die Pumpe zugeführt wird, um so schneller dreht sich der Motor 20. Über den Druck kann man die Menge des Gases definie­ ren, und zwar über den Druck, der von der Druckerhöhungspumpe 70 aufgebaut wird. Wenn diese schneller läuft und mehr Gas in die Zufuhrleitung 24 gefördert wird, erhöht sich der Druck, weil jeweils die Ventileinrichtung 22 schließt. Der Druck wird also mit der Druckerhöhungspumpe 70 eingestellt, und den Aus­ tritt des Gases regeln die "Drehimpulse" der Ventileinrichtung 22. Wenn mehr Sauerstoff gebraucht wird, werden mehr Impulse erzeugt, indem die Drehzahl des Motors 20 erhöht wird. Das Rohrstück 10 und der Motor 20 sowie sämtliche Aggregate der Gasquelle 28 bilden eine kompakte Einheit.
Für den Einsatz in Brauereien sind die hier beschriebene Vor­ richtung und das hier beschriebene Verfahren besonders ge­ eignet. Sie eignen sich aber auch für den Einsatz bei Kläranla­ gen, weil der Klärschlamm, der im Wasser mit transportiert wird und eine höhere Dichte hat, bei dem Durchlaufen des Rohres durch die Zirkulationsbewegung darin und durch das feinste Nu­ kleieren sehr gut durchlüftet werden kann. Das ist bedeutend günstiger als bei den heutigen Verfahren, bei denen Propeller an der Oberfläche zum Belüften eingesetzt werden. Damit kann auch die Kapazität einer Kläranlage erhöht werden. Es werden auch keine allzu großen Absetzbecken benötigt, sondern es genü­ gen z. B. Rohrleitungen, die mehrfach so wie hier für das Rohr­ stück 10 beschrieben ausgestaltet sind und ausreichen, um den Abbau organischer Substanz durch Zufuhr von Luft mit relativ hohem Sauerstoffgehalt zu beschleunigen. Der Vorteil ist, daß, wenn der Klärschlamm in Schwebe gehalten wird, z. B. in einem Rohrsystem, der Abbau von organischer Substanz erreicht werden kann, weil der feinst durchmischte und belüftete Klärschlamm viel Sauerstoff aufnehmen kann.
Das dem Rohrstück 10 zugeführte Gas ist, wie obige Darlegungen gezeigt haben, Luft mit einstellbarem Gehalt an Stickstoff. Dieses Gas könnte auch als Luft mit einstellbarem Gehalt an Sauerstoff und/oder als Luft mit einstellbarem Gehalt an Sauer­ stoff und Stickstoff bezeichnet werden. Ausgangspunkt für die Gasherstellung ist aber, wie obige Darlegungen ebenfalls ge­ zeigt haben, Druckluft, deren Stickstoffgehalt in dem Behälter 60 gegenüber dem üblichen Stickstoffgehalt von atmosphärischer Luft von ca. 78% auf einen Wert in einem Bereich von bis zu 20% Stickstoff reduziert wird. Der Behälter liefert an dem Auslaß 62 im wesentlichen Sauerstoff, welcher in dem Speicherbehälter 68 gespeichert wird. Dieses sauerstoffreiche Gas kann bis zu 20% Stickstoff enthalten. Das über die Zufuhrleitung 24 der Flüssigkeit in dem Rohrstück 10 zugeführte Gas kann also eben­ falls bis zu 20% Stickstoff enthalten, im Unterschied zu atmosphärischer Luft, die bis zu 78% Stickstoff enthalten kann.

Claims (16)

1. Verfahren zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit durch Zuführen des Gases aus einer Gasquelle und Einleiten des Gases in die Flüssigkeit über eine permeable Einrichtung, gekenn­ zeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Zuführen von Gas in Form von Luft mit einstellbarem Gehalt an Stickstoff,
  • b) impulsweises Einleiten des Gases in einen in der Flüssigkeit schnell rotierenden Rotationskörper mit mindestens einer fein­ sten Bohrung als permeabler Einrichtung, und
  • c) Austretenlassen des Gases aus der feinsten Bohrung in die Flüssigkeit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffgehalt der Luft mit Hilfe eines durch einen Verdich­ ter gesteuerten Zeolith-Festbettes eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoffgehalt der Luft maximal auf etwa 20% einstellbar ist, so daß die Luft im übrigen Sauerstoff und die üblichen Be­ standteile von atmosphärischer Luft enthält.
4. Vorrichtung zum Eintragen von Gas in eine Flüssigkeit, mit einem Rohrstück (10) zum Hindurchleiten der Flüssigkeit und mit einem mit einer Gasquelle (28) verbundenen Körper (16, 18) mit einer permeablen Einrichtung zum Einleiten des Gases in die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (28) eine Luftquelle ist und mit einer Einrichtung (60, 68, 70, 74, 80) zum Einstellen des Stickstoffgehalts der Luft versehen ist, daß an einem Einlaß (36) des Körpers (16, 18) eine Ventilein­ richtung (22) zum impulsweisen Einlassen des Gases in den Kör­ per (16, 18) angeordnet ist, daß der Körper (16, 18) ein durch einen Motor (20) in schnelle Drehung versetzbarer Rotationskör­ per ist, und daß der Rotationskörper (16, 18) als permeable Einrichtung für den Austritt des Gases in die Flüssigkeit we­ nigstens eine feinste Bohrung (38) hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (16, 18) eine an einem Ende einer Hohlwelle (18) befe­ stigte Kavitationsscheibe (16) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (18) an ihrem anderen Ende in einer Seitenwand (30) des Rohrstückes (10) drehbar gelagert und mit der Ventilein­ richtung (22) versehen ist, mittels welcher eine Verbindung zwischen einer Zufuhrleitung (24) für das aus der Gasquelle (28) zugeführte Gas und einer Längsbohrung (26) der Hohlwelle (18) herstellbar und unterbrechbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (22) einen Drehschieber (40) aufweist, der einen Umfangsschlitz (42) hat und mit der Hohlwelle (18) dreh­ fest verbunden ist, daß der Einlaß (36) des Körpers (16, 18) eine Eintrittsbohrung (36) ist, die einerseits mit der Längs­ bohrung (26) verbunden ist und andererseits in den Umfangs­ schlitz (42) mündet, und daß der Umfangsschlitz bei Drehung der Hohlwelle (18) mit der Zufuhrleitung (24) in Verbindung bring­ bar ist, so daß über die Zufuhrleitung (24) zugeführtes Gas in den Körper (16, 18) gelangt, so lange bei der Drehung der Hohl­ welle (18) der Umfangsschlitz (42) mit der Zufuhrleitung (24) in Verbindung ist, in der übrigen Zeit hingegen in der Zufuhr­ leitung (24) gesammelt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (28) ein Zeolith-Festbett in Form eines mit Zeolith gefüllten Behälters (60) umfaßt, der eine Austrittsöffnung (62) hat, an die ein Speicherbehälter (68) angeschlossen ist, wel­ cher seinerseits eine Austrittsöffnung (69) hat, über die er mit dem Körper (16, 18) verbindbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (69) des Speicherbehälters (68) durch eine Leitung (67, 24) mit dem Körper (16, 18) verbunden ist, welche eine Druckerhöhungspumpe (70) enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle (28) eine Einrichtung aufweist, über die der Behälter (60) wahlweise mit Druckluft oder mit Unterdruck beaufschlagbar ist, um in dem Zeolith-Festbett des Behälters (60) Stickstoff zu adsorbieren bzw. zu desorbieren zur Erzeu­ gung von sauerstoffreichem Gas, das in dem Speicherbehälter (68) speicherbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, mit der der Behälter (60) mit Druckluft oder Unterdruck beaufschlagbar ist, ein Verdichter (74) ist, dessen Druckseite und Saugseite mittels steuerbarer Ventile so steuer­ bar sind, daß dem Behälter Druckluft zuführbar ist oder daß aus dem Behälter mittels Unterdruck Stickstoff entnehmbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite des Verdichters (74) über ein Mehrwegeventil (80) an eine zu dem Behälter (60) führende Druckluftleitung (76) oder an eine von dem Behälter (60) über das Mehrwegeventil (80) in die Atmosphäre führende Unterdruckleitung (78) an­ schließbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verdichter (74) eine Einlaßleitung (82) mit einem Magnetventil (84) aufweist und daß zwischen dem Magnetventil (84) und dem Verdichter (74) eine Bypassleitung angeschlossen ist, die ein weiteres Magnetventil (90) enthält und zu dem Mehrwegeventil (80) führt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stickstoffgehalt des in dem Speicherbe­ hälter (68) speicherbaren sauerstoffreichen Gases mit Hilfe ei­ nes an der Austrittsöffnung (62) des Behälters (60) vorgese­ henen Sensors (63) einstellbar ist, mit welchem der Stickstoff­ gehalt des Gases erfaßbar ist, so daß der Behälter (60) von Stickstoffadsorption auf Stickstoffdesorption umschaltbar ist, sobald der Sensor (63) bei einem bestimmten Stickstoffgehalt das Erzeugen eines Umschaltsignals bewirkt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltsignal erzeugt wird, wenn der Sensor (63) 20% Stickstoffgehalt meldet.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich­ net, daß statt des Sensors (63) ein Zeitglied vorgesehen ist, mittels welchem der Behälter (60) von Stickstoffadsorption auf -desorption nach einer einstellbaren Zeitspanne umschaltbar ist.
DE19620040A 1996-05-17 1996-05-17 Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen eines Gases in eine Flüssigkeit Expired - Fee Related DE19620040C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19620040A DE19620040C2 (de) 1996-05-17 1996-05-17 Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen eines Gases in eine Flüssigkeit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19620040A DE19620040C2 (de) 1996-05-17 1996-05-17 Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen eines Gases in eine Flüssigkeit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19620040A1 true DE19620040A1 (de) 1997-11-20
DE19620040C2 DE19620040C2 (de) 1998-06-10

Family

ID=7794650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19620040A Expired - Fee Related DE19620040C2 (de) 1996-05-17 1996-05-17 Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen eines Gases in eine Flüssigkeit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19620040C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001049388A1 (en) * 1999-12-30 2001-07-12 Outokumpu Oyj Device for a flotation machine
DE102015107116A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 VERINVER Vermögens-lnnovations-Verwaltungs GmbH Mischeinrichtung
CN116182488A (zh) * 2021-11-26 2023-05-30 青岛海尔电冰箱有限公司 应用于气泡水组件的混合组件及具有其的冰箱

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015208694A1 (de) * 2015-05-11 2016-11-17 Akvolution Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Gasblasen in einer Flüssigkeit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223434C1 (de) * 1992-07-16 1993-11-18 Ppv Verwaltungs Ag Zuerich Scheibenförmiges Mischwerkzeug
WO1994002234A1 (en) * 1992-07-16 1994-02-03 Noranda Inc. Rotary gas injector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223434C1 (de) * 1992-07-16 1993-11-18 Ppv Verwaltungs Ag Zuerich Scheibenförmiges Mischwerkzeug
WO1994002234A1 (en) * 1992-07-16 1994-02-03 Noranda Inc. Rotary gas injector

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001049388A1 (en) * 1999-12-30 2001-07-12 Outokumpu Oyj Device for a flotation machine
EA003357B1 (ru) * 1999-12-30 2003-04-24 Оутокумпу Ойй Устройство для флотационной машины
DE102015107116A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 VERINVER Vermögens-lnnovations-Verwaltungs GmbH Mischeinrichtung
DE102015107116B4 (de) 2015-05-07 2023-06-15 VERINVER Vermögens-lnnovations-Verwaltungs GmbH Mischeinrichtung
CN116182488A (zh) * 2021-11-26 2023-05-30 青岛海尔电冰箱有限公司 应用于气泡水组件的混合组件及具有其的冰箱

Also Published As

Publication number Publication date
DE19620040C2 (de) 1998-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2507698C2 (de) Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit
DE2627106A1 (de) Vorrichtung zum bilden einer pulverschicht auf der oberflaeche eines gegenstandes
DE10105118A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten eines Gases in ein Gewässer
DE2835709A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum loesen von luft in wasser und anschliessendes entspannen des wassers in flotationsanlagen
EP0006597B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Belüftung von Wasser
DE19620040C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Eintragen eines Gases in eine Flüssigkeit
DE2216917B2 (de) Vorrichtung zum Lösen von Sauerstoff in Wasser
DE1928708A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur UEberfuehrung von Stoffen,vorzugsweise durch eine selektiv durchlaessige Membran hindurch
DE4405961C2 (de) Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit
DE2353469B2 (de) Verfahren zur aufbereitung eines lackwasser-gemisches in lackieranlagen
EP0379121B1 (de) Verfahren und Anlage zur Dekontaminierung von Schadstoffe enthaltendem Erdreich,Schlämmen, Bauschutt oder dergleichen
DE2508321A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur schnellkompostierung von organischen abfallstoffen
DE2708653B2 (de) Anlage zur Behandlung von pumpfähigem Abfallstoff
DE3800613A1 (de) Vorrichtung zur behandlung von wasser
DE2400792C3 (de) Sorptionspumpvorrichtung
DE2746648A1 (de) Tropfkoerperverfahren zur reinigung von fluessigkeiten und abgasen im zusammenwirken mit der zufuehrung von gasfoermigem sauerstoff
DE2452295B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser
DE4123354C1 (en) Mobile water-aerating or oxygenating equipment - includes delivery pipe with distribution having vertical pipe rotatable about bearing by water streams
DE102021100863A1 (de) Verfahren zum Befüllen von pneumatischen Pressen sowie pneumatische Presse zur Durchführung des Verfahrens
DE2849824C2 (de)
DE3640964A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einbringen von luft und/oder sauerstoff in belebungsbecken bei der abwasserreinigung und zur belueftung von seen, teichen und fluessen
EP0638372A1 (de) Gerät zum Injizieren von Gasen in Böden
EP1188721A1 (de) Verfahren zum Aufbereiten von Wasser sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3126801A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum beschicken von druckfiltrationsanlagen mit schlaemmen
AT7560U1 (de) Vorrichtung zur sauerstoff-anreicherung von trinkwasser

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SUEDMO HOLDING GMBH, 73469 RIESBUERG, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee