DE2548441A1

DE2548441A1 - Verfahren und einrichtung zur bekaempfung von schaum

Info

Publication number: DE2548441A1
Application number: DE19752548441
Authority: DE
Inventors: Heinrich Lehmann
Original assignee: STRAHLEN UMWELTFORSCH GmbH
Current assignee: STRAHLEN UMWELTFORSCH GmbH
Priority date: 1975-10-29
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1977-05-05

Description

Verfahren und Einrichtung zur Bekämpfung von Schaum.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Bekämpfung von Schaum in einem belüfteten Fermentergefäß, in dem bei der Züchtung von Mikroorganismen Schaum entsteht und der störende Schaum mit chemischen und/oder mechanischen Hilfsmitteln zerstört wird.
Bei bekannten Verfahren wird der Schaum in den Fermentergefäßen durch Zusatz von Antischaummittel (chemische Schaumbekämpfung) oder durch mechanische Schaumzerstörer im Fermentergefäß direkt zerstört (H.-J. Rehm,"Einführung in die Industrielle Mikrobiologie", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1971).
Diese Schaumzerstörungsarten weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie innerhalb des Fermentergefäßes erfolgen. Dieses führt bei der chemischen Schaumbekämpfung dazu, daß die zugesetzten Antischaummittel durch die Mikroorganismen selbst, je nach Mikroorganismen und Antischaummitel natürlich, inaktiviert werden können und/oder die Aufarbeitung des Fermentationsproduktes behindern, da sie nach Gebrauch wieder schwer von der Fermenterflüssigkeit abtrennbar sind.
Bei der mechanischen Schaumbekämpfung im Fermentergefäß mit z.B.
bekannten Schaumzentrifugen wird das Nutzvolumen des Fermentergefäßes aufgrund des Platzbedarfs der Zentrifuge herabgesetzt.
Die erforderliche Anbringung am Fermenter-Kopfteil, der Schaum steigt an die Oberfläche der Fermenterflüssigkeit, behindert die Einführung von Sonden und Elektroden in das Fermentergefäß, die z.B. für die Füllstandsmessung gebraucht werden. Der nachträgliche außerdem Einbau der Schaumzentrifugen in Fermenteranlagen ist/sehr kostspielig. Jedes Fermentergefäß benötigt aber eine Schaumzerstörungsvorrichtung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens zu bieten, mit dem der Schaum ohne zusätzlichen technischen Aufwand aus dem Fermentergefäß herausgeführt und in unabhängigen Anlagen beseitigt bzw. in wiederverwertbare Fermenterflüssigkeit zurückverwandelt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Abluft aus dem Fermentergehäuse den Schaum aus dem Fermentergehäuse mit herausführt, daß die Abluft und der Schaum in ein zweites Gefäß geblasen wird, und daß in diesem Gefäß die chemischen Mittel und/oder das mechanische Schlagwerk den Schaum zerstören.
Eine Weiterführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum über ein Röhrchen und eine Fritte in das zweite Gefäß eingeführt wird, daß die vom Schaum getrennte Abluft über ein Abluftsterilfilter aus dem zweiten Gefäß und die aus dem Schaum zurückgewonnene Flüssigkeit in ein Nebengefäß abgepumpt wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung dieser oben genannten Verfahren ist gekennzeichnet durch ein Fermentergefäß mit Abluftleitung, die bis zum oder über ein Röhrchen in das zweite Gefäß reicht, durch in dem zweiten Gefäß angeordnete chemische und/oder mechanische Mittel, durch das zweite Gefäß, das eine Abfahrleitung und eine Antischaumsonde aufweist, und entweder durch ein Überlaufgefäß, welches einen Abluft-Sterilfilter besitzt und dem zweiten Gefäß nachgeschaltet ist, oder durch eine Rücklaufleitung vom zweiten Gefäß zum Fermentergefäß, Ausführungsformen dieser Einrichtung können dadurch gekennzeichnet sein, daß in der überlaufleitung zum Uberlaufgefäß eine Schlauchpumpe angeordnet ist, daß ein von der Antischaumsonde erzeugtes Signal über einen elektrischen Kreis die Schlauchpumpe betätigt und daß das mechanische Mittel eine Schaumzentrifuge ist.
Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren bestehen darin, daß die chemische Schaumbekämpfung nicht die Aufarbeitung des Fermenterinhaltes behindert, daß das Fermentationsprodukt nicht chemisch verseucht wird, und daß sie bei geringen Abluftmengen zur Abluft analyse ohne elektronische Dosiervorrichtung eingesetzt werden kann.
Die Vorteile bei der mechanischen Schaumbekämpfung bestehen darin, daß trotz Anwendung bekannter Schaumzentrifugen das Nutzvolumen des Fermentergefäßes nicht herabgesetzt wird, ein Schaumzerstörer gleichzeitig für mehrere angeschlossene Fermentergefäße benutzt werden kann, der Anschluß des mechanischen Schaumzerstörers an bereits vorhandene Geräte ohne Einbau in diese möglich ist, die Konstruktion des Fermenterkessel-Kopfteiles sich einfacher gestalten läßt und die Einführung von Sonden und Elektroden z.B.
bei Kleinfermentern erheblich erleichtert wird. Außerdem können die Schaumzerstörer während des Betriebes der Fermenteranlage ausgewechselt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele mittels der Figuren 1 bis 3 näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 einen Schnitt durch ein zweites Gefäß mit chemischer Schaumzerstörung und Figur 3 einen Schnitt durch ein zweites Gefäß mit mechanischer Zerstörung des Schaumes.
In der Figur 1 ist ein Fermentergefäß 1 gezeigt, in dem die Fermenterflüssigkeit 2 enthalten ist. Sie wird von einem Rührwerk 3 über einen Magnetmotor 4 durchwirbelt. Über ein Filter 5 in einer Zuluftleitung 6 wird der Fermenterflüssigkeit Gas bzw. Luft zugeführt. Der durch die Belüftung und Vermischung entstehende Schaum 7 wird mitsamt der Abluft durch einen mit einer Rührwelle verbundenen einfachen mechanischen Schaumzerstörer 8 am Kopfende des Fermentergefäßes 1 durch die Abführleitung zu dem zweiten Gefäß abgeführt. Hierbei reißt die Abluft den Schaum, wenn dieser die Höhe des Spaltes 8 erreicht, einfach mit.
Die Abluftleitung 9 mündet in dem zweiten Gefäß lo in der Nähe des Bodens 11. Über eine schematisch dargestellte Fritte 12 tritt der Schaum bzw. die Abluft des Fermentergefäßes 1 oder die Zuluft zum zweiten Gefäß lo in die Lösung 13 mit bekannten Antischaummitteln ein (z.B. Silikonöl Bayer E oder Polypropylenglycol P 2000 der Fa. Fluka AG, Buchs, Schweiz). Die Abluft entweicht am Kopf des zweiten Gefäßes lo über eine weitere Abluftleitung 14 und ein Sterilfilter 15.
Durch einen seitlichen Schornstein (siehe auch Figur 2) 16 wird eine Antischaumsonde 17 in den Innenraum des zweiten Gefäßes 10 eingeführt. Sie wird über eine elektrische Leitung 18 an ein Steuergerät 19, 20 angeschlossen. Steigt die Flüssigkeit 13 im zweiten Gefäß 10 an und berührt die Antischaumsonde 17, so wird der elektrische Kreis 19, 20 geschlossen und ein nicht näher dargestelltes Relais betätigt eine Schlauchpumpe 21, die die Flüssigkeit 13 über eine Ableitung 22 aus dem zweiten Gefäß 10 herauspumpt. Die Pumpe 21 pumpt die überschüssige Flüssigkeit 13 in ein Neben- oder Sammelgefäß 23. Dieses Nebengefäß#23 besitzt in bekannter Weise einen zentralen Schraubverschluß(schematisch dargestellt) illit Gleitverbindung, durch den der Einsatz 24 aus Glas eingeführt wird. Der Einsatz 24 besitzt einen Zulaufstutzen 25 mit Schlaucholive für die Zuleitung 22. Ein Auslaßstutzen 27 weist einen sterilisierbaren Watteverschluß 28 auf, der als Entlüftung beim Zufluß von Flüssigkeit dient.
In der Figur 2 ist nochmals das zweite Gefäß 10 dargestellt. Das zweite Gefäß 10 mit der Lösung bzw. Fermenterflüssigkeit 13 besitzt einen zentral angeordneten Schraubverschluß 29 und den seitlich angebrachten Schornstein 16 mit Schraubverschluß 30.
Beide Schraubverschlüsse 29 und 30 haben Gleitverbindungen. Durch die mittlere Gleitverbindung wird ein aus Glas gefertigter Einsatz 31 eingeführt. Dieser Einsatz 31 nimmt die Zuluftleitung9 mit der Fritte 12 am Boden des zweiten Gefäßes, die Uberlauf leitung 22 die Abluftleitung 14 zum Sterilfilter 15 und eine obere Öffnung 32 mit Schraubgewinde und Schraubkappe zur Zugabe des Antischaummittels auf. Weiterhin ist ein gläserner Ansatz 33 am Einsatz 31 angebracht, durch den ein Platindraht 34 ueber die Ableitung 22 in die Flüssigkeit 13 eingetaucht wird.
Uber den seitlichen Schornstein 16 und die Schraubverbindung 30 wird die Antischaumsonde 17 in das zweite Gefäß 10 eingeführt.
Ein Pol der Steckkupplung 35 an der Antischaumsonde 17 ist mit dem Kontakt 36 zum Platindraht 34 verbunden.
In Figur 3 ist ein dem zweiten Gefäß 10 entsprechendes Gefäß 37 dargestellt, in dem eine Schaumzentrifuge 38 bekannter Bauart über einen Motor 39 angetrieben wird. An diesem zweiten Gefäß 37 ist die Zu- bzw. Abführleitung 9 aus dem Fermentergefäß 1 nach Figur 1 seitlich angeschlossen. Die Abluftleitung 14 (für sich entsprechende Teile wurden die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 und 2 verwendet) ist am oberen Ende neben der Schaumzentrifuge 38 angeordnet. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Figur 1 und 2 ist hier die Ab- bzw. Überlaufleitung 22 am konisch ausgebildeten Boden 40 des zweiten Gefäßes 37 angeordnet. Die Pumpe 21 kann die Flüssigkeit 13 in diesem Falle direkt zum Fermenter 1 zurückpumpen.
Das Abpumpen der Flüssigkeit aus dem zweiten Gefäß lo bzw.
37 kann sich, insbesondere bei dem ersten AusfUhrunysbeispielbei zu hoher Schaumzufuhr vom Fermenter 1 ergeben. Die Schlauchverbindungen 9, 22 zum zweiten Gefäß LO bzw. 37 und von diesem zum Abluft-Sterilfilter 15 werden isoliert, um einer Kondensatbildung entgegenzuwirken. Aus dem gleichen Grunde kann auch das Zweitgefäß 10 bzw. 37 selbst isoliert sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Bekämpfung von Schaum in einem belUfteten Fermentergefäß, in dem bei der Züchtung von Mikroorganismen Schaum entsteht und der störende Schaum mit chemischen und/oder mechanischen Hilfsmitteln zerstört wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus dem Fermentergehäuse (1) den Schaum aus dem Fermentergehäuse (1) mit herausführt, daß die Abluft und der Schaum in ein zweites Gefäß (10, 37) geblasen wird und daß in diesem Gefäß (10, 37) die chemischen Mittel und/oder das mechanische Schlagwerk (38) den Schaum zerstören.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum Uber eine Zuleitung (9) und/oder eine Fritte (12) in das zweite Gefäß (10, 37) eingeführt wird, daß die vom Schaum getrennte Abluft über einen Abluft-Sterilfilter (15) aus dem zweiten Gefäß (10, 37) und die aus dem Schaum zurücgeonnene FLüssigkeit in ein Nebengefäß (23) oder zum Fermenter (1} abgepumpt wird.
3. Einrichtung zum Duwchfuhren des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch gin Fermentergefäß (1) mit Abluftleitung (9), die bis zum oder/ein Röhrchen in das zweite Gefäß (10,37) reicht, durch in dem zweiten Gefäß (10, 37) angeordnete chemische und/oder mechanische Mittel (38), durch eine AbfUhr leitung (22) und eine Antischaumsonde (17) im zweiten Gefäß (10) und entweder durch ein Uberlaufgefäß (23), welches einen Abluft-Sterilfilter (28) besitzt und dem zweiten Gefäß (10) nachgeschaltet ist, oder eine Rücklaufleitung (22) vom zweiten Gefäß (37) zum Fermentergefäß.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Uberlauf leitung (22) zum Uberlauf-, Neben- oder Sammelgefäß (23) eine Schlauchpumpe (21) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Antischaumsonde (17) erzeugtes Signal über einen elektrischen Kreis (19, 20) die Schlauchpumpe (21) betätigt.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Mittel eine Schaumzentrifuge . (38) ist.