[LT] Sudėtinga maišymo sistema su stadijomis, susidedančiomis iš didelio diametro koeficiento propelerinių maišytuvų, kur ašmenys turi srovės elementus ir kur net ekstremaliais atvejais užtikrinama energijos proporcijos, suvartotos dujų kiekiui , įleistam į reaktorių, išsklaidyti, daugiafazių mišinių homogenizavimas, kietų detalių suspensija ir t.t. bei savybės, atitinkančios dujų-skysčio mišinių reologines savybes ir specialius procesų reikalavimus.@Atskiri kanalai (5), priešingi sukimosi krypčiai, yra propelerinių maišytuvų (2) išsklaidymo stadijos (2a) ašmenų (4), pritvirtintų prie bendrojo veleno, kur kanalai (5) susisiekia su dujų įėjimu (7). Maišymo stadijų (2b, 2d), naudojamų homogenizacijai ir suspensijai, tam tikras ašmenų (4) dalies kritimo kampas yra priešingos krypties, ilgis ir/arba kritimo kampas yra mažesnis negu kitų ašmenų. Reflektorinės pertvaros strypai (8) yra ant nulinkusio ašmenų galo, ant tam tikros propelerinių maišytuvų dalies (2c); jie panašiai naudojami homogenizacijai ir suspensijai, ir/arba pagalbiniai ašmenys (12) yra išdėstyti daugiausia 20° kampu ašmenų sparnams virš ašmenų nulinkusio galo arba žemiau jo.
[EN]
[0001] Išr dima3 ski. tas dujų išsklaidymo skystyje ir intensyvaus maišymo cilindriniuose reaktoriuose su vertikaliais velenais, daugiausia bioreaktoriuose;
[0002] tvxinčiuose maišymo variklio ašinen;s, pritvirtintus prie bendrojo vertikalaus veleno, maišytuvui. Šiuo metu
[0003] / bioreaktoriuose (£grmentoriuose) daugiausia naudojami vadinamieji Raštono (Rushton) turbomaišytuvai, kuriuos suka velenas, sumontuotas ferroenzoriaus centre, ir kuris turi 6 stačiakampius tiesius ašmenis; spinduliu pritvirtintus prie apskritos . plokštės. Jei bioreaktoriaus aukštis yra daug didesnis už diametrą, naudojama sistema, susidedanti -iš 2-4 turbarraišytuvų, pritvirtintų prie bendrojo veleno.
[0004] Oras, kuris turi būti išsklaidytas, įpučiamas per perforuotą platų vamzdi, purkštuvus arba centrini, purkštuvą, esančius maišytuvo apačioje (Fejes G. Industrial raixers, p. 52-55).
[0005] Turbomaišytuvai, paprastai sudarantys 1/3 fermentoriaus diametro, veiksmingai išsklaido orą -intensyviomis sūkurinėmis ir šlyties jėgomis, kurios atsiranda aplink ašmenų eilę, bet dėl didelio vietinės energijos išeikvojimo, nepaisant didelės specifinės turbomaišy-tuvų energijos suvartojimo, energijos, suvartotos tose zonose, kurios yra toliau nuo maišytuvo, dalis yra minimali, ' ir. maišytuvo ašinio transportavimo produktyvumas yra mažas, o tai sukelia daug problemų dėl bioreaktorių didelio tūrio.
[0006] Taip pat yra žinomi dvisparniai ir daugiasparniai propeleriniai maišytuvai su nuožulniomis arba išlenk-tomis pagal geometrini spiralini, paviršių ašmenimis, iš kurių ir montuojama mainymo sistema.
[0007] SEM tipo maišytuvai naudoja plonų propelerio sparnų reologines savybes, o EKATO maišytuvai - lygiagrečių
[0008] dvisparnių ašmenų, išdėstytų kampu ir reikalingu atstumu . vieni nuo kitų, interferecijos reiškinius .
[0009] ( Interming and Interprop mixers, Fejes, G. : Industrial mixersf p 65).
[0010] Propelerinių maišytuvų, kurių diametras didesnis už ferraentoriaus, energijos išsklaidymas vienodesnis * ir ašinio transportavimo produktyvumas didesnis, todėl išeikvojama - tiek pat energijos, " bet jie našiau ir ' lygiau jnaišo skystį aukštuose fermentoriuose, tačiau jų išsklaidymo produktyvumas mažesnis, ir jis kompensuo-jamas naudojant keletą fazių.
[0011] Taip pat yra žinomi siurbiamieji maišytuvai, suside-dantys iš tuščiavidurių maišymo elementų, pritvirtintų p :ie besisukančio cilindrinio * veleno ir tinkainčių dujoms maišyti, išsklaidyti ir iš dalies transportuoti. Tuščiaviduriai maišymo elementai paprastai j yra vamzdžiai, nupjauti 45° kampu, kurių galuose atitinkamu greičiu - krenta slėgis ir dujos siurbiamos per tuščiavidurį cilindrinį veleną bei skaldomos šlyties jėgomis, kurias skystyje sukelia aštrūs vamzdžio galai ( Fejes, G. ; Industrial mixers, p 57). Šie maišytuvai dėl v riboto siurbimo pajėgumo nenaudojami, fermentacijos pramonėje. Taip pat yra žinomi tokie siurbiamieji maišytuvai, kuriuose tuščiaviduriai elementai yra pusiau cirkuliaciniai kanalai, atviri toje pusėje, kuri priešinga judėjimo krypčiai, ir kurių diametras, beveik toks pat kaip ir rezervuaro, todėl jie naudojami tik mielių pramonėje ir kartais tokiuose procesuose, kurie ' nereikalauja intensyvaus skysčio maišymo.
[0012] Maišymo reaktoriuose tikslas yra vienodas ■ - kietos, skystos ir dujinės fazių paskirstymas madžiagos ir šiluTios perdavimo procesams stiprinti. Maišymo rezultatas yra tas pats, kad tarpe maišomųjų elementų ir reaktoriaus sienos su ref] ektorinėmis pertvaromis sukeliamas reikšmingas dažnio gradientas ir turfcalentiškumas. Fermentacijos procesuose dažnio gradientas - proporcingas turbulentiškumas ir šlyties jėgos padidina įpurkšto oro purslelių išsklaidymą, sumažina, ribinių sluoksnių tarp * mikroorganizmų, kultūros terpės ir oro purslelių stovį ir tuo būdu pagerina bei pagreitina medžiagos ir šilumos perdirbimo procesus, kurie vyksta ant fazių ribinių paviršių
[0013] Tokia trifazė mikroorganizmų kultūros terpė ir įpurkšto oro sistema atsiranda bioreaktoriuose, kur srovės erdvė ir jos poveikis medžiagos perdavimui labti kompli-kuojasi dėl įvairių sąveikų, tokių kaip fermentuojančio reologinių sąvybių pakitimas dėl mikroorganizmų medžiagų apykaitos. Problemą dar labiau komplikuoja reikalavimų įvairumas ir prieštaravimai. Pavyzdžiui, svarbioje fermentacijos ' proceso dalyje intensyvus, turbulentiškumas ir šlytis yra reikalingi orui i. r tepalo lašams išsklaidyti, kultūros terpei ir biomasei smulkiai sumaišyti, sukepimui sukapoti, bet tuo. pačiu metu intensyvus maišymas padeda susidaryti tvirtoms putoms, kurios iš dalies tiesiogiai- ir iš dalies putojimą slopinančiomis medžiagomis Susilpnina deguonies perdavimą ir anglies dioksido gazavimą, ir gali mechaniškai pažeisti mikroorganizmus arba sukelti gamybos sumažėjimo morfologinius pakitimus..
[0014] »
[0015] Maišymo procesų, vykstančių bioreaktoriuose, sudėtin-gumui yra - būdinga tai, * kad kiekviena pagrindinė operacija: išsklaidymas, suspensija, tirpinimas, homo-genizacija ir t. t., atlieka svarbų vaidmenį procesuore, t. y. iš esmės kiekvienas fermentacijos procesas turi savo specifinius reikalavimus, labai skirtingus, priklausomai nuo tipo ir ypatybių. Todėl pagrindinių operacijų poveikis išlieka palyginti siaurose ribose tam, kad be būtino naudingo poveikio priešinga įtaka būtų minimali. Kai dėl turbomaišytUvų, naudojamų daugumoje bioreaktorių, vienodai nenaudinga išeikvoti maišymo energijos didžiąją dali, turbulentiškumui . rukelti, apie 70% jos išsklaidyti labai arti turbinos ašmenų ir tai, kad šios sąlygos gali būti pakeistos tik nežymiai.
[0016] Tuo atveju, kai susidariusios fermentuojančių skysčių putos labai gazuotos, klampios, tvirtos ir neturi 1 Niutono savybės, palyginti greita^ gali sulėtėti
[0017] > cirkuliacija ir turbulentiškumas, kuriuos .sukelia nedidelio diametro turbomaišytuvai. Cirkuliaciją galima sustiprinti padidinus turbomaišytuvo diametrą, bet tai riboja neproporcingas maišymo energijos didėjimas: ji pagal žinomą santyki, didėja nuo maišymo diametro penktojo laipsnio. Todė1 turbomaišytuvo diametras neturi viršyti 40% aparato diametro netgi tuo atveju, kai nedidelis fermentorius mažesnis negu 40m3, taigi savybė yra nedidelis diametras. Kita vertus, , tai
[0018] i sukelia papildomų problemų, kadangi reaktoriaus tūris ir 'fermentuojančio skysčio klampumas sumaišytose zonose padidėja nepakankamai.
[0019] Propelerinių maišytuvų diametras, atsižvelgiant i, daug mažesni, energijos išeikvojimą gali priartėti prie reaktoriaus diametro. Todėl didelio diametro, 60-79% aparato diametro, propeleriniai maišytuvai vis plačiau naudojami bioreaktoriuose, kurių išsklaidymo galingumas mažesnis, bet labiau tinkantis klampiems fermentuo-jantiems skysčiams
[0020] •Pagaminti . efektyvų maišytuvą yra sunku, nes klampių fermentuojančių skysčių, turinčių mikroorganizmų ir oro purslelių, savybės dažnai labai skiriasi nuo Niutono skysčių savybių. Kai kurie mokslininkai nustatė, kad mažesnio diametro turbomaišytuvas gali sugerti C kartus daugiau deguonies negu didesnio diametro turbomaišy-tuvai, net išeikvojus tiek pat energijps, nors tokio
[0021] skirtumo nėra švariame vandenyje (Steel, R. - Maxon, W.D.: Biotechn. and Bioeng. 2, 231, 1962).Šie nepakankamai žinomi reiškiniai, priklausomai nuo kultūrų savybių ir kultūros terpės sudėties, taip pat pateisina maišymo sistemų, kurių maišymo poveii.i^ gali oūti kontroliuojamas plačiosfe ribose . ir keičiamas atsižvelgiant i, kiekvieną mainymo operacija sukūrimą.
[0022] Kita vertus, bendra aprašytų maišytuvų ypatybe yra ta, kad bet kuris iš jų gali daryti tam' tikrą maišymo poveikį, kuris galėtų apriboti procesų optimizavimą.
[0023] Maišymo efetyvnmas, atsižvelgiant i, aparatą, priklauso nuo naudojamos energijos dydžio ir maišymo sistemos konstrukcijos. Paprastai ištirpusio deguonies koncen-traciją galima pagerinti iki reikalingo lygio žinomais maišytuvais, padidinant maišymo energijos i.r įleisto oro kieki,. Tačiau neproporcingai didėjantis energijos poveikis ir ; cs kaina, putų susidarymo intensyvinimas ir mikroorganizmų sugedimas, didėjant reaktoriaus afu.mčiai, gali vis labiau ir labiau riboti' gamybą.
[0024] Žinoma daugiapakopė turbina, paprastai susidedanti iš tų pačių elementų, ir kitos maišymo sistemos dėl paminėtų trūkumų ir konstrukcijų apribojimų neužtikrina pakankamo lankstumo, kad patenkintų specifinius įvairių mikroorganizmų reikalavimus.
[0025] Dėl didėjančių bioreaktoriaus matmenų aprašytos aplin-kybės reikalauja maišymo-gazavimo sistemų optimizavimo stiprinimo, o tai yra šio išradimo objektes.
[0026] Šiame išradime pateikiamas sudėtingas maišytuvas. J'uris turi didelio diametro propelerinius maišytuvus, pritvirtintus prie bendro vertikalaus maišomojo veleno,< ir kuriame atviri kanalai yra išsidėstę prieš sukimosi kryptį ant bent vieno maišytuvo ašmenų - "toliau
[0027] r irminių ašmenų; šie kanalai susisiekia su dujų įėjimu; tam tikras kito antrinio propelerio maišomųjų akmenų dalies veikimo kampas yra priešingos krypties ir jų ilgis bei veikimo kampas nelabai sulyginamas su kitomis ašmenimis.
[0028] i
[0029] Turbulentiškumą stiprinantys reflektorinės pertvaros strypai yra sumontuoti ant pirminių ir antrinių > maišomųjų ašmenų galų arba jų dalies.
[0030] Dujos, tekančios pro tuščiaviduri, maišiklio lizdą į kanalus ant maišymo sistemos pirminių ašmenų, yra išretinamos ir pabaigoje išsklaidomos palei visą kanalų ir ašmenų ilgį dėl prislėgimo ir turbulentiškumo sparno ašmenų įsiurbimo pusėje, sukeliančių intensyvų skysčio tekėjimą; tuomet- dujo3 nukreipiamos srove, kurią skatina efektyvi ašinė srovė ir greitina propelerio sparnai -
[0031] Pirminių propelerinių maišytuvų konstrukcija pagal šį išradimą pagrįsta tuo, kad kanalų, esančių ant ašmenų, pagalba dujos pabaigoje išsklaidomos dideliame pavir-šiuje be papildomos energijos ir lygie- i įmaišomos į visą tekančio skysčio masę. Todėl maišymo sistema didesnę dalį energijos naudoja dujų ir skyr.^ io mišinio cirkuliacijai, o tai yra reikšmingas privalumas, atsižvelgiant į sistemos energijos suvartojimą.
[0032] Dujos paprastai leidžiamos pro tuščiavidurį veleną į pirminio maišytuvo tuščiavidurį lizdą arba kitu būdu, . kai vamzdynas praleidžia dujas į maišytuvo lizdą, t. y.
[0033] Pirminio maišytuvo oro įsiurbimo- išsklaidymo kanalai yra išdėstyti visu ilgiu pagal nulinkusius galus, bet jie gali būti išdėstyti ( paprastai tai ne taip efektyvu) ant kitos ašmenų dalies, netgi šalia ašmenų, kur. nevyrauja srovės, kurią greitina ašmenys, išsklaidymo efektas. Šis atstumas yra apie 2 kartus didesnis už kanalo plotą, todėl nepraktiška montuoti kanalus toliau. Dėl Konstrukcijos sudėtingumo privalumas yra toks, kad ašmenys, keliuose taškuose sujungti su kanalais, sudaro tvirtą sistemą, kuri daugiau atspari rezonanso reiškiniams; ' sukelian_ier.s palyginti ilgų.ir plonų ašmenų lūžimą
[0034] Dujos, kurios turi būri išsklaidytos, pro perforuotą platų vamzdi, arba purkštuvus įleidžiamos i, biorektorių, kuris yra žemiau apatinio maišytuvo. Todėl, jeieju bioreaktoriaus talpa yra keletas šimtų m3, oras leidžiamas, esant dideliam slėgimui. Kitas svarbus maišymo sistemos pagal ši, išradimą bruožas yra tas, kad pirminis maišytuvas, atliekantis pirmini, išsklaidymą, gali būti pritaikytas kaip aukštesnioji fazė, ne tik sumažinanti suslėgimą, bet. ir pailginanti oro purslelių trajektoriją, tuo pagerinant medžiagos perdavimą. Tačiau tai nerealizuojama dėl žinomų priežasčių ir turbomaišytuvuose ir siurbiamuose maišytuvuose.
[0035] Pagal išradimą Silpr. js.ne priešingos -krypties srovė, kurią sukelia ašmenys su priešinga transportavimo kryptimi ir mažesniu transportavimo pajėgumu, t.y. mažesnis kritimo kampas xr/ar trumpesni antrinių propelerinių maišytuvų asmeny?, atliekantys dujų-skysčio mišinio cirkuliaciją ir antrinę kiekvienos oro purslelės išsklaidymą, .iššaukia seriją sūkurių, smūgiuojančių pagrindinę srovę, karių energij? išsklaidoma lygiau negu tuo atveju, kai sūkuriai atsiranda prie tradicinių turbomaišytuvų plonų ašmenų galų. 'Tokių sūkurių intensyvumas kinta, keičiant kritimo kampą ir/arba sparno ašmenų ilgi,. Ta'gi, priešingai tradicinių maišytuvų apribojimams, energijos, suvartotos cirkuliacijai ir turbolei.-tiškumui, proporcija šių specifinių ašmenų atveju yra kintama, ir, " jei , būtina, gali būti pagerintas tradicinių propelerinių maišytuvų mažas išsklaidymo produktyvumas. Daugelyje atvejų, naudojant šią sistemą, rezultatas yra geresnis . negu naudojant tradicines
[0036] intrinių propelerinių maišytuvų išsklaidymo efektą galima pagerinti, jei nedidelio kritimo kampo ir/ arba mažo diametro propelerio sparnų sukurta silpnewP. ė • prie' iinga srovė sudarys atskirą fazę ir spar., ai bus sumontuoti alternatyviai ant maišomojo veleno su antriniais propeleriniais maišytuvais* aprūpintais ašmenų sparnais, pasižyminčiais aidesjniu transportav' mo pajėgumu, taigi, didesniu kritimo kampu ir/ ar ( didesniu diametru, sukeliančiu pagrindinę srovę. Tačiau toks sprendimas leidžia realizuoti maž' iau smūginių zonų.
[0037] Propelerinių maišytuvų sparno ašmenų išsklaidymo pajėgumą galima dar pagerinti, jei reikia, reflek-. torinės pertvaros strypais, pritvirtintais prie jų nulinkusių galų. Nustatyta, kad. reflektorinės pertvaros strypai sukuria sukūrių serijas, kurių intensyvumas reguliuojamas jų pločių plačiose ribose, tačiau kurie seka pagrindinės mišinio srovės tekėjimo kryptimi, ir šis būdas palengvina išsklaidymą ir komponentų sumaišymą žalingai nesumažindamas fermentuojančio skysčio sumaišymo.
[0038] Ašmenų išsklaidymo pajėgumą galima pagerinti pagal-biniais sparnais, kurių plotis 1/ 3 didesnis už ploti, ašmenų, išdėstytų žemiau ar virš orą išsklaidančių kanalų. Atitinkamai keičiant šių pagalbinių sparnų kritimo kampą palyginti su ašmenų kampu, skysčio- dujų mišinio, praeinančio tarp jų ir ašmens greiti, galima kęsti plačiose ribose, tuo būdu srovės, kurią sukuria pirminiai ir antriniai maišytuvai, turbulentiškumą galima toliau stiprinti. Pirminių ašmenų- atveju srovės pagreitinimas ir jo pasekmės: įsiurbimo efektas, turbulentiškumo ir išsklaidymo pajėgumo sustiprinimas būna tada, kai pagalbiniai sparnai pritvirtinami lygiagrečiai ašmenims, nes k. :rialai susiaurina skersini, pjūvi,, tarp ašmenų ir pagalbinių ašmenų.
[0039] ♦
[0040] Mažiau paklausiais atvejais propelsrinįų maišytuvų ašmenys gali būti padaryti kaip plokštės, palinkusios smailiu kampu sukimosi kryptimi,, vietoj geometrinio spiralinio paviršiaus, naudojamo propeleriniuose maišytuvuose. Šiuo atveju ašmenų kritimo kampas gali būti sumažintas keliose fazėse. Žinoma, turbuientiškuir. o sustiprinimas garantuojamas bet kuriuo atveju.
[0041] Įvairūs sudėtingo maišytuvo varianižti pagal ši, išradimą leidžia pritaikyti maišymo sistemas prie ypač skirtingų įvairių mikroorganizmų kultūrų proporcijų ir reika-lavimų.
[0042] Todėl, pavyzdžiui, tuo atveju, kai labai putojantys fermentuojantys skysčiai kliudo paduoti 02 ir medžiagą, geriau naudoti sii stemą, susidedančią iš pirminio maišytuvo su įsiurbiamuoju kana~ i ir antrinių propelerinių maišytuvų be priešingos krypties sparno ašmenų. Kita vertus, mažiau putojančių mažo klampumo fermentuojančių skysčių atveju, kai užtenka nedidelio maišymo, galima naudoti sistemą, susidedančią tik iš antrinių maišytuvų.
[0043] Daugumoje žinomų fermentacijos procesų sudėtinga sistema, susidedanti tik iš pirminių ir antrinių maišytuvų, užtikrina optimalias medžiagos perdavimo sąlygas.
[0044] Sudėtingose maišymo sistemose pagal ši, išradimą kiekviena pagrindinė maišymo operacija, nustatanti medžiagos perdavimą, energijos proporcijas suvartotos cirkuliacijai ir turbulentiškurnui, gali būti- vienodai paskirstyti visame dajų- skysčio mišinyje, ir duoti procesai gali būti optimizuoti netgi ekstremaliais atvejais pagal proporcijas, atitinkančias specifinius reikalavimus. Tinkama maišytuvų priešingos krypties sparnų ašmenų konstrukcija pagal išradimą ir sūkurių, lengvinančių maišymą, intensyvumo reguliavimas - be to, ir tolygaus medžiagos perdavimo optimizavimas padeda išvengti mikroorganizmų pažeidimų,,, o tai turbomaišy-tuvuose nekelia rimtų problemų.
[0045] Smulkiau išradimas bus aprašytas pateikiant pavyzdžius ir remiantis brėžiniais:
[0046] Fig. 4 yra ašmens su slopintuvo strypu pjūvis, - Fig. 5 yra ašmens su pagalbiniu žiedu pjūvis ir Fig. 6 yra šio išradimo bioreaktoriaus pjūvis.
[0047] Brėžiniai fig. 1- 3 rodo šio išradimo aparato maišymo elementą. Propelerinis maišytuvas 2, pritvirtintas prie bioreaktoriaus maišomojo veleno 1 susideda iš ašmenų 4, išdėstytų ant lizdo 3. Kanalai 5 yra padaryti užpakalinėje ašmenų 4 pusėje. Jie per skyles 6 susisiekia su tuščiaviduriu lizdu 3.
[0048] Dujos praeina pro dujų įėjimą 7 j, tuščiavidurį lizdą 3 ir iš ten pro skyles 6 į kanalus 5.
[0049] Brėžinyje fig.4 parodytas reflektorinės pertvaros strypas 8, pritvirtintas prie ašmenų 5 galo.
[0050] Fig.5 parodytas maišymo ašmens 4 (fig.l), kanalo 5, pritvirtinimo 11 prie ašmens, .ir pagalbinio ašmens 12, pritvirtinto lygiagrečiai ir "virš ašmens 0,3 ašmens pločio atstumu, pjūvis.
[0051] Brėžinys rodo srovės tarp 2 lygiagrečių ašmenų pagreitinimo kanalu 5 susiaurinus srovės skersini, pjūvį. •
[0052] Fig.6 parodytas šio išradimo aparato praktinis įgyvendinimas. Čia maišomasis velenas 1 yra sumontuotas bioreaktoriavs 9, kuris turi Keturis ašmeninius, propelerinius maišytuvus 2a 2d, centre.
[0053] Dujų įėjimas yra prie žemiausio propelerinio maišytuvo 2a. Šio pirminio propelerinio maišytuvo 2a konstrukcija tokia pati, kaip parodyta 1-3.fig., jo diar~i.ras sudaro 70% bioreaktoriaus diametro D, jo judėjimas vyksta žemyn. Be toA keturi antriniai propeleriniai maišytuvai 2b-2c yra sumontuoti ar.t maišomojo veleno 1. Propelerinių maišytuvų 2c ir 2e diametras dx ir judėjimo krytis yra • ta pati, kaip ir pirminio propeleriniot maišytuvo 2a, du kiti propeleriniai maišytuvai 2b ir 2d turi du žemyn judančius ašmenis, kurių diametras dx, t.y. 0,7D, ir du aukštyn judančius ašmenis, kurių diametras d2, t.y. 0,5D. A'stumas hj tarp propelerinių maišytuvų 2a ir 2e sudaro 70% ilgesnių propelerinių maišytuvų diametro.
[0054] Reflektorinės pertvaros strypai yra pritvirtinti prie centrinio propelerinio maišymo 2c ašmenų, jų plotis sudaro 3% propelerinio maišytuvo diametro. Aukščiau aprašyta maišymo sistema tinka maišyti ir gazuoti vidutinio put& jimo fermentuojančius skysčius, kuriems reikalingas vidutinis maišymo intensyvumas.
[0055] Buvo atlikti bandymai su šio išradimo aparatu, kurių metu sudėtinga maišymo sistema, atsižvelgiant j, budingus hidraaechaninius parametrus, homogenižavimo laiką, išsklaidymą ir dujų " sulaikymą", pasirodė geresnė už tradicinius Kaštono turbomaišytuvus.
[0056] Matavimai buvo atlikti švariame vandenyje ir labai putojančioje kultūros terpėje. Nelauktai, vietoj geresnio išsklaidymo, pastebėtas mažesnis putojimas negu turbomaišytuvuose, kuris gal būt yra vienodesnio energijos išsklaidymo pasekmė.
[0057] Tai yra labai reikšminga fermentacijos procesų našumui, n€ s putojimą slopinančios medžiagos paprastai sumažina medžiagos perdavimą.
[0058] Remiantis aprašytais principais, maišymo sistemą galima sumontuoti įvairiais būdais, kurių privalumas kaip tik yra sudėtingumas ir kintaraumai. Tačiau, norint kad jie efektyviai veiktų, būtina laikytiis tam tikrų pro-porcijų-
[0059] Maišytuvų su aukštu diametro koeficientu, paprastai sukuriančių žemyn tekančią srovę, diametras sudaro 50-70% ir ašmenų su mažesniu transportavimo pajėgumu, sukuriančių priešpriešinę srovę, diametras sudaro 40-60% reaktoriaus diametro. Atstumas tarp maišytuvų sudaro 50^ 100% maišytuvų su aukštu diametro koeficientu diametro. Reflektorinės pertvaros strypų plotis% sudaro 3- 6% maišytuvo diametro.
[0060] Sudėtingas maišytuvas pagal ši, išradimu - priklausomai nuo aplinkybių - kaip pagerinto hidraulinio efektyvumo rezultatas, gali padidinti cheminių procesų inten-syvumą, tuo pačiu padidinti pajėgumą sumažinti komponento kieki, procese, be to, pagerinti išeigą ii/ ar sumažinti specifini maišymo energijos panaudojimą biologiniuose procesuose.
[0061] Aukščiau pateikti pavyzdžiai tiktai' iliustruoja išradimą, ir reikia suprasti, kad galimos . ivairios aparato modifikacijos, bet išradimo apibrėžties ribose.
1. Dujų išsklaidymo skystyje ir intensyvaus maišymo vertikaliuose cilirdriniuose reaktoriuose maišytuvas, kuris turi propelerinius maišytuvus su didelio diametro koeficientu, sumontuotu ant bendrojo vertikalaus veleno, ir dujų įėjimą, besiskiriantis tuo, kad atviri kanalai ( 5), priešingi sukimosi krypčiai, yra ant bent vieno propeleririų maišytuvų ( 2), kuris susisiekia su dujų įėjimu ( 7), ašmens.
2. Maišytuvas pagal 1 punktą, besikiriantis tuo, kad kanalai ( 5) per kiaurymes ( 6) yra sujungti su tuščiaviduriu lizdu ( 3) r sumontuotu ant propelerinio maišytuvo <2) maišomojo veleno ( 1), ir dujų įėjimas ( 7) yra vamzdis, vedantis į tuščiavidurį lizdą ( 3).
3. Maišytuvas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad dujų įėjimas ( 7) yra latakas maišomajame vel- ene ( 1), ir kanalai <5) susisiekia su šiuo lataku.
4. Maišytuvas pagal bet kurį iš 1- 3 punktų, besiskiriantis tuo, kad kanalai ( 5) yra prie ašmenų ( 4) nulinkusių galų.
5. Maišytuvas pagal bet kurį iš 1- 3 punktų, besiskiriantis tuo, kad kanalai ( 5) yra išsidėstę arba pritvirtinti išilgai arba netoli ašmenų ( 4) taip, kad atstumas tarp ašmenų ( 4) ir kanalų { 5") būtų mažesnis negu dvigubas kanalo angos plotis.
6. Dujų išsklaidymo skystyje ir daugiafazio mišinio intensyvaus • maišymo vertikaliuose reaktoriuose maišytuvas, turintis didelio diametro koeficiento piopelerinius maišytuvus, sumontuotus ant bendrojo vertikalaus veleno, besiskiriantis tuo, kad propelerinių maišytuvų ( 2) tam tikras aš. aenų ( 4) dalies kritimo kampas yra priešingos krypties, ilgis ir/arba kritimo kampas yra mažesnis negu kitų ašmenų.
7. Maišytuvas pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad priešingos krypties trumpesni ir/arba mažesnio Ritimo kampo ašmenys (4) pritvirtinami. alternatyviai prie bendro. lizdo (3) tarp smailaus kritimo kampo ir/arba ilgesnių ašmenų.-
8. Maišytuvas pagal 6 punktą, besiskiriantis tuo, kad priešingos krypties trumpesni ir/arba mažesnio kritimo kampo ašmenys (4) yra piitvirtinti prie atskiro lizdo arba ligdų (3) ir alternatyviai sumontuoti ant bendrojo veleno (1) su didesnio kritimo kampo propeleriniais maišytuvais (2), ir/arba ilgesni ašmenys panašiai pritvirtinti prie atskiro lizdo arba lizdų <3).
9. Maišytuvas pagal bet kuri, iš 1-8 punHt1 , bet i s-k į r i an t i s tuo, kad reflektoriniai pertvaros scrypai {8) yra ant bent dalies propeleri'nių maišytuvų (2) ašmenų (4) nulirtkusio galo.
10 .Maišytuvas pagal bet kuri, iš 1-9 punktų, besiskiriantis tuo, kad pagalbiniai sparnai (12) yra ant nulinkusio ęalo pusės virš č šmėnų (4) arba>žemiau jų ir lygiagrečiai arba daugiausiai 20 kampu nukrypę; jų plotis nudaro bent 30% ašmens pločio.
11 .Maišytuvas pagal bet kuri, iš 1-5 ir 8 arba 9 punktų, besiskiriantis tuo, kad žemiausiojo propelerinio maišytuvo (2) ašmenys (4) turi kanalus (5) ir dujų įėjimą.
12 Maišytuvas pagal bet kuri, iš 1-5 ir 8 arba 9 punktų, besiskiriantis tuo, kod vieno iŠ viršutinių maišymo fazių ašmenų ( 4) tuii kanalus ( 5) ir dujų įėjimą.13. Maišytuvas pagal vieną iš 1- 11 punktų, besiskiriantis tuo, kad propelerinių maišytuvų ( 2) ašmenys ( 4) yra palinkę smailiu kampu sukimosi kryptimi.
13. Maišytuvas pagal vieną iš 1- 11 punktų, besiskiriantis tuo, kad propelerinių maišytuvų ( 2) ašmenys ( 4) yra palinkę smailiu kampu sukimosi kryptimi.