Пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин

Реферат: Винахід належить до мікробіологічної промисловості. Пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин дозволяє здійснювати процес зневоднення (концентрування) в термолабільних анаеробних умовах, за рахунок встановлення роторно-плівкового випарного апарата та патрона із силікагелем. В процесі концентрування волога, яка випаровується з поверхні дисків у роторно-плівковому апараті, разом із теплоносієм проходить через патрон із силікагелем, в якому відбувається її поглинання. Робочий об'єм камери апарата повністю ізольований від оточуючого середовища і заповнений теплоносієм (вуглекислий газ СО2 або азот N2). Теплоносій циркулює в об'ємі апарата за рахунок тиску, який створюється вентилятором і підігрівається за рахунок проходження через тени калорифера. Досягається створення анаеробних термолабільних умов для зневоднення анаеробних культуральних рідин. UA 105884 C2 (12) UA 105884 C2 UA 105884 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до мікробіологічної промисловості, а саме до пристроїв для зневоднення культуральних рідин, який може бути використаний для виробництва мікробіологічних концентратів анаеробних мікроорганізмів (метаногенів) для біогазової технології. Відомий апарат для концентрування рідин [А.с. СССР № 700155, МПК В01D1/22 - Опубл. 30.11.79], який містить циліндричний корпус, похилі випарні елементи, розташовані ярусами, нагрівальні оболонки, підвідний та відвідний трубопроводи, випарні пластини трапецієвидної форми, що звужуються по напрямку руху рідини. В апараті відбувається процес концентрування шляхом випаровування при низьких тисках, близьких до вакууму, що дає можливість концентрувати термолабільні матеріали при температурах 30-40 °C. Недоліком даного апарата є висока матеріалоємність та складність конструкції, а також високі енергетичні витрати на проведення процесу випаровування. Найбільш близьким за сукупністю ознак і технічним результатом до винаходу, що заявляється, є пристрій для зневоднення вологовмісних продуктів [Патент RU 2206840 С2, 7 МПК F26B3/02, - Опубл. 27.02. 2003], який містить камеру сушіння, штабеля, вентилятор, калорифер, сепаратор в якому процес видалення вологи з матеріалу відбувається за рахунок циркуляції теплоносія (повітря) в замкнутому ізольованому об'ємі за допомогою вентилятора. Теплоносій направляється в калорифер, де він підігрівається до необхідної температури та продувається через штабелі з вологим матеріалом. Випарена волога з відпрацьованим теплоносієм стискається і подається на сепаратор, де відбувається розділення вологи та теплоносія. На виході з сепаратора теплоносій майже втративши вологу знову направляється на штабеля. Відділена волога відводиться назовні, процес повторюється циклічно. Однак дана конструкція не дозволяє зневоднювати термолабільні матеріали, та ті матеріали, які неможливо висушувати або зневоднювати використовуючи повітря, як теплоносій. Недоліком даної конструкції є неможливість зневоднення (концентрування) культуральних рідин, які втрачають свої властивості при контакті з киснем (анаеробні культури). В основу винаходу поставлена задача вдосконалення пристрою для зневоднення анаеробних культуральних рідин шляхом додаткового його оснащення роторно-плівковим випарним апаратом та патроном з силікагелем, що створює термолабільні анаеробні умови (при температурі мокрого термометра та без наявності кисню) для зневоднення анаеробних культуральних рідин. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин, що містить калорифер, вентилятор та систему з'єднувальних газопроводів, що утворюють замкнутий контур циркуляції теплоносія, згідно з винаходом, додатково оснащений встановленими у газопроводах по ходу теплоносія між калорифером і вентилятором роторно-плівковим випарним апаратом та між вентилятором та калорифером запірним вентилем, паралельно до якого за допомогою системи штуцерів вмонтований циліндричний патрон з силікагелем. Така конструкція пристрою дозволяє здійснювати процес зневоднення (концентрування) в термолабільних анаеробних умовах, за рахунок встановлення роторно-плівкового випарного апарата та патрона з силікагелем. В процесі концентрування волога, яка випаровується з поверхні дисків у роторно-плівковому апараті, разом із теплоносієм проходить через патрон з силікагелем, в якому відбувається її поглинання. Робочий об'єм камери апарата повністю ізольований від оточуючого середовища і заповнений теплоносієм (вуглекислий газ СO2 або азот N2). Теплоносій циркулює в об'ємі апарата за рахунок тиску, який створюється вентилятором і підігрівається за рахунок проходження через тени калорифера. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому представлений пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин. Пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин складається з калорифера 1, який через штуцер з'єднаний з газопроводом 2, який у свою чергу з'єднується з роторноплівковим випарним апаратом 3, далі він з'єднується через газопровід 4 з вентилятором 5. Вентилятор за допомогою газопроводу 6 з'єднується з калорифером 1. На газопроводі 6 встановлений запірний вентиль 7. Паралельно до вентиля 7 з газопроводу 6 через систему штуцерів вмонтований патрон з силікагелем 8. У газопроводі 2 встановлений технологічний штуцер з клапаном 9, за допомогою якого в робочий об'єм пристрою закачується робочий теплоносій. У газопроводі 6 встановлений технологічний штуцер з клапаном 10, який забезпечує вихід повітря з об'єму робочої камери під час її заповнення робочим теплоносієм. Також у разі виникнення зростання надлишкового тиску у робочому об'ємі через штуцер з клапаном 10 відбувається часткове скидання робочого теплоносія. Через технологічний штуцер 11, який вмонтований в корпус роторно-плівкового випарного апарата, відбувається завантаження культуральної рідини, що зневоднюється. Після проведення процесу 1 UA 105884 C2 5 10 15 20 зневоднення, сконцентровану культуральну рідину зливають технологічним штуцером 12. Пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин встановлений на опорах 13 та 14. Пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин працює в періодичному режимі наступним чином. В об'єм роторно-плівкового випарного апарата 3 через технологічний штуцер 11 завантажується культуральна рідина, яка підлягає зневодненню до рівня, встановленого регламентом. За допомогою пульта керування вмикається пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин. В калорифері 1 відбувається нагрівання робочого теплоносія (вуглекислий газ СO2 або азот N2). Вентилятор 5 приводить в рух робочий теплоносій, при цьому відбувається його циркуляція по контуру в робочому об'ємі. Роторно-плівковий випарний апарат 3 на валу 15 має ряд дисків 16, які частково занурені в культуральний розчин, що зневоднюється. Привід роторно-плівкового апарата приводить в обертовий рух диски 16, які розміщені на валу 15. Диски 16 при обертанні на своїй поверхні виносять культуральну рідину в зону контакту з теплоносієм, який продувається через об'єм роторно-плівкового апарата 3. Частина вологи випаровується з поверхні дисків 16 і разом з теплоносієм рухається по газопроводу 6. При закритому вентилі 7, теплоносій разом з парами вологи проходить через патрон з силікагелем 8. В патроні з силікагелем 8 відбувається поглинання парів вологи, і на виході з патрона в газопровід 6 повертається тільки робочий теплоносій, який знову потрапляє в калорифер 1, в якому відбувається його нагрівання до заданої регламентом температури. Процес повторюється циклічно. Після завершення процесу, готовий концентрат культуральної рідини через технологічний штуцер 12 зливається з роторно-плівкового апарата 3, після чого його корпус миється i піддається належній обробці для наступного завантаження. Патрон з силікагелем 8 знімається і просушується, після чого встановлюється назад і пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин знову готовий до використання. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 Пристрій для зневоднення анаеробних культуральних рідин, що містить калорифер, вентилятор та систему з'єднувальних газопроводів, що утворюють замкнутий контур циркуляції теплоносія, який відрізняється тим, що додатково оснащений встановленими у газопроводах по ходу теплоносія між калорифером і вентилятором роторно-плівковим випарним апаратом та між вентилятором та калорифером запірним вентилем, паралельно до якого за допомогою системи штуцерів вмонтований циліндричний патрон з силікагелем. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2