DE2439891A1 - Abscheider, dessen anwendung und verfahren zum trennen von stoffen - Google Patents

Abscheider, dessen anwendung und verfahren zum trennen von stoffen

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Description

München
16.08.74
UT 7412 P
Ranks Hovis McDougall Limited,
RHM Centre, 152 Grosvenor Road,
London SWlV 3JL , England, Großbri tannien
Abscheider, dessen Anwendung und Verfahren zum Trennen von Stoffen
Die Erfindung befaßt sich mit dem Trennen von Stoffen und betrifft einen Abscheider, dessen Anwendung und ein Verfahren zum Trennen, insbesondere von Produkten oxydativer Gärung.
Eines der hauptsächlichen Probleme bei aseptischer, aerober, bzw. oxydativer Gärung besteht darin, das Produkt aus der Gäreinrichtung auszutragen, ohne daß durch die Austrageöffnung in- . fektiöse Organismen in die Gäreinrichtung eindringen können.
Der Erfindung liegt damit wesentlich die Aufgabe zugrunde, so-
wohl einen Abscheider zu schaffen, als auch ein Verfahren aufzu-' finden, mit denen ein Eindringen von Mikroorganismen-durch-deren Austragöffnung in d.ie Gäreinrichtung verhindert werden kann,, insbesondere bei einer kontinuierlich arbeitenden Gäreinrichtung
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung zunächst dur"ch ein Verfah ren gelöst, bei dem das Produkt eines unter aseptischen Bedin- \
- 2 - . ' -509811/0741
gungen αμΓεΙ^θ-ΓϋΙΐΓίεη kontinuierlichen aeroben bzw. oxydativen Gärungsprozesses unter aseptischen Bedingungen in Flüssigkeit und Gas getrennt' und diese durch aseptisch wirkende Sperrmittel in nicht aseptische Verhältnisse ausgetragen werden.
Ein anderer Beitrag zur Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Anordnung zum Trennen des Austrags einer entsprechenden kontinuierlichen Gäreinrichtung in Flüssigkeit und Gas unter aseptischen Bedingungen und zum Austragen der getrennten Flüssigkeit und Gas in nichtaseptische Verhältnisse.
Dabei ist es von Vorteil, daß der Abscheider von der Gäreinrichtung, den Gärkesseln, zwar abgesetzt angeordnet sein kann, jedoch noch immer ein Abscheiden bzw. Trennen unter aseptischen Bedingungen gestatte.t.
Bei Versuchen mit bekannten Abscheidern hat sich gezeigt, welche aseptisch wirkenden oder besser wirken sollenden Sperrmittel auch immer verwendet wurden, daß diese Sperrmittel nicht effizient zu machen waren. Diese Schwierigkeit wird nun nach der Erfindung dadurch überwunden, daß ein Trennverfahren angewendet wird, bei dem ein Austreten des getrennten Gases durch den Auslaß für die getrennte Flüssigkeit vermieden ist.
Weiter wird nach der Erfindung ein kontinuierlich arbeitender Flüssigkeit / Gas-Abscheider mit einem Gasauslaß und einem Flüssigkeitsauslaß vorgeschlagen, bei dem Vorkehr gegen ein Austreten des getrennten Gases durch den Flüssigkeitsauslaß getroffen ist.
Der Begriff Flüssigkeit schließt hier einen flüssigen Brei, wie einer Kulturbrühe, o.dgl. ein.
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: 243989t-
Nach der Erfindung kann ein Abscheider mehr oder weniger viele der unten aufgeführten Merkmale besitzen* Beispielsweise ist der Abscheider so ausgebildet, daß Über dem FlUssigkeitsauslaß stets ein vorbestimmter MindestflUssigkeitswstand gehalten ist. Es sind Mittel zum Abtasten des FlUssigkeitspegels und davon abhängigen Betätigen des Auslaßventiles vorhanden. Der'Abscheider ist ein Fliehkraftabscheider, ein Zyklon. Er besitzt eine Trennkammer mit Gasauslaß und eine Absetzkammer, in .der sich die getrennte Flüssigkeit vor dem Flüssigkeitsauslaß sammelt* -i Für den Gasauslaß ist ein Erhitzer zum Vorbeugen des Eindringens; von Mikroorganismen vorgesehen, wobei der Erhitzer in einem \ dampfbeheizten Mantel oder in einem Dampfinjektor besteht. An dem Flüssigkeitsauslaß befindet sich ein Erhitzer, Um auch dort ein Eindringen von Mikroorganismen zu verhindern/ Der Erhitzer ist oder enthält eine Dampfsperre, einen Dampfschleierj ein/ Glockengehäuse, welches Dampfeintritt durch den FlUssigkeits- . auslaß zum Sterilisieren des Abscheiders und anschließenden Bilden der Dampfsperre gestattet. ';-■■ ■; ,
Die Erfindung erstreckt sich auf jegliche Einrichtungen ein- schließlich der Gäreinrichtung und ein Verfahren mit den Schritten eines kontinuierlichen Trennens mit einem solchen Abscheider, beispielsweise angewendet auf ein Produkt aerober bzw. · oxydativer Gärung, und auf das Produkt einer solchen Anordnung« die Einrichtung oder das Verfahren. .
In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung veranschaulicht·. Sie zeigt in schematischer Darstellung einen kontinuierlich arbeitenden Abscheider, einen Zyklon zum Trennen eines tufgege-
benen Produkts in Flüssigkeit und Gas. :
Der Abscheider hat einen mit einer Gäreinrichtung verbundenen tangentialen Einlaß 2 zu einer Abscheidekammer 4, einen Gasauslaß 6 und eine Ablauföffnung zu einer Absetzkammer 8 mit
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hlOl rC pe re ι
Flüssigkeitsauslaß lo, sowie FUl1standsfUhlern 12 und einem durch diese derart gesteuerten Auslaßventil 14, daß ein Austreten von Gas durch den Flüssigkeitsauslaß Io durch Halten eines Pegels im Bereich zwischen den Füllstandsfühlern 12 nicht möglich ist.
Wird nun ein Gas/Flüssigkeit-Gemisch, eine "Luftkulturbrühe", durch den Einlaß 2 aufgegeben, so sinkt dieses Produkt zufolge der tangentialen Aufgaberichtung in etwa schraubenförmigem Weg abwärts, wobei die Flüssigkeit infolge Fliehkraft an die Wand geschleudert wird und daran nach unten in die Absetzkammer 8 abläuft. Das verbleibende Gas steigt inmitten des Zyklons nach oben und tritt durch den Gasauslaß 6, ein Ausgangsrohr 16, ein Druckmiriderventil 18 - notwendig, weil in der Gäreinrichtung ein Druck von etwa 15 p.s.i.g. besteht - in ein Rohr 2o. Dieses Rohr 2o tragt einen Mantelerhitzer 22, in den über eine Rohrleitung Dampf mit 2o bis loo p.s.i.g. gegeben wird, so daß keine Mikroorganismen durch das Rohr 2o eindringen und das System infizieren können. Im Kopf des Zyklons ist ein Sprinkler 26 zum Waschen der Innenwände mit sterilem Wasser zum Vermeiden des Ansetzens von Rückständen angebracht.
Die Flüssigkeit sammelt sich in der Absetzkammer 8, wobei der Pegel so gesteuert ist, daß die Absetzkammer niemals weder leer noch voll ist. Dies ist erforderlich, damit niemals Luft den Zyklon durch das Auslaßventil 14 verläßt. Der Grund ist, daß bei einem Luft/FlUssigkeit-Gemisch bei Entlassen aus einem Druckkessel heftig Luft mit der Flüssigkeit mitgerissen wird. Dies soll durch diese Maßnahme verhindert werden. Füllstandsfühler 12 in der Absetzkammer steuern das Auslaßventil 14, welches derart >.n dem Ausgangsrohr eingeschaltet ist, daß möglichst wenig Wirbel an dem Ausgangspunkt 3o auftreten. Die Flüssigkeit kann das System schubweise, oder in einem ständigen modulierten Strom in Abhängigkeit von der Steuerung durch die FUl1standsfühler
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12 und unter Vorkehr eines Minimums an Turbulenz verlassen. Es können auch andere Füll Standssteuerungen benutzt werden. Entscheidend ist, daß sie aseptisch arbeiten und das Ansetzen von Ablagerungen nicht gestatten. Die Fühler 12 sind zweckmäßig der Art, daß sie nicht in die Absetzkammer greifen, sondern durch deren Wandung fühlen, beispielsweise mittels Gammastrahlen. Ein einfaches System könnte denkbar mit einem Fühler arbeiten, doch ist einem System mit zwei Fühlern der Vorzug zu geben.
Nachdem die Flüssigkeit das Auslaßventil 14 passiert hat, gelangt sie in bzw. durch einen Erhitzer in Form einer Dampfsperre, wie eines Glockengehäuses, dessen äußere Kammer 34 unter strömendem Dampf steht, der zugleich dazu dient, die Wände des Gehäuses abzuwaschen. Weil die Flüssigkeit den Ausgangspunkt 3o und den Dampf in der Kammer 34 schnell durchfließt, erfährt sie keinen oder nur einen unschädlichen Temperaturanstieg.
Zum Betrieb wird ein entfernbarer Verschluß in Form eines Schnellverschlusses 36 - dargestellt in unterbrochener Linie -vor den Ausgang des Glockengehäuses gelegt und das Ventil .14 geöffnet, um das ganze System mit Dampfdruck von 15 p.s.i.g. zu sterilisieren. Danach werden das Ventil 14 geschlossen und der Schnei 1 Verschluß 36 geöffnet bzw. entfernt, so daß der Durchfluß beginnen kann. ■
Es ergibt sich, daß der Einlaß 2 mit einer kontinuierlich arbeitenden, aeroben, bzw. oxydativen - nicht weiter dargestellten -Gäreinrichtung gekuppelt sein kann, um deren Produkt, Flüssigkeit und Gas, in dem Abscheider unter aseptischen Bedingungen zu trennen und über aseptisch wirksame Sperrmittel, die Erhitzer 22 und 32 in die umgebenden, nicht aseptischen Verhältnisse auszutragen, ohne daß Mikroorganismen durch einen der Auslässe in das System eindringen können unds im Fall des Erhitzers 22, in der Weise, daß empfindliches Material vor Denaturieren bewahrt wird.
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Die Gärung kann mit mikro-fungalen Organismen (Kleinstpilzen, wie Pennicilliumarten o.a.) angewendet werden, beispielsweise, wie in den britischen Patentanmeldungen 23452/7o, 3o584/7o und Io466/71 beschrieben.
Patentansprüche: - 7 -
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:.
    1. Kontinuierlich arbeitender Abscheider, insbesondere zum Trennen von Flüssigkeiten oder ähnlichen Substanzen .und Gas oder gasförmigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider einen Gasauslaß {6) und einen FTUssigkeitsauslaß (lo), sowie Sperrmittel gegen ein Austreten abgeschiedenen Gases aus dem Flüssigkeitsauslaß (lo) besitzt.
    2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel eine Flüssigkeitssperre enthalten oder sind.
    3. Abscheider nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel Mittel zum Halten eines Spiegels der abgeschiedenen Flüssigkeit bei oder oberhalb eines vorbestimmten Mindestflüssigkeitspegels Über dem Flüssigkeitsauslaß (lo) sind oder enthalten.
    4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel ein von einem Fllissigkeitsparameter abhängiges Flüssigkeitsauslaßventil (14) sind oder enthalten.
    5. Abscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Flüssigkeitsauslaßventil (14) getrennte FTUssigkeitsparameterfühler (12) vorgesehen sind.
    6. Abscheider nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekenn-1 zeichnet, daß das FlUssigkeitsauslaßventil (14) von dem Pegelstand der abgeschiedenen Flüssigkeit zum Zweck des Haltens eines vorbestimmten Pegels abhängig 1st.
    7. Abscheider nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, da-
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    durch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel Mittel zur inter-• mittierenden Ausgabe von Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsauslaß (In) sind oder enthalten.
    8. Abscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeitsparameterfühler (12) zum Abtasten zweier vorbestimmter Flüssigkeitsparameterwerte vorgesehen sind.
    9. Abscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsauslaßventil (14) von den Flüssigkeitsparameterfühlern (12) zum Halten eines Standes aer abgeschiedenen Flüssigkeit zwischen einem vorbestimmten maximalen Pegel und einem vorbestimmten minimalen Pegel abhängig ist.
    10. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider ein Fliehkraftabscheider ist.
    11. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider ein Zyklon ist.
    12. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer Abscheidekammer (4) --mit dem Gasauslaß (6) - eine Absetzkammer (8) unterhalb der Abscheidekammer (4) und mit dieser verbunden vorgesehen ist, in der sich die in der Abscheidekammer abgeschiedene - und an deren Wandung - hinunterlaufende Flüssigkeit sammelt, bevor sie durch den Flüssigkeitsauslaß ausgegeben wird oder werden kann
    13. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaß mit aseptisch wirkenden Sperrinitteln ausgestattet ist.
    14. Abscheider nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die-
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    se Sperrmittel ein Erhitzer, ein Sterilisator .0. dgl. sind oder einen solchen enthalten, wodurch ein Eindringen von Mikroorganismen entgegen der Gasaustrittsrichtung verhindert wird.
    1.5.~Abscheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer ein mit (Wasser-)Dampf zu beheizender Heizmantel (22) um das Gasaustrittsrohr (2o) ist.
    16. Abscheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer ein (Wasser-) Dampfinjektor ist.
    17. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsauslaß mit "aseptischen Sperrmitteln" ausgestattet ist.
    18. Abscheider nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die "aseptischen" oder aseptisch wirkenden Sperrmittel ein Erhitzer sind oder einen solchen enthalten, mit dem Zweck, einem Eindringen von Mikroorganismen entgegen der Ausgaberich^· tung vorzubeugen. .
    19. Abscheider nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer eine zum Bilden einer (Wasser-)Dampfsperre, eines DampfSchleiers geeignete Ausbildung aufweist.
    20. Abscheider nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhitzer am Flüssigkeitsauslaß die Form eines glockenförmigen Gehäuses (32) mit für den D,ampf durchlässigem Verschluß zum Aufgeben von Dampf durch den Flüssigkeitsauslaß zum Sterilisieren des Abscheiders und nach Austreten daraus zum Bilden der Dampfsperre, eines Dampfschleiers besitzt.
    21. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekenn-
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    - Io - ·
    zeichnet, daß Mittel (36) zum Sterilisieren des Abscheiders vorgesehen sind.
    22. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, da3 Reinigungseinrichtungen vorgesehen sind.
    23. Abscheider nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtungen in einer Sprinkleranlage (26) bestehen oder eine solche enthalten.
    24. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider einer kontinuierlich arbeitenden Gäreinrichtung für aseptische, aerobe bzw. oxydative Gärung zum Trennen der aus der Gäreinrichtung ausgetragenen Mischung in Flüssigkeit und Gas - direkt - nachgeordnet ist.
    25. Anwendung eines Abscheiders nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß diese auf eine Mischung als Produkt einer aeroben bzw. oxydativen Gärung geschieht.
    26. Verfahren zum Trennen der Flüssigkeit und des Gases aus dem Austrag einer aseptischen aeroben bzw. oxydativen Gärung, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Trennen unter aseptischen Bedingungen ausgeführt und daß die voneinander getrennten Gas und Flüssigkeit durch aseptisch wirksame Sperrmittel in nichtaseptische Verhältnisse ausgetragen werden.
    &098M/Q741
DE2439891A 1973-08-22 1974-08-20 Abscheider zum Trennen von Flüssigkeit und Gas Expired DE2439891C2 (de)

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