DK143764B - Fremgangsmaade til genudvinding af restenergi fra afgangsluften af en fermenteringsbeholder - Google Patents

Description

143764 i o

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til genudvinding af restenergi fra afgangsluften af en fermenteringsbeholder.

Ved dyrkning af mikroorganismer kræves store luft-5 mængder. Ved beluftning efter air-lift-systemet må man for at udnytte luftens oxygen konstruere meget høje fermenteringsbeholdere. I forbindelse med disse er det nødvendigt at anvende kompressorer med høje mængde- og energiydelser for at overvinde det hydrostatiske tryk.

10 Ved kugleformede fermenteringsbeholdere behøves til beluftning af et tilsvarende væskevolumen ved samtidig tvungen cirkulation en mindre luftmængde med lavere tryk.

Oxygenudbyttet er en funktion af den indblæste luftmængde. Jo større luftmængden er, desto ringere bliver 15 imidlertid oxygenudnyttelsen, da luftens opholdstid i fermenteringsbeholderen bliver kortere.

Eksempelvis er oxygenudnyttelsen ved to volumen luft pr. volumen væske og minut (2 vvm) kun 24%, mens den ved 0,8 volumen luft pr. volumen væske og minut (0,8 vvm) 20 bliver 55%.

Arbejdet man under tryk i en fermenteringsbeholder, stiger produktiviteten i reglen, fordi produktiviteten i mange tilfælde er direkte proportional med den oxygenmængde, der er bragt i opløsning.

25 Den for beluftningen nødvendige energi er ved iso term kompression proportional med logarithms naturalis (ln) mellem trykforholdet kompressorudløb/kompressorind-løb I dette tilfælde må der ved højere indløbstryk an-vendes mere kompressionsenergi. I en air-lift-fermente-30 ringsbeholder omsættes denne energi udover til overvindel se af det hydrostatiske tryk for størstedelen til kinetisk energi og tjener derved til cirkulation af væsken i fermenteringsbeholderen .

På grund af det lave hydrostatiske tryk i en kugle-35 formet fermenteringsbeholder optræder i denne kun et tryk fald af størrelsesordenen 0,5 atm. Ved stort indgangstryk, 143764 2

O

som er ønskeligt af hensyn til produktiviteten, bliver der i luftmængden megen restenergi tilovers, som ikke umiddelbart kan udnyttes til cirkulation af væske eller lignende formål, men som går tabt uden at blive udnyttet.

5 Formålet med opfindelsen er at forøge udnyttelsen af energien fra en fermenteringsbeholder samtidig med, at dennes produktivitet holdes på et højt niveau.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at man lader den endnu under tryk stående afgangsluft fra en 10 kugleformet fermenteringsbeholder over en kraftmaskine drive en generator til frembringelse af elektrisk strøm, og at den således tilvejebragte strøm for en del udnyttes til driften af fermenteringsbeholderens røremotor eller til driften af motoren for en mekanisk skumdestruktions-15 indretning, eller til begge dele.

At det angivne formål herved kan opnås fremgår af følgende eksempel:

Til en fermenteringsbeholder med et arbejdsvo- 3 3 lumen på 100 m og en produktivitet på 5 kp gær pr. m 20 og time kræves der for de forskellige beluftningssystemer følgende energimængder:

Air-lift-system 1491 kW

Trykløst system 395 kW

System med energigen-25 udvinding ifølge opfindelsen 284 kW.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen reduceres det energibehov, som er nødvendigt i beluftningsøjemed, 5,2 gange i forhold til behovet ved air-lift-systemet, og 1,4 gange i forhold til det trykløse system.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, som illustrerer fremgangsmåden skematisk.

En kugleformet fermenteringsbeholder 1, der i bio-^ teknikken betegnes som en fermenter, er ved sin nederste ende forsynet med et røreværk 2, som drives ved hjælp af 3

14376A

O

en elektromotor 3. Med henblik på lufttilførselen er der indbygget en luftfordelerindretning 4. Ved fermenteringsbeholderens øverste ende findes en mekanisk skumdestruktionsindretning 5, som drives ved hjælp af en elektromo-5 tor 6. Den fornødne trykluft tilvejebringes af en kom pressor 7, som drives af en motor 8. Kompressoren 7 tilsuger luft igennem en ledning 9 og afgiver den igennem en udstrømningsledning 10 til fermenteringsbeholderen 1, hvorfra den med overtryk træder ud igennem en afgangsledning 10 11. Med denne ledning er forbundet en kraftmaskine 12 i form af en spildluftsturbine, der driver en generator 13 til frembringelse af elektrisk energi. Den afspændte afgangsluft forlader turbinen igennem en studs 14.

Den luft, som skal komprimeres, træder under et 15 tryk pQ via indsugningsledningen 9 ind i kompressoren 7.

Her komprimeres den til et tryk p^ og passerer derpå via udstrømningsledningen 10 gennem fordelerindretningen 4 ind i fermenteringsbeholderen 1. Idet den træder ind i denne, gribes og fordeles den straks af røreværket 2.. Ved drøv-20 ling af afgangsluften ved hjælp af en ventil eller maskinen, dvs. turbinen 12, dannes der i ferraenteringsbeholderen 1 et middeltryk p^ -Δρ med et trykfald p. Den udtrædende trykluft forlader efter sønderdeling af eventuelt tilstedeværende skum via den mekaniske skumdestruktionsindretning 5 fermente-25 ringsbeholderen 1 gennem luftafgangsledningen 11, hvori der nu hersker et tryk p1 ~Δρ* Dette tryk kan vælges så højt, at det bliver formålstjenligt at tilkoble en kraftmaskine 12, der afspænder luften til atmosfæretryk pQ under udførelse af arbejde og afgiver luften via studsen 14 til atmos-30 færen. Kraftmaskinen 12 er nu i stand til at drive ge neratoren 13, som leverer elektrisk energi. Denne elektriske energi anvendes på formålstjenlig måde til at bidrage til driften af hjælpeaggregater for fermenteringsbeholderen 1, som f.eks. kompressoren 7's motor 8, 35 motoren 3 for røreværket 2 og/eller motoren 6 for skum destruktionsindretningen 5.