JPS591083B2 - 流体撹拌翼 - Google Patents
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- JPS591083B2 JPS591083B2 JP54005103A JP510379A JPS591083B2 JP S591083 B2 JPS591083 B2 JP S591083B2 JP 54005103 A JP54005103 A JP 54005103A JP 510379 A JP510379 A JP 510379A JP S591083 B2 JPS591083 B2 JP S591083B2
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気液または液々接触用の流体攪拌翼に関するも
のである。
のである。
ペニシリン生産における深部培養法の採用以来、発酵工
業においては通気攪拌槽が多用されてきている。
業においては通気攪拌槽が多用されてきている。
ところで、発酵における通気攪拌操作には、基本的に、
(1)微生物を槽内で均等に分散させること、と(2)
微生物に基質を充分に供給すること、が要求される。
(1)微生物を槽内で均等に分散させること、と(2)
微生物に基質を充分に供給すること、が要求される。
すなわち、これを工学的観点から換言すれば、適度の混
合下で各種の基質(栄養源、酸素、水素イオン等)と熱
を局在させることなく充分に供給し、かつ除去しなけれ
ばならないことに他ならない。なかでも酸素は殆どの工
業用好気性微生物にとつて必須の組成であるが、水溶液
中には非常に溶けにくいので、従来からも効率的に優れ
た通気攪拌装置の提供が強く望まれていたのであるが、
実用的に完全に満足できるものはまだ見当らない。周知
の如くグルコン酸発酵のような強度の酸化発酵や、廃糖
蜜或いはパラフィン類を基質とする酵母生産のように莫
大な酸素を必要とする発酵では、その設備の酸素供給能
が発酵の総てを支配しており、この酸素供給を充分に行
わせるために従来の通気攪拌槽では多大の動力と通気量
が必要であつた。
合下で各種の基質(栄養源、酸素、水素イオン等)と熱
を局在させることなく充分に供給し、かつ除去しなけれ
ばならないことに他ならない。なかでも酸素は殆どの工
業用好気性微生物にとつて必須の組成であるが、水溶液
中には非常に溶けにくいので、従来からも効率的に優れ
た通気攪拌装置の提供が強く望まれていたのであるが、
実用的に完全に満足できるものはまだ見当らない。周知
の如くグルコン酸発酵のような強度の酸化発酵や、廃糖
蜜或いはパラフィン類を基質とする酵母生産のように莫
大な酸素を必要とする発酵では、その設備の酸素供給能
が発酵の総てを支配しており、この酸素供給を充分に行
わせるために従来の通気攪拌槽では多大の動力と通気量
が必要であつた。
従って、従来のものでは、この通気攪拌に要する経費が
、時には動力経費の70%を占めることすらあり、更に
、酸素供給を実施するために投入される多大の動力のう
ちの大部分は熱に変換されるので、これらの除熱対策に
ついても当然考慮しておかねばならなかつた。本発明者
はこのような状況に鑑み、必要以上の混合を抑制し、か
つ酸素の効率的利用を図るべく気液または液々接触用の
撹拌翼について種々改良を試みた結果、気液または液々
の接触および気体の液体中への分散性に富み、かつ微細
な混合にも優れた作用を奏する本発明撹拌翼を完成した
ものである。
、時には動力経費の70%を占めることすらあり、更に
、酸素供給を実施するために投入される多大の動力のう
ちの大部分は熱に変換されるので、これらの除熱対策に
ついても当然考慮しておかねばならなかつた。本発明者
はこのような状況に鑑み、必要以上の混合を抑制し、か
つ酸素の効率的利用を図るべく気液または液々接触用の
撹拌翼について種々改良を試みた結果、気液または液々
の接触および気体の液体中への分散性に富み、かつ微細
な混合にも優れた作用を奏する本発明撹拌翼を完成した
ものである。
すなわち、本発明の要旨は、複数の羽根を持つた回転撹
拌翼において、その各羽根の外周端縁に沿つて、該端縁
に外接し、かつ当該撹拌翼の回転軸方向に一定の間隔を
おいて多重的に巻装されたバンドを設けたことにある。
以下に本発明の構想を添付図面に基いて具体的に説明す
る。第1図および第2図は本発明にかゝる撹拌翼の1実
施例を示す一部切欠正面図および平面図であつて、同図
に例示するように本発明攪拌翼1はボス2を中心として
放射状に配設された複数(図面では6枚)の羽根3を持
つており、その各々の羽根3の外周端縁4に沿つて、該
端縁4に外接し、かつ当該攪拌翼1の回転軸方向に一定
の間隔をおいて多重的(図面では6重)に巻装されたバ
ンド5を有するものである。こ\で、本発明の目的にお
いて採用し得るバンド5のその他の実施態様を挙げれば
次のとおりである。
拌翼において、その各羽根の外周端縁に沿つて、該端縁
に外接し、かつ当該撹拌翼の回転軸方向に一定の間隔を
おいて多重的に巻装されたバンドを設けたことにある。
以下に本発明の構想を添付図面に基いて具体的に説明す
る。第1図および第2図は本発明にかゝる撹拌翼の1実
施例を示す一部切欠正面図および平面図であつて、同図
に例示するように本発明攪拌翼1はボス2を中心として
放射状に配設された複数(図面では6枚)の羽根3を持
つており、その各々の羽根3の外周端縁4に沿つて、該
端縁4に外接し、かつ当該攪拌翼1の回転軸方向に一定
の間隔をおいて多重的(図面では6重)に巻装されたバ
ンド5を有するものである。こ\で、本発明の目的にお
いて採用し得るバンド5のその他の実施態様を挙げれば
次のとおりである。
(1)バンドは、攪拌羽根の外周端縁への装着に加えて
その前面、すなわち気液の押出し側にも、その回転軸に
対して同心円的に設備可能であること(図示せず)。
その前面、すなわち気液の押出し側にも、その回転軸に
対して同心円的に設備可能であること(図示せず)。
(2)バンドを環状のものに代えて、攪拌羽根の枚数に
対応した多角形状とすること(第3図参照),或いはそ
れらの両者を併設すること(図示せ力。
対応した多角形状とすること(第3図参照),或いはそ
れらの両者を併設すること(図示せ力。
(3)バンドは必ずしもその回転軸に直交する平面と平
行に設ける必要はなく、該平面に対してある程度傾いて
いてもよいこと(第4図参照)。(4)バンドそれ自体
を連続した1つの螺旋体とすることにより上記(3)と
ほマ同じように構成すること(図示せず)。(5)複数
のバンドは、それらが必ずしも総て同一直径のものであ
る必要はなく、攪拌羽根の外周端縁に実質的に外接じて
いれば足りること(第5図参照)。
行に設ける必要はなく、該平面に対してある程度傾いて
いてもよいこと(第4図参照)。(4)バンドそれ自体
を連続した1つの螺旋体とすることにより上記(3)と
ほマ同じように構成すること(図示せず)。(5)複数
のバンドは、それらが必ずしも総て同一直径のものであ
る必要はなく、攪拌羽根の外周端縁に実質的に外接じて
いれば足りること(第5図参照)。
もちろん、これらの実施例も本発明の思想内に包含され
るものであつて、いずれも第1図、第2図に図示した実
施例と比較してほぼ同等の作用効果を有する。
るものであつて、いずれも第1図、第2図に図示した実
施例と比較してほぼ同等の作用効果を有する。
本発明攪拌翼は以上のような構成を有し、通常気液ある
いは液々接触用反応槽(図示せず)内にあつて、該攪拌
翼の後方に設備されたスパージヤ一或いはノズル等(共
に図示せず)から吹き込まれた気体(または液体)を液
体中に微細化分散させて、その接触性を飛躍的に向上さ
せるばかりでなく、液体の流動、混合にも優れた作用を
発揮するものである。
いは液々接触用反応槽(図示せず)内にあつて、該攪拌
翼の後方に設備されたスパージヤ一或いはノズル等(共
に図示せず)から吹き込まれた気体(または液体)を液
体中に微細化分散させて、その接触性を飛躍的に向上さ
せるばかりでなく、液体の流動、混合にも優れた作用を
発揮するものである。
すなわち、スパージヤ一等から吹き出され、かつ攪拌翼
の作動(回転)によつて該攪拌翼に吸い込まれた気液が
その周囲のバンド5に一部遮られるので、そのまま攪拌
翼面を素通りすることなく、その翼内で適当な比に混合
しながらバンドの間隙より吐出される。この時、本発明
攪拌翼の特殊な形状により該気液に対して強い剪断力が
作用し、前記気体あるいは液体を更に微細化してその再
融合を最少限にとマめて周囲に分散するので、きわめて
大きなガス吸収速度および液体攪拌速度が得られる。従
つて、本発明攪拌翼の実用的な特徴を列挙すれば次のと
おりである。(1)気体の分散および気液または液々の
接触作用に優れた効果を奏する。(2)微細混合特性が
優れているので、きわめて短時間で槽内を均一に混合す
ることができる。
の作動(回転)によつて該攪拌翼に吸い込まれた気液が
その周囲のバンド5に一部遮られるので、そのまま攪拌
翼面を素通りすることなく、その翼内で適当な比に混合
しながらバンドの間隙より吐出される。この時、本発明
攪拌翼の特殊な形状により該気液に対して強い剪断力が
作用し、前記気体あるいは液体を更に微細化してその再
融合を最少限にとマめて周囲に分散するので、きわめて
大きなガス吸収速度および液体攪拌速度が得られる。従
つて、本発明攪拌翼の実用的な特徴を列挙すれば次のと
おりである。(1)気体の分散および気液または液々の
接触作用に優れた効果を奏する。(2)微細混合特性が
優れているので、きわめて短時間で槽内を均一に混合す
ることができる。
(3)前記(1),(2)の特徴により本発明攪拌翼に
よれば各種反応槽、発酵槽等における攪拌、混合のため
の所要運転動力を著しく低減することができる。(4)
気体(泡)の微細化が主として攪拌翼の剪断力によつて
行われるので、多孔質スパージヤ一を用いて気泡を微細
化する場合と異なり、界面活性剤等の液物性物質による
影響がきわめて少ない。
よれば各種反応槽、発酵槽等における攪拌、混合のため
の所要運転動力を著しく低減することができる。(4)
気体(泡)の微細化が主として攪拌翼の剪断力によつて
行われるので、多孔質スパージヤ一を用いて気泡を微細
化する場合と異なり、界面活性剤等の液物性物質による
影響がきわめて少ない。
(5)本発明攪拌翼によれば、例えば通気発酵槽を設計
するような場合に、その回転軸内に気体を通するような
特別な気体供給方式を採用する必要がなく、スパージヤ
一或いはノズル等の構造的にきわめて簡単な気体供給方
式を採用することができるので、発酵槽の建設コストを
低く抑えることができる。
するような場合に、その回転軸内に気体を通するような
特別な気体供給方式を採用する必要がなく、スパージヤ
一或いはノズル等の構造的にきわめて簡単な気体供給方
式を採用することができるので、発酵槽の建設コストを
低く抑えることができる。
(6)攪拌翼の羽根やバンドの数、巾およびピツチ等を
適当に選択することによつて、使用目的に最適な攪拌翼
とすることができる。
適当に選択することによつて、使用目的に最適な攪拌翼
とすることができる。
(7)気液を吸い込み、かつ押し出す部分(攪拌羽根)
と気体の微細化部分(バンド)が一体的に構成されてい
るので全体的に構造が簡単である。
と気体の微細化部分(バンド)が一体的に構成されてい
るので全体的に構造が簡単である。
(8)気液混合のみならず、例えば石油一水系のような
液々混合にも使用可能である。以下実施例により本発明
攪拌翼の優秀性を具体的に開示する。
液々混合にも使用可能である。以下実施例により本発明
攪拌翼の優秀性を具体的に開示する。
実施例 1
槽径φ1200mmの槽に第3図に例示した攪拌翼と相
似形の攪拌翼(翼径φ120m03台を槽の周壁から斜
下方に等間隔的に取付け、パン酵母を含む培養液600
eを仕込み、各攪拌翼に200Ne/iずつ、計600
Nej通気し、それぞれの攪拌翼を1300r.p.r
n.で攪拌したときの見掛けの酸素吸収容量係数K/d
(定常期のパン酵母培養液でパン酵母の酸素吸収速度か
ら求めた値一以下同じ)を測定し下記の値を得た。
似形の攪拌翼(翼径φ120m03台を槽の周壁から斜
下方に等間隔的に取付け、パン酵母を含む培養液600
eを仕込み、各攪拌翼に200Ne/iずつ、計600
Nej通気し、それぞれの攪拌翼を1300r.p.r
n.で攪拌したときの見掛けの酸素吸収容量係数K/d
(定常期のパン酵母培養液でパン酵母の酸素吸収速度か
ら求めた値一以下同じ)を測定し下記の値を得た。
なお、対照として3枚羽根ピツチドパドル(Pitch
edpadd一1e)型攪拌翼(ピツチ比=π、羽根巾
比=0.3)での測定値を併記する。実施例 2 実施例1と同じ槽、攪拌翼を用い、かつその運転条件も
実施例1の場合と同様にして、その槽内に水600eお
よび30%食塩水を2.4e加え、の溶液の電気電導度
が99%平衡となるまでの時間を測定した。
edpadd一1e)型攪拌翼(ピツチ比=π、羽根巾
比=0.3)での測定値を併記する。実施例 2 実施例1と同じ槽、攪拌翼を用い、かつその運転条件も
実施例1の場合と同様にして、その槽内に水600eお
よび30%食塩水を2.4e加え、の溶液の電気電導度
が99%平衡となるまでの時間を測定した。
結果は下表のとおりである(対照翼についても実施例1
と同じである)。実施例 3 槽壁の側面から攪拌翼および通気ノズルを各1台設置し
た槽径474關の槽にパン酵母培養液を55.8e仕込
み、ノズルより15.3NeΔか通気しつ\攪拌培養し
たときのK/d値を測定した 結果は下表のとおりであ
る。
と同じである)。実施例 3 槽壁の側面から攪拌翼および通気ノズルを各1台設置し
た槽径474關の槽にパン酵母培養液を55.8e仕込
み、ノズルより15.3NeΔか通気しつ\攪拌培養し
たときのK/d値を測定した 結果は下表のとおりであ
る。
なお、本実施例における対照翼は翼径72籠の3枚羽根
ピツチドパドル型攪拌翼(ピツチ比 π、羽根巾比 0
.3)を使用した。
ピツチドパドル型攪拌翼(ピツチ比 π、羽根巾比 0
.3)を使用した。
第1図は本発明攪拌翼の一部切欠正面図、第2図は同平
面図、第3図乃至第5図は本発明のその他の実施例を模
型的に例示した図である。 1:攪拌翼、2:ボス、3:攪拌羽根、4:外周縁部、
5:バンド。
面図、第3図乃至第5図は本発明のその他の実施例を模
型的に例示した図である。 1:攪拌翼、2:ボス、3:攪拌羽根、4:外周縁部、
5:バンド。
Claims (1)
- 1 複数の羽根を持った回転攪拌翼において、その各羽
根の外周端縁に沿つて、該端縁に外接し、かつ当該攪拌
翼の回転軸方向に一定の間隔をおいて多重的に巻装され
たバンドを設けたことを特徴とする流体攪拌翼。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54005103A JPS591083B2 (ja) | 1979-01-18 | 1979-01-18 | 流体撹拌翼 |
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