Продукция / Аэротенки

Аэротенки

Предлагается к внедрению новая технология массообмена между культуральной жидкостью – КЖ (водным раствором, содержащим аэробные микроорганизмы, питательные органические и минеральные вещества) и аэрирующим воздухом. Она дает возможность существенно улучшить работу биореакторов (ферментеров, дрожчанов и аэротенков, авт. св. № 1096933 «Аппарат для выращивания микроорганизмов» и патент на изобретение № 2226182 «Аэротенк»), как за счет реконструкции существующих аппаратов, так и вновь вводимых.

Данное предложение можно использовать для любых биологических реакторов с аэробными микроорганизмами. Оно актуально для производства кормовых и пекарских дрожжей, белково-витаминных концентратов (БВК). При этом могут применяться различные виды углеводородного сырья: гидролизаты, послеспиртовая барда, сахара в дрожжерастильных аппратах, жидкие парафины нефти и газообразные углеводороды (природный газ) в ферментерах. Эта технология не менее интересна и для биологической очистки сточных вод, в аэротенках и окситенках.

Недостатком существующих дрожчанов, а также аэротенков является наличие высоконапорных и соответственно потребляющих большое количество энергии воздуходувок, создающих на выходе давление воздуха до 6000 мм вод. ст. Их производительность по подаче воздуха при этом ограничена. Воздуходувки имеют дорогостоящую и сложную в эксплуатации масляную систему охлаждения и смазки, которая требует постоянного надзора.

Для упомянутых аппаратов энергоемкость на выработку 1 кг продукта в пересчете на 1 кг абсолютно сухой биомассы (АСБ) около 0,59 кВт/кг.

Для аппаратов работающих на жидких парафинах нефти, характерно наличие еще менее эффективных с энергической точки зрения турбоаэраторов, тоже относится к аппаратам, работающим на газообразных углеводородах, использующих к тому же вместо воздуха дорогостоящий технический кислород. Энергоемкость на выработку 1 кг продукта в пересчете на 1 кг АСБ составляет у них соответственно около 4,21 и 6 кВт/кг (без учета дополнительных энергозатрат на производство кислорода для газобелковых аппаратов). Из-за столь высокой энергоемкости эти аппараты перестали работать в современных экономических условиях на большинстве предприятий, хотя стоимость парафинов нефти меньше стоимости гидролизатов, а стоимость газа еще меньше.

В предлагаемой технологии применяется оригинальная система аэрации, использующая ранее неизвестные закономерности массообмена между КЖ и аэрирующим воздухом. Она позволяет отказаться от воздуходувок и использовать значительно более производительные и энергоэффективные низконапорные дутьевые вентиляторы с давлением подаваемого воздуха не выше 200¸500 мм вод. ст. Энергоемкость на выработку 1 кг сырья в пересчете на 1 кг АСБ уменьшается до 0,14 кВт/кг в независимости от вида исходного сырья.

Т.о. мы имеем энергетический выигрыш на единицу производимой продукции для дрожчанов работающих на гидролизатах, послеспиртовой барде и сахарах примерно в 4,2 раза (см. акт испытаний в ПРИЛОЖЕНИИ), во столько же раз уменьшается потребление энергии на единицу БПК у аэротенков. Для аппаратов работающих на жидких парафинах нефти энергетический выигрыш будет в 30 раз, на газообразных углеводородах не менее чем в 42 раза, что может снова сделать их экономически целесообразными.

Система подачи воздуха на основе низконапорных вентиляторов может обеспечить его существенно больший расход, что совместно с новой конструкцией аэратора дает возможность увеличить удельную производительность с 1 м³ рабочего объема аппарата примерно в 4,9 раза (см. акт испытаний в ПРИЛОЖЕНИИ) при указанной экономии энергии.

Процесс роста м/о в этом случае может успешно идти при атмосферном давлении, что актуально для аппаратов работающих на жидких парафинах нефти и на газообразных углеводородах, где процесс протекает соответственно при давлении до 2,3 и 9 кгс/см², т.е. аппарат уходит из категории сосуда под давлением. При применении данной технологии на них прекращается выделение избыточного тепла и улучшается процесс охлаждения. Для аппаратов на газообразных углеводородах возможен отказ от применения технического кислорода в пользу воздуха, в области биологической очистки сточных вод это же относится к окситенкам, где также используется дорогостоящий технический кислород.