Brevet FR2325422A1 — publié le 19770422

l"invention concerne un dispositif pour le mélange de liqui- des, en particulier pour le mélange d'un milieu gazéifié, dans un fermentateur pour l'élevage aérobie de micro-organismes. Une multitude de types différents d'agitateurs, tels que hélIces, agitateurs à turbine, agitateurs endorme de feuille, agitateurs en forme d'ancre et agitateurs à vibrations, avec et sans stator, sont connus (UItANN, Encyklopàdie der technischen Chemie, volume 1, page 223, 1972). Le brevet d'invention allemand 1 557 185 décrit un agitateur à plusieurs étages, qui possède un tube de guidage, où le liquide gazéïfié est poussé vers le haut, d'abord à travers des ouvertures, puis dans le tube de guidage, et s'écoule vers le bas entre ce tube de guidage et la paroi ae la cuve. Tous les dispositifs mentionnés présentent l'inconvénient de devoir opérer à des vitesses de rotation relativement élevées, en vtie d'obtenIr un degré de dispersion désiré d'un liquide avec du gaz et un bon effet d'agitation. Du fait de ces vitesses de rotation élevées, les mélangeurs subissent une usure rapide correspondante. Un autre inconvénient des systèmes d'agitation connus consiste en ce qu'à viscosité plus importante, à partir de 50 à 100 poises par exemple, un effet d'homogénéité ne peut à peine être atteint. D'autres inconvénients de ces systèmes d'agitation connus sont, par exemple, les forces de cisaillement apparaissant lors d'une forte agitation au cours de la préparation d'antibiotiques, forces qui détruisent le mycélium. A faible agitation, la gazéifi- cation et l'homogénéisation sont insuffisantese L'invention vise à créer un système d'agitation n'ayant pas ces défauts et réalisant, de plus, les memes effets de dispersion et de mélange à moindre énergie. Le problème est résolu, conformément à l'invention, par un dispositif pour le mélange de liquides à gazéifier dans une cuve à réaction, comportant un arbre central et caractérisé en ce que des ailes d'agitation verticales tournantes sont fixées à ltarbre par l'intermédiaire d'une couronne d t entraînement supérieure et d'une ouronne d'entranment inférieure. L'invention est décrite ci-dessous, plus en détail, à l'aide du dessin joint. Y représentent la fig. 1 une coupe à travers la cuve à réaction équipée du dispositif conforme à l'invention, la figo 2 une coupe horizontale du dispositif selon la ligne A-A en fig. l, la fig. 3a une élévation d'une aile d'agitation, la fig. 3b une vue de cdté d'une aile d'agitation, tournée de 900, la fig. 4 une vue de dessus d'une aile d'agitation, la fig. 5 des courbes comparatives, relatives à des ailes d'agitation stationnaires, d'une part, et à des ailes rotatives, d'autre part, et la fig. 6 des tableaux comparatifs concernant un dispositif à quatre ailes d'agitation tournantes, en premier lieu, et à deux ailes d'agitation tournantes, en second lieu. En fig. 1 est illustrée la cuve à réaction 1, fermée par le couvercle 2 et la plaque de fond 5. L'arbre central 4, guidé dans le couvercle 2 par le palier 5 et dans la plaque de fond 3 par le palier 6 y est rendu étanche par le joint 7. Cet arbre 4 est relié à un train d'engrenages 8 et à un moteur 9. La couronne d'entrat- nement supérieure Il est fixée à la partie supérieure de l'arbre 4 par le moyeu 13 à l'aide d'une vis de réglage 15 ; la couronne d'entrainement inférieure 12 est fixée à la partie inférieure de l'arbre 4 par le moyeu 14 à l'aide d'une vis de réglage 16. Bes ailes d'agitation 10 peuvent tourner librement et sont guidées dans les couronnes d1entrainement supérieure et inférieure 11, 12 par les tourillons 17, 18. En fig. 2 sont indiqués par des flèches le sens de rotation de l'arbre 4 et le sens de rotation contraire des ailes d'agitation 10. Bes fig. 3a, 3b et 4 s'expliquent sans commentaire. mors de l'utilisation l'arbre 4 est commandé par un moteur électrique 9 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 8 et les ailes d'agitation 10 sont mises en rotation, dans le sens contraire, par la résistance du milieu. Un gaz, de l'air par exemple, peut être amené par une conduite non représentée, à travers le couvercle 2 du réacteur à n'importe quel endroit au fond du réacteur et peut s'échapper dans le liquide. Exemple 1 Un exemple comparatif doit confirmer les avantages du dispositif conforme à l'invention. l'es résultats d'essais sont-représentés sous forme de diagramme en fig. 5, et permettent de faire la comparaison entre des ailes rotatives (courbe I) et des ailes stationnaires (courbe II), la puissance électrique absorbée étant donnée en fonction de la vitesse de rotation. La courbe I révèle, par exemple, qu a une rotation à 600 tours par minute du mécanisme d'agitation, la puissance absorbée est d'environ 220 watts ; la courbe indique à 600 tours par minute du mécanisme d'agitation une puissance absorbée de 400 watts, ce qui correspond à une consommation de puissance moindre de 45 , lorsque les ailes d'agitation sont tournanteso Exemple 2 Be tableau de la fig. 6 fournit les valeurs de comparaison entre un agitateur à quatre ailes rotatives et un tel à deux ailes, dans un fermentateur de 14 litres, à volume rempli de 11 litres. l'es mesures ont été effectuées avec de l'eauo Il ressort du tableau qu'à un agitateur à quatre ailes rotatives une forte turbulence apparaît déjà à 200 tours car minute. A un agitateur à deux ailes l'effet d'agitation peut encore être déeigné comme bon à 200 tours par minute. La puissance absorbée est pour un dispositif à deux ailes, tournant à 200 tours par minute par exemple, de 50 ss inférieure que pour quatre ailes rotatives. I'agitateur conforme à l'invention peut être appliqué à un grand domaine de phases à mélanger, dans des conditions les plus diverseso REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le mélange de liquides à gazéifier dans une cuve à réaction, comportant un arbre central tournant, caractérisé en ce que des ailes d'agitation verticales rotatives (10) sont fixées à 11 arbre (4) par l'intermédiaire d'une couronne d'entraine- ment supérieure (11) et d'une couronne d'entrainement inférieure (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs paires d'ailes rotatives (10) sont fixées aux couronnes d'entranement (11, 12). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les paires d'ailes (10) sont en acier inoxydable. 40 Dispositif selon les revendications 1 et 2 prises dans leur ensele, caractérisé en ce que les paires d'ailes (10) sont en matière plastique. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les paires d'ailes (10) présentent une forme hélicoidale.