[发明专利]用于在悬浮物中混合凝聚的粉末的混合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在悬浮物中混合凝聚的粉末的混合装置。

背景技术

微生物在工业规模上的培育在近年来有多方面的应用。这样培育微生物，以便制造用于获得电流或用于生产生物柴油的有机燃料。此外在努力的过程中为了减少世界范围的二氧化碳排放，也使用光合作用活性的微生物，以固定废气中的二氧化碳。

对于培育微生物、例如藻类或蓝细菌而言，不仅应用生物反应器还应用平台设备（水产养殖厂）。在适合的营养溶液中培育微生物，该营养溶液包括水、碳源（Kohlenstoffquelle）和如矿物质或微量元素那样的补充物质。在此组成成分取决于微生物的要求。

因为微生物仅仅允许非常小的细胞密度，所以在收获时出现了大量液态的介质，微生物必须与该液态介质分离，以便其被继续加工。为此，现代化的方法使用了节约能量的磁选方法，其中微生物加载了磁铁矿微粒并且接着被引导经过磁场。在此，磁化的微生物与未磁化的液体分离。磁选方法例如在DE 10 2009 030 712中加以描述。

为了能够借助于磁铁矿微粒实现有效的分离，这些磁铁矿微粒必须形成稳定的微生物。为此需要在微生物和磁铁矿微粒之间的紧密接触，该接触使得磁铁矿微粒稳定地粘附在微生物上并形成凝聚物。通常，通过将磁铁矿微粒搅拌混入微生物营养溶液悬浮物中来形成在微生物和磁铁矿微粒之间的接触。然而在此的缺点是，搅拌能量仅仅不均匀地将能量输入到悬浮物中。由此，与搅拌能量能将能量均匀地输入到悬浮物中时所需的能量相比，总体上需要更多的能量用于搅拌，以便能实现磁铁矿微粒与微生物充分紧密的接触。

发明内容

本发明的目的在于，实现了一种用于在悬浮物中混合凝聚的粉末的混合装置，其中在混合时混合能量能均匀地输入悬浮物中并且由此实现良好地形成凝聚物。

该目的利用具有权利要求1的特征来实现。此外，在其他权利要求中给出了有利的设计方案。

根据本发明的、用于将凝聚的粉末混合在由载体流体和在其中悬浮的颗粒构成的悬浮物中的混合装置具有：用于产生悬浮物射束的喷嘴；用于将粉末引入悬浮物射束中的供给装置；混合腔，混合腔配置用于将颗粒与粉末混合，以使得粉末粘附在颗粒上；以及扩散器，其用于稳定悬浮物，使得由粉末附着的颗粒在悬浮物中形成凝聚物。

优选地，粉末是磁铁矿粉末。此外优选的是，颗粒是藻类和/或蓝细菌，并且载体流体是用于藻类和/或蓝细菌的营养溶液。

优选地，喷嘴、混合腔和扩散器串联连接。在此优选的是，喷嘴、混合腔和扩散器组合成管。优选地，供给装置利用其输入口通入混合腔中，以使得在悬浮物射束进入混合腔中时，粉末能由供给装置经过输入口引入悬浮物射束中。为此优选的是，供给装置的输入口布置在混合腔中的悬浮物射束之外。

优选地，混合腔配置用于使悬浮物射束与粉末一起形成涡流。为此优选地，混合腔具有隔板和/或偏转轮廓，利用隔板和/或偏转轮廓能使悬浮物射束与粉末一起实现涡流。此外优选地，扩散器具有开口度和长度，以使得在扩散器中的悬浮物能无分离地稳定，由此在悬浮物中形成凝聚物。

利用根据本发明的混合装置，在将粉末混合到悬浮物中时能实现均匀地将混合能量输入悬浮物中，由此能实现使粉末与颗粒紧密接触。由此颗粒基于粉末的凝聚效应能有效地形成凝聚物。当悬浮物由微生物和水构成并且粉末是磁铁矿粉末时，根据本发明的混合装置特别有利地起作用。具有微生物的悬浮物作为驱动介质被泵送到混合装置中，其中悬浮物在喷嘴中被加速。由此，由喷嘴形成了驱动射束，磁铁矿粉末或者在气相中或在液相中被混入驱动射束中。在混合腔中，微生物和磁颗粒通过高剪切力和湍流而均匀地混合。布置在混合腔下游的扩散器将悬浮物的速度部分地转换为压力。在扩散器中剪切力和湍流减小，并且在扩散器中可以预期地形成微生物-磁铁矿凝聚物。

此外由于喷嘴、混合腔和扩散器的管状布置而提供了一种混合装置的近似多级的设计方案，其中连续的悬浮物流能穿流过混合装置。由此利用根据本发明的混合装置，在微生物悬浮物的连续流程中混合磁铁矿粉末，由此要求形成凝聚物。混合装置的根据本发明的、优选地具有隔板和偏转轮廓设计方案能实现将微生物悬浮物与磁铁矿颗粒良好地混合。在此实现了将能量均匀地输入悬浮物中，由此为了达到悬浮物的预定的充分混合度而需要的能量被最小化。为此，与传统的、其中能量不均匀地输入悬浮物中的混合装置相比，有利地节省了能量。此外有利的是，将混合装置应用在一个用于产生微生物的设备中，即悬浮物能与在该悬浮物的在其中形成的凝聚物一起连续地生成。

附图说明