Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4080
.pdf
отверстием или каналом внутри перфорированной трубы 16 образуется кольцевой канал 32.
При использовании машины материал, подлежащий окрашиванию, помещается в перфорированный барабан
или цилиндр 3, а корпус или кожух 1 заполняется необходимым количеством воды для смешивания с
красителем, после чего открываются клапаны в паропроводах, позволяя пару проходить через
перфорированные трубы 16, 17 и поступать в воду через перфорации в этих трубах. Когда пар нагреет воду
до необходимой температуры для подачи красителя, клапан 27 открывается, и краситель поступает в камеру
316 внутри инжекционного корпуса 28, где он распыляется паром, протекающим через инжекционное сопло
29, и под действием этого пара втягивается через канал 32 в перфорированную трубу 167, где смешивается с
этим паром, а затем проходит через перфорации в трубе 16 в воду 14 в ванне или корпусе. Когда в воду будет
добавлено достаточное количество красителя или резервуар с красителем 7F будет опустошен, клапан 27
закрывается, так что холодный воздух не будет поступать в ванну или корпус, если резервуар пуст.
После завершения процесса окрашивания клапаны 20 в трубах подачи пара 8C закрываются, и красящий
раствор сливается из ванны через выходное отверстие 33 в ее нижней части. Затем, при желании,
перфорированные трубы можно прочистить, открыв клапаны 20 на подающей трубе 8S и клапаны 23 на
выходной трубе.
Видно, что эвердер 3 радиально отстоит от емкости или корпуса 1 по всей своей окружности, то есть на 90
градусов, и ни в одной точке не касается и не приближается к контейнеру.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_248794.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=248794&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB248794A
[]
[Второе издание.] ]
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА - Дата подачи заявки: сентябрь. 10, 1924. № 21,405/24. 248,794 Завершено: 10
марта 1926 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ и средства выравнивания сил и инерционных эффектов в колеблющихся системах.
Я, Георг Херичи Сохиферштайн, проживающий по адресу: Кайзер-Фридрихштрассе, Шарлоттенбург,
Германия, гражданин Германии, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к способу и средствам выравнивания сил и инерционных эффектов в
механических системах для передачи мощности в колебательном режиме, в которых ведущий или ведомый
элемент соединен с упруго закрепленной массой, способной колебаться с выраженной собственной частотой
и переменной амплитудой, таким образом, чтобы передавать энергию или отнимать энергию у указанной
колебательной массы, не оказывая существенного влияния на ее собственную частоту, и в котором
периодичность ведущего или ведомого элемента и собственная частота колебательной массы согласованы.
Механические системы такого типа описаны в описаниях многих патентов № 188633 и № 237934, в которых
одновременно описывается ряд типов «свободных соединений», предназначенных для передачи энергии без
нарушения процесса колебаний.
Целью настоящего изобретения является разработка описанного выше устройства, конструкция и
расположение которого исключают передачу вибраций и инерционных эффектов на опоры.
С этой целью я предлагаю две колеблющиеся механические системы описанного выше типа или кратное двум
таким системам, работающим в противоположных направлениях с относительным фазовым смещением на
180 градусов, которые приводят в движение или приводятся в движение через одну или несколько «слабых
муфт», таким образом, что силы вибрации почти или полностью поглощаются. В этом случае колеблющиеся
механические системы, работающие в противоположных направлениях, могут обладать равными массами и
равными амплитудами, или, наоборот, их амплитуды могут быть обратно пропорциональны их массам.
Вышеуказанную проблему можно решить одним из следующих способов:
1)
1) Приведение в действие каждой из противодействующих систем или масс с помощью
кривошипно-шатунного механизма со смещением на 180° в сочетании со свободной муфтой для каждой
шестерни; или 2) Приведение в действие одной кривошипно-шатунной системы или масс с положительным
фазовым сдвигом на 180° через одну промежуточную свободную муфту с помощью рычагов или других
механических устройств; или 3) Приведение в движение одной кривошипно-шатунной системы, сочлененной с
двухрычажным рычагом, для приведения противодействующих систем в колебательное движение —
колебания с фазовым сдвигом на 180° — через две промежуточные свободные муфты; Во всех трех случаях
для достижения полного выравнивания инерционных эффектов необходимо, как уже упоминалось, чтобы
амплитуда была обратно пропорциональна массам, движущимся в противоположных направлениях, если они
неравны.
В качестве ненадежных соединений могут выступать обычные упругие соединения или любые другие типы
соединений, такие как инерционные соединения, фрикционные соединения или соединения с прерывистым
режимом работы, как указано в моей предыдущей спецификации № 237934.
Для более ясного понимания изобретения приведем прилагаемые чертежи, на которых массы обозначены
буквой «а», упругие ограничивающие элементы — буквой «б», свободные муфты — буквой «к», приводные
кривошипы, эксцентрики или другие приводные механизмы — буквой «г», а шатуны и тому подобное — буквой
«х».
На фиг. 1 представлен вариант осуществления, в котором две массы a1 и a2 закреплены между четырьмя
упругими ограничивающими элементами bl и b2, то есть как масса a1 с упругим ограничивающим элементом
bl, так и масса a2 с упругим ограничивающим элементом b2 образуют, в каждом случае, колебательную
систему с выраженной собственной частотой.
Путем выбора, определения размеров или регулировки упругих элементов относительно масс, две
представленные колебательные системы настраиваются на одну и ту же или приблизительно одну и ту же
частоту. Согласно изобретению, процесс колебаний этих двух колебательных систем происходит таким
образом, что направления их движения в любой заданный момент времени противоположны, причем эта цель
достигается с помощью реверсивного рычага i, который соединен с массой a' посредством шатуна h2, и с
массой a2 посредством шатуна h2. Таким образом, этот реверсивный рычаг i вызывает колебания двух
колебательных систем a', b' и a2, b2 с фазовым сдвигом в 180°.
Если обе группы ограничивающих пружин имеют одинаковую эффективную длину, как показано на рис. 1, то
колебания не будут передавать никаких вибраций или сил на общую опорную плиту или любые другие
расположенные снаружи детали машины. Пружины из ленточной или плоской стали предпочтительно
закрепляются между пластинами, которые имеют соответствующий изгиб, чтобы предотвратить поломку в
месте окончания удерживающего элемента. Сами удерживающие элементы также могут обладать очень
незначительной упругостью. Изогнутые участки превосходно приспособлены для ограничения хода свободно
колеблющейся системы за счет поглощения энергии.
Принцип работы устройства следующий: кривошип g приводится в движение и попеременно воздействует на
соединительное устройство kL в противоположных направлениях через шатун h. Эти напряжения передаются
на рычаг i, а через два стержня h1 и 12 — на колебательные системы a', b1 и a2, b2 соответственно, которые
приводятся в движение с фазовым сдвигом в 180°, при этом начальная амплитуда очень мала, а затем
непрерывно увеличивается.
В момент, когда они настроены, амплитуда этих систем достигает своего максимального значения, и в этот
момент как передача энергии, так и полезный эффект также достигают максимума.
Агрегация, которая — при достаточно точном расчете колебательной системы — предотвращает передачу
любых вибраций на соседние элементы или системы, подходит для сит мельниц, молотильных машин,
угольных и рудоразделительных установок, а также, на практике, для других машин и устройств.
Как показано на рис. 2, грузы a также могут быть подвешены к эластичному элементу b. Как показано на рис. 3,
упругий элемент b может представлять собой пружины, зажатые только с одного конца.
Кроме того, согласно рис. 4, массы a могут иметь маятниковую подвеску, в этом случае упругость
обеспечивается силой тяжести.
Для усиления упругого эффекта силы тяжести в данном случае между массами a' и a2 может быть
расположен упругий элемент b (например, спиральная пружина), как показано на рис. 5, или такой элемент
может представлять собой автономную ленточную пружину (как на рис. 7) или пневматический цилиндр и
поршень (как на рис. 8).
Используя упругие элементы bl и b2 одинаковой прочности, массы al и a2 также могут быть закреплены в
неподвижных точках, как показано на рис. 6.
В то время как показанное на рис. 1 свободное соединение lk представляет собой упругое соединение
листовых пружин, которые также могут быть зажаты между скошенными зажимами, могут также
использоваться и другие 85 типов соединений, например.
На рис. 9 показано упругое соединение, в котором в качестве упругого элемента используется воздух. Один
конец соединительного стержня весом 90 фунтов выполнен в виде плунжера, направляемого в цилиндре c,
который входит в зацепление с реверсивным рычагом i в точке d.
На рис. 10 представлено типичное изображение инерционной муфты, состоящей из массы 95 м, которая
подвижно и регулируемо подвешена на реверсивном рычаге i в точке cl и входит в зацепление с шатуном l7 в
точке e.
На рис. 11 показан способ управления каждой из 100 колебательных систем с помощью отдельных муфт k1 и
k2 соответственно, которые зацепляют массы a' и c a4 и приводятся в движение от двойного кривошипа g
посредством шатунов 105 hb' и hI2.
На рис. 12 показано применение описанного выше механизма в двигателе внутреннего сгорания. Поршни a1 и
at образуют колеблющиеся массы 110, которые приводятся в движение в противоположных направлениях
реверсивным рычагом i. В данном случае средства упругого ограничения обеспечиваются газовыми
подушками двух рабочих цилиндров bl и b2 115 и цилиндра сжатия b3, который является общим для обоих
поршней. Передача энергии наружу осуществляется через точку опоры реверсивного рычага i и через упругую
муфту 120 L^ с кривошипно-шатунным приводом g, lb.
Схема, изображенная на рис. 13, отличается от схемы на рис. 12 тем, что рабочий цилиндр bs является
общим для обоих поршней, а цилиндры b1 и b2 расположены как цилиндры сжатия. Два поршня a' и a2
воздействуют на два рычага i и i2, один из которых (il) выполнен в качестве реверсивного рычага, и оба рычага
соединены шатуном Ih, с помощью которого выполняется действие 130. Я заявляю, что то, что I 65
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_248795.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=248795&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB248795A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Я, Герберт Лангвейл, проживающий по адресу: «Вентворт», Денхэм-роуд, Эпсом, графство Суррей,
подданный Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер:
данное изобретение относится к усовершенствованию процесса ферментации целлюлозы или целлюлозного
материала.
Изобретение в некотором смысле можно рассматривать как состоящее из двух частей: первая касается
концентрации затора, а вторая в основном относится к изменению количества доступного питательного
вещества в заторе.
Если говорить более подробно о первой части, то можно сказать, что ферментация целлюлозных материалов
с помощью микроорганизмов представляет собой сложную задачу, поскольку необходимо обеспечить
питательными веществами микроорганизм, объектом воздействия которого является твердое тело,
взвешенное в жидкости, которая, как правило, содержит питательные вещества, а также щелочной материал,
необходимый для нейтрализации кислот, образующихся в процессе ферментации. В обычных процессах
ферментации используемые микроорганизмы, как правило, должны воздействовать на вещества в растворе
или коллоидной суспензии, но в любом случае в гораздо более мелкодисперсной форме, чем это обычно
возможно в случае целлюлозной ферментации, и возникают большие трудности в обеспечении и
поддержании таких условий в последнем случае, которые позволили бы активно осуществлять ферментацию.
Настоящее изобретение направлено на преодоление подобных трудностей.
Я изучил диапазон кислотности, необходимый для успешного брожения, и обнаружил, что степень
кислотности играет важную роль в скорости брожения. Таким образом, я установил условия кислотности 45,
необходимые для наиболее выгодного проведения брожения.
Я обнаружил, что диапазон концентрации ионов водорода, обеспечивающий наиболее быструю
ферментацию, находится в пределах от 10⁹ до 10⁵ концентрации ионов водорода.
Изобретение в данной части в основном заключается в проведении ферментации целлюлозных материалов в
заторной массе, имеющей концентрацию ионов водорода 55 в диапазоне от примерно 10⁹ до 10⁵,
измеренную в основной массе затора.
Изобретение включает в себя конкретный выбор концентрации ионов водорода, составляющей
приблизительно 10⁷. 60 При поддержании указанного диапазона кислотности путем нейтрализации кислоты,
образующейся в процессе брожения, карбонатами щелочноземельных металлов, такими как карбонат
кальция, я обнаружил, что скорость брожения очень быстро снижается. Я тщательно изучил причину этого
снижения скорости и обнаружил, что некоторые из карбонатов щелочноземельных металлов, используемых
для нейтрализации кислоты, образующейся в процессе брожения, образуют растворимые соли в бродильной
массе, и что эти растворимые соли кальция или бария серьезно препятствуют скорости и ходу брожения. 75
При использовании карбонатов щелочноземельных металлов для нейтрализации кислоты, образующейся в
процессе брожения, их действие происходит быстро.
уменьшается по мере увеличения количества растворимых солей извести, образующихся в результате
нейтрализации, из-за снижения растворимости карбонатов щелочноземельных металлов в присутствии. Дата
подачи заявки: сентябрь. 10, 1924. № 21,414/24.
й],,, " " окт. 23, 1924. № 25,275/24.
Один полный левый: 10 июля 1925 года.
Завершено: 10 марта 1926 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 21414, 1924 г. н.э.
Усовершенствования в процессах ферментации целлюлозы или связанные с ними.
Я сказал растворимые соли щелочноземельных металлов. Если вместо карбонатов щелочноземельных
металлов для нейтрализации кислоты, образующейся в процессе брожения, использовать щелочи, то на
практике не наблюдается снижения активности в той же степени, что и в случае карбонатов
щелочноземельных металлов в присутствии солей щелочноземельных металлов, что, вероятно, объясняется
тем, что растворимость щелочей не изменяется под воздействием давления солей щелочных металлов в той
же степени, что и растворимость карбонатов щелочноземельных металлов в присутствии солей
щелочноземельных металлов.
Изобретение также заключается в поддержании активности брожения путем контроля концентрации ионов
водорода в указанном диапазоне посредством нейтрализации кислотности затора с помощью щелочи или
щелочной соли, предпочтительно карбоната или бикарбоната натрия.
Изобретение также заключается в соответствующей нейтрализации кислотности, возникающей в процессе
брожения, с помощью соли щелочноземельного металла, такой как карбонат кальция, при этом избегая
ингибирования за счет обеспечения достаточной растворимости этой соли по всей заторной массе.
Изобретение включает обеспечение достаточной растворимости добавляемой соли щелочноземельного
металла путем осаждения образующейся ингибирующей растворимой соли щелочноземельного металла и
применения соответствующего перемешивания или взбалтывания затора для поддержания большей
однородности концентрации ионов водорода и для обеспечения более тесного контакта взаимодействующих
компонентов затора, независимо от характера взвешенных целлюлозных частиц, вязкости культуральной
среды и флотационного действия образующихся газов.
Изобретение также включает в себя усовершенствованные процессы ферментации для производства
алифатических кислот и спиртов, для производства газов, таких как водород, диоксид углерода, метан и тому
подобное, или для обеих целей.
Предпочтительно проводить ферментацию в анаэробных условиях, и я предпочитаю использовать
практически закрытый сосуд, чтобы выход образующихся газов практически исключал попадание воздуха.
Этого можно удобно добиться, отводя газы через герметичный водонепроницаемый патрубок известным
способом. Однако использование более или менее аэробных условий может принести меньшую выгоду.
В состав таких продуктов обычно входят алифатические кислоты с одним или несколькими из следующих
компонентов или без них: алифатические спирты, водород, CO2 и метан.
Для реализации данного изобретения в одном из вариантов, например, применительно к ферментации
рисовой соломы, рисовую солому предпочтительно замачивают в разбавленной кислоте с концентрацией
около 1% и нагревают примерно до 100 °C в течение двух-трех часов до полного размягчения, а затем
измельчают любым подходящим способом. Затем кислота в мякоти нейтрализуется, и все это загружается в
бродильный сосуд вместе с водой, подходящими минеральными питательными веществами, такими как соли
калия, например, хлорид калия, азотсодержащие соединения, такие как хлорид или сульфат аммония, и
соединения, содержащие фосфор, такие как фосфат натрия. Затем в полученную массу вносят от 1% до 5%
конского навоза, нагретого в процессе автоброжения. Затем всю смесь нагревают до сравнительно высокой
температуры около 65 °C. Как только начинается активное брожение, что может занять от 80 до 36 часов, в
жидкости проверяют концентрацию ионов водорода, и если она превышает 10⁶, то следует добавить
бикарбонат натрия в таком количестве, чтобы снизить концентрацию ионов водорода в культуре до 10⁷ или
10⁸.
Исследование жидкости и последующее добавление пищевой соды повторяются до тех пор, пока активное
брожение не прекратится. Полученный в результате ферментации спирт можно затем переработать для
разделения содержащихся в нем продуктов любым из обычных, хорошо известных методов. Предпочтительно
проводить это брожение в закрытом сосуде, чтобы сохранить атмосферу, содержащую значительную долю
CO2.
В качестве альтернативы, если предполагается использование карбоната щелочноземельного металла,
например...
Перед началом брожения в затор добавляют избыток карбоната кальция (100%). После некоторого времени,
прошедшего с момента начала брожения, обнаруживается, что из-за растворимых солей извести,
образующихся в результате нейтрализации 105 кислотных тел, возникающих в результате брожения, процесс
брожения замедляется. Прежде чем это произойдет, необходимо осадить растворимые соли кальция,
являющиеся ингибиторами, предпочтительно путем добавления соответствующих количеств солей натрия
или щелочных солей, образующих нерастворимые соединения извести. Для этой цели я предпочитаю
использовать сульфат натрия или карбонат натрия. 115 Время от времени вносятся аналогичные добавки
щелочных солей для поддержания концентрации ионов водорода в пределах требуемых значений и для того,
чтобы количество солей извести в растворе было достаточно низким для активного протекания процесса
брожения. Концентрация солей извести, вызывающая ингибирование, варьируется в зависимости от
материалов и условий работы, но в одном из 125 примеров я обнаружил, что ингибирование или вредное
замедление начиналось, когда концентрация растворимых солей извести достигала 4 граммов (в пересчете
на CaO на литр).
Для определения точной концентрации248,795 Таким образом, настоящее изобретение предлагает способ
ферментации целлюлозы, который заключается в проведении ферментации с использованием питательных
веществ, таких как 70 калий, фосфор и азот и подобные соединения, путем регулирования количества
питательных веществ в соответствии с видом и количеством желаемых продуктов. 75 Изобретение вкратце
заключается в усовершенствовании процесса ферментации целлюлозы в анаэробных или аэробных
условиях, которое включает этап влияния на вид и количество получаемых продуктов путем произвольного
увеличения или уменьшения количества доступного питательного вещества в заторной массе.
В связи с подобным процессом изобретение также заключается в предотвращении всплытия целлюлозы на
поверхность путем мягкого перемешивания затора, что позволяет высвободить газ, осевший на целлюлозе;
обеспечении плавания целлюлозы на поверхности и увеличении количества питательных веществ для
компенсации относительно небольшого количества питательных веществ, с которыми целлюлоза в противном
случае контактировала бы; обеспечении нерастворимости образующихся солей щелочноземельных
металлов, если карбонат щелочноземельных металлов используется для нейтрализации кислоты,
образующейся в процессе брожения, с целью увеличения скорости брожения; нейтрализации кислоты,
образующейся в процессе брожения, с помощью карбонатов, бикарбонатов или гидратов щелочных
металлов; и поддержании кислотности, образующейся в процессе брожения, в пределах от 10⁹ до 10⁵
концентрации ионов водорода.
Изобретение включает в себя способ ферментации целлюлозы в анаэробных или аэробных условиях, в
основном описанный ниже. 110 В качестве примера реализации этой части изобретения наиболее удобным
способом определения типа брожения является анализ газа, образующегося в процессе брожения. 115
Наблюдения, проводившиеся в течение нескольких лет, без исключения показали, что когда метан
присутствует в газах, выделяющихся при прямой ферментации целлюлозы, спирт не образуется, но когда в
газах присутствуют только водород и углекислый газ, спирт неизменно образуется. В качестве иллюстрации
можно привести следующее: полученный газ содержал 54,2% диоксида углерода и 45,8% водорода.
Продуктами ферментации стали уксусная кислота в количестве, эквивалентном 28,7% от ферментированной
целлюлозы, и спирт в количестве, эквивалентном 21,3% от ферментированной целлюлозы. В следующем
эксперименте показано, что для определения концентрации ионов водорода в бродильном растворе следует
использовать специальные индикаторы, то есть очень чувствительные индикаторы, которые меняют свой
цвет при малейшем изменении концентрации ионов водорода. Я обнаружил, что подходящими индикаторами
являются: для верхнего предела — метил красный с диапазоном концентраций от 10⁴,² до 10⁶,³; для
среднего предела — бромтимоловый синий, который становится желтым при 10⁶,², зеленым при 10⁷ и
синим при 10⁷,²; и для нижнего предела — фенолфталеин, который становится розовым примерно при 10⁹.
Для того чтобы оставаться в пределах допустимой кислотности, т.е.
В пределах от 10⁹ до 10⁵ кислота, образующаяся в процессе брожения, должна быть нейтрализована
добавлением нейтрализующего агента.
При ферментации твердого продукта с помощью микроорганизма возникают трудности с доставкой
питательных веществ к организму и удалением кислых продуктов реакции. Я обнаружил, что
соответствующее перемешивание увеличивает скорость ферментации, обеспечивая более быстрое
поступление питательных веществ к организму и более быструю нейтрализацию кислот, образующихся в
результате действия организма, за счет увеличения диффузии и более быстрого и тесного контакта
нейтрализующего агента с местом его действия.
Теперь перейдем ко второй части изобретения. В процессах ферментации обычно используются питательные
вещества, такие как калий, фосфор, азот и подобные соединения.
Я исследовал процесс ферментации целлюлозы с добавлением питательных веществ и обнаружил
удивительный факт: продукты, полученные в результате ферментации в условиях, в остальном схожих,
зависят от количества питательных веществ, доступных в процессе ферментации.
Я обнаружил, что продукты, полученные, например, при ферментации целлюлозы в условиях недостаточного
питания, совершенно отличаются от продуктов, полученных при наличии достаточного количества
питательных веществ для ферментации.
Таким образом, я установил тот факт, что количество доступного питательного вещества оказывает ранее не
предполагавшееся влияние на продукты ферментации. Например, культура, содержащая большое
количество доступных питательных веществ, при подходящих условиях будет давать в качестве основных
продуктов спирт и алифатические кислоты, но мало или совсем не давать метана, в то время как культура,
испытывающая дефицит этих питательных веществ, будет давать в качестве основных продуктов
алифатические кислоты и метан, но мало или совсем не давать спирта, и, наконец, культура, испытывающая
такой дефицит питательных веществ, что приближается к условиям голодания, будет медленно давать в
качестве основного продукта метан.
248,795 -.-. как образуются газы, а следовательно, и вид и количество получаемых продуктов, варьируются в
зависимости от количества доступного питательного вещества в заторной массе; во всех примерах
ферментация проводилась при температуре около 65 °C и в обычном режиме: ПРИМЕРЫ.
II III гм.
Хлорид калия.
0.09 0.04 0.09 гм. Фосфат натрия.
0.20 0.20 0.05 гм.
Хлорид аммония.
0.10 0.10 0. 10 Типичные выделяющиеся газы:
CO2 H2 CH4 56.3 43.7 62.0 9.9 28.1 57.2 30.4 12.4 В заторной смеси, содержащей количества питательных
веществ, указанные в Примере I, метан не образуется, но наблюдается значительный выход спирта.
Во втором примере, в котором количество калиевой соли уменьшается примерно вдвое и образуется
значительное количество метана за счет водорода, анализ показал, что спирт не образуется. В третьем
примере количество солей калия и аммония остается таким же, как в примере 1, но количество фосфата
уменьшается по сравнению с этим примером. В результате снова образуется значительное количество
метана, и анализ показал соответствующее выделение этого метана в образовавшемся спирте.
В каждом случае брожение было достаточно интенсивным, и фактического голодания еще не наступило.
Присутствие метана в примерах II и III ясно указывает на то, что в примере I образовался спирт, тогда как в
примерах II и III в больших количествах образовалась уксусная кислота, но спирта образовалось мало или
совсем не образовалось.
Из-за нерастворимости целлюлозы и большого объема газа, выделяющегося в процессе ферментации,
целлюлоза может подниматься на поверхность или даже полностью выходить из культуральной жидкости, так
что очень мало питательного вещества будет контактировать с целлюлозой, несмотря на то, что ее
достаточное количество было добавлено в культуру изначально. Поэтому, чтобы организмы могли получить
свою полную долю питательных веществ, затор следует осторожно перемешивать, чтобы удалить из него
пузырьки газа, а целлюлозу следует держать погруженной в затор, чтобы для брожения всегда было доступно
максимальное количество контролируемых питательных веществ. Вполне естественно, что вместо легкого
перемешивания или взбалтывания твердого продукта, подлежащего ферментации, его можно оставлять
плавающим на поверхности, так чтобы он контактировал с относительно небольшим количеством
питательных веществ в зависимости от степени погружения целлюлозы, и для компенсации такого
уменьшения количества доступных питательных веществ можно использовать их в заторном сусле в большем
количестве.
Нейтрализация кислоты предпочтительно осуществляется средствами, описанными в первой части данной
спецификации, и предпочтительно поддерживается в оптимальных пределах средствами, также описанными
в первой части данной спецификации.
Теперь, когда с помощью настоящего изобретения установлено, что вид и количество продуктов, получаемых
при прямой ферментации целлюлозы, могут быть использованы различные другие методы, известные в
области ферментации, также могут быть применены. Это возможно, поскольку позволяет контролировать
количество доступного питательного вещества в заторной массе, или, другими словами, увеличивать или
уменьшать количество доступного питательного вещества. 85 К числу наиболее важных аспектов данного
изобретения я отношу (а) ограничение кислотности; (б) высокую температуру брожения; (в) питательные
вещества; и (г) вопросы перемешивания, в частности, регулирование продуктов путем перемешивания.
Подводя итог некоторым аспектам изобретения, следует отметить, что при прямой ферментации
целлюлозного материала необходимо поддерживать существенную нейтральность в 95%-ном сусле, если
требуется быстрая ферментация.
Было установлено, что эта «существенная нейтральность» находится в диапазоне кислотности от Pn9 до Pa5,
или pH 4,5.
В процессе брожения образуются такие кислоты, как уксусная, масляная, молочная и угольная, которые
необходимо нейтрализовать, чтобы предотвратить чрезмерное повышение кислотности сусла. Для этой цели
обычно используют карбонат кальция, но теперь обнаружено, что даже избыток мелкодисперсной формы
карбоната кальция, такой как мел, полученный методом левижирования (отбеливание), находящийся в тесном
контакте с ферментирующимися материалами, не всегда достаточен для поддержания кислотности в
полезном диапазоне.
Например: Соли аммония обычно присутствуют в заторной массе для обеспечения бактерий, вызывающих
брожение, азотом, и они могут реагировать с карбонатом кальция, образуя оксид или карбонат магния, или
смесь сульфата натрия и карбоната кальция.
2.
Удаление углекислого газа, являющегося источником кислотности, из культуральной среды может быть
достигнуто, например, путем создания частичного вакуума над сеткой или ее частью, или путем вытеснения
углекислого газа инертным газом, таким как азот или водород.
3.
Использование мелкодисперсной формы карбоната кальция, например, осажденного мела, который более
доступен для нейтрализации кислоты в месте ее образования благодаря возможности его диспергирования
по всей массе.
Также было установлено, что наиболее быстрое брожение происходит при использовании термофильных
организмов, которые хорошо работают в диапазоне температур от 50 до 70 °C. На практике
удовлетворительной считается температура 60 °C.
карбонат аммония.
Если брожение проводится в сосуде, открытом для воздуха, карбонат аммония может терять углекислый газ и
оставлять избыток свободного аммиака, тем самым снижая кислотность ниже нижнего предела.
Это может произойти, если процесс брожения начнётся медленно. Если во избежание этой трудности, а также
во избежание порчи полезных продуктов из-за чрезмерной аэрации, брожение проводить в закрытом сосуде,
то углекислота и другие кислоты, выделяющиеся в процессе быстрого брожения, могут накапливаться в
заторной массе в такой степени, что кислотность повысится слишком сильно, несмотря на наличие избытка
карбоната кальция.
Поэтому необходимо принимать особые меры предосторожности, если требуется поддерживать кислотность
в пределах, необходимых для быстрого брожения. Вот несколько примеров методов поддержания такой
подходящей кислотности: 1. Использование нейтрализующих веществ, таких как карбонат или бикарбонат
натрия. Дата: 10 сентября 1924 года. 50 МАРКС И КЛЕРК.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 25275, 1924 г. н.э.
Улучшения в процессе ферментации целлюлозных материалов и связанные с ним улучшения.
Я, Герберт Лангвилл, проживающий по адресу: Гарт, Виндмилл Энд, Эпсом, графство Суррей, подданный
Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер: данное
изобретение относится к ферментации целлюлозных материалов и имеет своей целью создание
усовершенствованного процесса, направленного на производство алифатических спиртов и кислот, например,
спиртов, уксусной и масляной кислот.
Ранее перед ферментацией целлюлозных материалов было принято подвергать их термической
стерилизации.
Я обнаружил, что это приводит к нежелательным результатам, поскольку, по-видимому, образуются
вещества, которые подавляют или склонны подавлять желаемое брожение.
1 Также было обнаружено, что в некоторых случаях нестерилизованный материал может быть подвергнут
ферментации с использованием бактериальной флоры, которая естественным образом присутствует в таком
материале; кроме того, материал, полностью стерилизованный процессами, не способными вызвать тот же
дефект, может быть использован для ферментации с помощью подходящих добавленных бацилл, а
материал, частично стерилизованный процессами, не способными вызвать вышеуказанный дефект, может
быть использован для ферментации с помощью подходящих бацилл, присутствующих в нем естественным
образом или добавленных. В обоих этих случаях можно избежать этапа стерилизации с помощью процесса, в
результате которого образуются вещества, ингибирующие или склонные ингибировать желаемое брожение.
В некоторых случаях брожение может протекать без питательных веществ, но в других случаях питательные
вещества необходимы или желательны. Я также обнаружил, что некоторые клеточные материалы, которые
могут ферментироваться без добавления питательных веществ, сами могут обеспечивать питание или
стимуляторы для материалов, которые обычно требуют добавления питательных веществ для брожения. По
этой причине подходящая смесь двух классов веществ может быть использована для брожения
непосредственно, то есть без добавления питательных веществ. 100 Изобретение представляет собой способ
ферментации целлюлозных материалов, в котором в качестве исходного вещества используются
нестерилизованные целлюлозные тела, что позволяет избежать этапа, который ранее считался
необходимым.
248,795 Изобретение также включает в себя процесс, в котором целлюлозные материалы ферментируются
бациллами, способными работать при высоких температурах, например, около 60–70 °C, которые получают,
например, из природных источников, таких как зеленые листья.
Изобретение также заключается в выборе высушенного материала, например, сульфитной пульпы или сухих
кукурузных початков, в качестве исходного сырья с добавлением природных или других питательных веществ
для ферментации на любой подходящей стадии.
Изобретение также заключается в сочетании зеленых целлюлозных материалов или подобных им
материалов, например, зеленого бамбука или свежей травы, которые могут быть ферментированы в
соответствии с данным изобретением без добавления питательных веществ, и осветленных целлюлозных
материалов, например, сульфитной пульпы или сухих кукурузных початков, которые обычно требуют
добавления питательных веществ, при этом соотношение между двумя классами материалов должно быть
таким, чтобы объединенная масса могла быть непосредственно ферментирована описанным способом без
добавления питательных веществ.
Изобретение также заключается в измельчении любых высушенных целлюлозных материалов или дроблении
любых зеленых целлюлозных материалов с целью облегчения доступа бактерий и, следовательно,
увеличения скорости ферментации.
Изобретение также включает в себя усовершенствованные процессы ферментации, в значительной степени
соответствующие описанным здесь.
Уксусная кислота;
Соседние файлы в папке патенты