Биокаталитический реактор Советский патент 1993 года по МПК C12M1/06 

энз

: МУ

;..;.: / . С й

;; V BOV

ляе

бИ1

isfe

Изобретение относится к инженерной лмрлдгйи, в частности к технойргичесйб- )борудованйю для проведения реакций мрбилиэрвайными ферментами в пйще- й медицинской промышленности, и ив.-;. гея усовёрщенствбванйем известного каталитичёскрго реактора по а.с. СССР

42424. ; . ;- V :v..;, :-..:--::; ;-s:.

Известней бйокаталитйческий реактор сод гржит колонну, разделенную по верти- кая 1 перфорированными тарелками на сек- ;цм, переливные устройства, соединяющие смежнее секции, патрубки для подвода и субстрата :.Реактор снабжен rasp- водящейкамерой, размещенной в ниж- частй колонны, теплробменными лентами, установленными в каждой сек- , и ггеногасйщим устройствомi- в вёрх

по,

не

;эле

7: ци ней

части колонны. При этом площадь перфораций каждой Тарелки составляет 0,1-1,0% от площади проходного сечения

СГ) С

колрнны.а перфорация тарелок выполнена в виде отверстий, имеющих форму усеченного конуса, обращен ногр меньшим основани- ем вййз, причем отношение Диа метра меньшего основания к среднему диаметру зерен катализатора устанавливают равным 5-10. Переливные устройства размещены снаружи секций и снабжены фильтрующими элементами и трубками перелива, устамрв- леннымй с возможностью перемещения по вертикали. Каждая секция снабжена патрубком для отвода газа и ввода катализатора. .;-. - / с-:..... ; V . :- :

Недостатком известного реактора является низкая производительность при работе с катализаторами, требующих более мягких условий биокатзлиза, чем в частности, ограничена возможность; использования мягких носителей для клеток.

Целью изобретения является повышение прОйзводйТельнотсти биокаталитическо41

чэ ю о о XI

го реактора за счет более мягких условий биокатализа и обеспечение возможности использования различных носителей для клеток.

Поставленная цель достигается тем, что биокаталитический реактор, содержащий колонну, разделенную по вертикали перфорированными тарелками на секции, переливные устройства, Соединяющие смежные Секции, патрубки для подвода и отвода субстрата, газоподводящую камеру, размещенную в нижней части колонны, теплообменные элементы, установленные в каждой секции, пеногасящее устройство в верхней части колонны, причем площадь перфорации каждой тарелки составляет 0,1-1,0% от площади проходного сечения колонны, а перфорация тарелок выполнена в виде отверстий, имеющих форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз, причем отноше-. ние диаметра меньшего основания ксреднег му диаметру зерен катализатора установлено равным 5-10, секции снабжены дололнитель-. ными внешними устройствами для циркуляции среды в секции, каждое из которых включает корпус; полость которого сообщена с нижней частью одной из секций посредством патрубка и фильтрующего элемента, размещенного в этой секции и установленную в корпусе в его верхней части подъемную трубу, сообщенную с верхней частью той же секции, при этом нижераспояожен- ная секция соединена в верхней части с нижней частью газоподводящей трубы посредством патрубка для выхода газа из нижней секции в эту трубу. .

На чертеже изображена конструкция биокаталитического реактора в разрезе,

Биокаталитический реактор выполнен в виде колонны 1, разделённой по высоте на секции перфорированными тарелками 2. В нижней части колонны размещена газопод- водящая камера 3, снабженная патрубком 4 для подачи газа и патрубком 5 для отвода субстрата и катализатора. В верхней части колонны установлено пеногасящее устройство, включающее циклон 6, сливную трубу 7 и ороситель 8, Площадь перфорации каждой тарелки составляет 0,1-1,0% от площади проходного сечения колонны, а перфорация тарелок (выполнена в виде отверстий 9, имеющих в сечений по вертикали форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вниз. При этом отношение диаметра меньшего основания к среднему диаметру зерен катализатора устанавливают равным 5-10. Каждая секция реактора имеет переливное устройство, установленное снаружи и выполненное в виде цилиндра 10, сообщающегося с помощью трубопроводов 11, 12

через фильтрующий элемент 13 соответственно с верхней и нижней зоной секции. Внутри цилиндра 10 установлена с возможностью перемещения по вертикали переливная трубка 14, соединенная трубопроводом с нижней частью нижерасположенной секции. Каждая секция реактора снабжена теплообменным элементом 15, патрубком 17 с краном 18 и штуцерами для ввода

датчиков контрольно-измерительной аппаратуры (на чертеже не показаны). Каждая сек- ;ция снабжена дополнительными внешними устройствами для циркуляции среды секции, включающими корпус 19, в котором

расположены в нижней части газоподводя- щая труба 20, а в верхней части подъемная труба 21. Полость корпуса 19 сооб щена с нижней частью одной из секций посредством патрубка, например отрезка трубопровода 12, и фильтрующего элемента 13, размещенного в этой же секции. При этом подъемная труба 21 сообщена с верхней частью той же секции, а нижерасположенная секция соединена в верхней части с

нижней частью газоподводящей трубы 20 посредством вентиля 22 и патрубка для выхода газа 23.

Биокаталитический реактор, работает

следующим образом.

Для пуска реактора открываются патрубки 16 и включается подача газа в реактор чере з патрубок 4. Сверху е реактор заливается катализатор с субстратом в количестве,

предназначенном для работы одной секции. Залитая порция задерживается в нижней секции реактора. Закрывают в этой секции патрубок 16 и затем последовательно снизу вверх таким же способом загружают последующие секции. Загрузка секций катализатором с субстратом во.змржна также непосредственно через патрубки 16. При работе реактора сверху через ороситель 8 устанавливается постоянная подача субстрата, который последовательно проходит из секций в секцию через фильтрующие элементы 13 и переливныеустройства, взаимодействуя при этом с псевдосжиженным на тарелках секции катализатором. Одновременно часть субстрата из цилиндра 10 переливнОго устройства перетекает в корпус 19

дополнительного; устройства для циркуля. ции среды в секции, где насыщается тазом,

поступающим через газоподводящую труб

20 и патрубок для выхода газа 23 из ниже- расположенной секции. Насыщенный таким образом газом субстрат направляется через подъемную трубу 21 обратно в секцию. Соотношение количества воздуха барботажа, подаваемого через перфорацию тарелки 2 и

дополнительное устройство для перелива среды из секции в секцию может быть регу- лирзвано посредством вентиля 22. Время прибывания субстрата в каждой секции реактора регулируется величиной подачи ис- ход -юго субстрата.

|Предложенное техническое решение позволяет за счет создания возможности распределения подаваемого газа между перфорированными тарелками и устройст-

вом для циркуляции среды в секции обеспечить более мягкие условия перемешивания субстрата и тем самым использовать в биокатализе мягкие носители для клеток. При этом дополнительные устройства циркуляции среды в секций обеспечивают быстрое насыщение субстрата газом, что даст возможность ускорить процесс биокатализа и повысить производительность биокаталитического реактора..

Формула изобретения

Биокаталитичёский реактор, содержащий колонну, разделенную по вертикали перфорированными тарелками на секции, переливные устройства, соединяющие смежные секции, патрубки для подвода и отвода субстрата, газоподводящую камеру, разиещенную в нижней части колонны, теп- лоо5менные элементы, установленные в каждой секции, и пеногасящее устройство, расположенное в верхней части колонны, отличающийся тем, что, с целью нов 1шения производительности за счет более мягких условий биокатализа и обеспече

ния возможности использования различных носителей для клеток, секции снабжены дополнительными внешними устройствами для циркуляции среды в секции, каждое из которых включает корпус, полость которого сообщена с нижней частью одной из Секций посредством патрубка и фильтрующего элемента, размещенного в этой секции, и установленную в корпусе в его верхней части подьемную трубу сообщенную с верхней частью той же секции, при этом нижерасположенная секция соединена в своей верхней части с нижней частью газоподводящей трубы посредством патрубка для выхода газа из нижней секции в эту трубу.