201113. lajstromszámú szabadalom • Biokatalitikus reaktor
37 csövön keresztül az alatta levő 4b szakaszba jut. A reaktorba ez esetben bevezetett szubsztrétum mennyiségét a katalizátor belső hengeres 35 foglalatban való kiválásának feltételei szerint határozzuk meg. A találmány szerinti biokatalitikus reaktornak az ismert berendezésekhez képest kicsi a hidraulikus ellenállása, még finomdiszperz katalizátorok alkalmazása esetén is. A reaktor tetszés szerinti számú szakasszal rendelkezhet. A katalizátor szubsztrátummal való intenzív keveredése révén az anyagátmenet felületi diffúzióból adódó ellenállását maximálisan leredukáljuk, a kicsapódás! termékek leülepedését a katalizátor szemcséire pedig kiküszöböljük, ami lehetővé teszi, hogy olyan szubsztrátumokkal dolgozzunk, amelyek finomdiszperz vagy kolloid részecskéket tartalmaznak. A fentiek összeségükben megnövelik a katalizátor fajlagos teljesítményét. A találmány szerinti biokatalitikus reaktorok kísérleti modelljeit két különböző léptékben készítettük el, ahol az egyes szakaszok munkatérfogata 2,5 illetve 32 liter, az oszlopok belső átmérője 140 illetve 300 mm, míg az összmagasság 2300 illetve 7000 mm. Mindegyik reaktor négy szakaszt tartalmaz. A kísérletek kimutatták, hogy a lépték változtatása a folyamat hatékonyságát nem befolyásolja. Ezek a reaktorok igen nagy hatékonyságot mutattak 20-30%-os keményitőszirup immobilizált glükoamiláz. általi hidrolizálásában, glükóz-fruktózszirup immobilizált glükózizomerázzal való előállításánál, szacharóz immobilizált invertáz általi hidrolizálásánál, laktóz immobilizált laktáz általi hidrolizálásánál tejsavóban, L-metionin acetil-DL-metioninból immobilizált aminoacilázzal való előállításánál, 6-aminopenicillánsav benzilpenicillinből immobilizált bétalaktamázzal való előállításánál. A reaktor teljesitménye, amely 1 kg száraz katalizátorra vonatkoztatva egy óra alatt előállított termék-kilogrammban fejezhető ki, a szubsztrétum meghatározott átalakulási fokánál valamennyi vizsgált eljárás esetében nagyobb volt, mint a rögzitett katalizátorréteggel rendelkező oszlopos reaktoroknál. Katalizátorként felhasználásra kerültek mind olyan enzimek, amelyek vegyi eljárás után ásványi hordozón (Silochrom) lettek iramobilizálva, mind pedig olyan enzimek, amelyek poliakrilamidgél részecskéibe lettek beépítve; valamennyi esetben csekély mértékű volt a hordozóanyag károsodása. A találmány szerinti biokatalitikus reaktor legcélszerűbben az élelmiszer-, gyógyszer- és vegyiparban kerülhet alkalmazásra, olyan folyamatok megvalósítására, amelyekben katalizátorként immobilizált enzimek vagy sejtek kerülnek felhasználásra, vagyis olyan enzimek és sejtek, amelyek diszperz hordozók részecskéin vannak rögzitve vagy gél részecskéibe vannak beépítve. 9 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Biokatalitikus reaktor, amely folyadék be- és elvezetésére szolgáló csőcsonkokkal 5 ellátott oszlopból áll, amely oszlop teljes felületükön perforált válaszfalak révén szakaszokra van felosztva, ahol a szakaszok mindegyike katalizátor be- és elvezetésére szolgáló csöcsonkokkal van ellátva, azzal jelle- 10 mezve, hogy az oszlop (1) alsó részében egy kamra (12) van kialakítva, amely nyomás alatti gázforróssal áll összeköttetésben és a legalsó szakasztól (5) perforált válaszfal (2) által van elválasztva, emellett a szomszédos 15 szakaszok (3,4; 4,5) folyadék átlépését biztosító túlfolyó szerkezetek (14, 25, 33) révén vannak egymással összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti biokatalitikus reaktor azzal jellemezve, hogy mindegyik 20 túlfolyó szerkezet (14) egy az oszlopon (1) kivül, két szomszédos szakasz (3, 4 illetve 4,5) közül a felsőbb szakasz (3 illetve 4) mentén elrendezett és ezen szakasz (3 illetve 4) felső és alsó részével összeköttetésben ál- 25 ló hengerből (15), egy a hengerbe (15) szerelt olyan csőből (18), amelynek nyitott vége a szakasz (3 illetve 4) közepe felett helyezkedik el, míg másik vége az alsóbb szakasz (4 illetve 5) alsó részével áll összeköttetés- 30 ben, valamint egy szűróelemból (20) áll, amely a felsőbb szakaszban (3 illetve 4), az említett henger (15) két becsatlakoztatása közötti tartományban van elhelyezve. 3. Az 1. igénypont szerinti biokataliti- 35 kus reaktor, azzal jellemezve, hogy mindegyik túlfolyó szerkezet (25) tartalmaz egy felülről nyitott hengert (26), amely két szomszédos szakasz (3a, 4a illetve 4a, 5a) közül a felsőbb szakaszban (3a illetve 4a) van elhe-40 lyezve és amelynek belsejébe egy folyadék és gáz átáramlásót biztositó hosszanti résekkel (27a) ellátott cső (27) van beépítve, amelynek alsó vége a szomszédos alsóbb Bzakasz (4a illetve 5a) alsó részével áll össze- 45 köttetésben, valamint egy szűrőelemet, amely felülről perforált foglalatként (29) van kialakítva és a perforált válaszfalon (2a) van alátámasztva, ahol a cső (27) nyitott vége a foglalat (29) felett van elrendezve. 50 4. Az 1. igénypont szerinti biokatalitikus reaktor, azzal jellemezve, hogy mindegyik túlfolyó szerkezet (33) két koaxiálisán elrendezett foglalatot (34, 35) tartalmaz, amelyek két szomszédos szakasz (3b, 4b, il- 55 letve 4b, 5b) közül a felsőbb szakaszban (3b illetve 4b) vannak elhelyezve, ahol a belső foglalat (35) alsó részében folyadék átáramlását biztosító átmenő nyílások (36) vannak kialakítva és ezen foglalatba (35) egy cső (37) 60 van bevezetve, amelynek felső vége a külső foglalat (34) fölött helyezkedik el, míg alsó vége a szomszédos alsóbb szakasz (4b illetve 5b) alsó végeivel áll összeköttetésben és a 65 10 HU 201113 B 7
