201113. lajstromszámú szabadalom • Biokatalitikus reaktor
7 HU 201113 B 8 Az adott példakénti kiviteli alaknál a folyadék a 33 túlfolyó szerkezet 37 csövéből 42 kamrába kerül, ahonnan 43 csővezetéken keresztül a szomszédos alsóbb szakasz alsó részében levő 10 csőcsonkba folyik. A 42 kamra egy pH-érzékelő esetleges elrendezésére és titrálás céljából alkáli vagy sav bevezetésére alkalmas módon van kialakitva, ami azon folyamatok esetében szükséges, amelyeknél a közeg pH értéke változik. Egyébként az 5. ábrán bemutatott reaktor felépítése hasonló a korábban mér ismertetett típusokéhoz. A biokatalitikus reaktor 1. ábrán bemutatott kiviteli alakjának működésmódja a következő: A reaktor beindításához kinyitjuk valamennyi, a katalizátor betöltésére szolgáló 9 csőcsonkot és a 13 csőcsonkon keresztül megindítjuk a gázbevezetést. Ezután a legalsó 5 szakaszba a 9 csőcsonkon keresztül katalizátor-szuszpenziót öntünk be (továbbiakban szubsztrátumnak nevezett) szubsztrátoldatba, mégpedig olyan mennyiségben, amekkorát ezen szakasz működésén előzetesen meghatároztunk. A katalizátor és a szubsztrátum mennyiségét az 5 szakaszban a 14 túlfolyó szerkezet folyadékelvezetésre szolgáló 18 csövének elrendezési magassága határozza meg. Ezután á legalsó 5 szakasz 9 csöcsonkját lezárjuk, és hasonlóképpen járunk el mindegyik magasabban elhelyezkedő 4, 3 szakaszban. A 12 kamrába a 13 csőcsonkon keresztül bevezetett gáz fokozatosan átáramlik az 5, 4, 3 szakaszok 2 válaszfalainak 23 nyílásain keresztül, miközben az ezekben levő katalizátort fluidizált állapotba hozza, végül a reaktort a 21 tölcsér 22 csőcsonkján keresztül hagyja el, amelynek habroncsoló szerepe van. A reaktor működésébe bekapcsoljuk a 24 hőcserélőelemeket is és a reaktorban levő katalizátort illetve szubsztráturaot automatikus szabályozással állandó hőmérsékleten tartjuk. Ezt követően kezdjük meg a folyamatos szubsztrátum-bevezetést az 1 oszlopba a 7 csőcsonkon keresztül, miközben a szubsztrótumfogyást a megvalósítandó reakció kinetikája határozza meg. A szubsztrátum lefolyik a 21 tölcsér falain és a felső 3 szakaszba kerül. Itt a szubsztrátum kölcsönhatásba kerül a fluidizált katalizátorral és a 20 szűrőelemen keresztül a 17 csővezetékben a 15 hengerbe jut, amelyben a szubsztrátum elvezetésére szolgáló 18 cső van elhelyezve; ezen 18 cső felső nyitott vége határozza meg a szubsztrátum szintjét a 3 szakaszban, míg a többlet szubsztrátum a 18 csövön és a 19 csővezetéken keresztül az alatta levő 4 szakaszba áramlik, ahol egy újabb adag katalizátorral kerül kölcsönhatásba, majd az előbbi folyamat ismétlődik. Az utolsó 5 szakaszból a szubsztrátum a 12 kamrába jut és a reaktort a 8 csócsonkon keresztül hagyja el. A reaktor rövid idejű leállítása a katalizátor eltávolítása nélkül is lehetséges, ha a gázbevezetést a 13 csőcsonkon keresztül leállítjuk és az 1 oszlop mindegyik 3, 4, 5 szakaszának tömítettségét megőrizzük. A 24 hőcserélóelemeket eközben ki kell kapcsolni, hogy kizárjuk a katalizátor és a szubsztrótum esetleges túlhevitését. A reaktor újbóli beindításához ez esetben elégséges, ha ismét megkezdjük a gáz és a szubsztrátum reaktorba való bevezetését. A szubsztrátum reaktorba való bevezetését a reaktor hidrodinamikai és hóviszonyainak megzavarása nélkül bármikor leállíthatjuk. A reaktor működése során nem következik be a katalizátor átáramlása egyik szakaszból a másikba. A katalizátor elhasználódás utáni eltávolítását az egyes szakaszokból a 10 csőcsonkokon keresztül, nyitott 11 zárószerkezetek mellett valósítjuk meg. A 3. ébrén bemutatott biokatalitikus reaktor lényegében a fentiekkel analóg módon működik. 25 túlfolyó szerkezetek felépítése lehetővé teszi nagyobb felületű szűróelemekkel rendelkező reaktorok létrehozását, ami különösen fontos a viszonylag nagy átmérőjű és teljesítményű reaktoroknál. Ezáltal megjavulnak a szűrőelemek cseréjének feltételei íb az üzemeltetés alatt. Ez a reaktor a következőképpen működik: A 3a szakaszba kerülő szubsztrátumot fluidizált katalizátorral kezeljük, majd a szubsztrátum áthatol a szűrést végző 29 foglalaton, átfolyik a 26 henger peremén, és a 27a hosszanti réseken átlépve a 28 csővezetéken keresztül az alatta elhelyezkedő 4a szakaszba folyik. A 29 foglalat és a 4a 'szakasz belső terei közötti nyomáskiegyenlítés céljából a 27 cső felfelé ki van vezetve a 3a szakaszban levő szubsztrátum szintje fölé és a 27a hosszanti réseken keresztül a 3a szakasz gázterével áll összeköttetésben. A 5. ábrán feltüntetett biokatalitikus reaktorban a katalizátort a 33 túlfolyó szerkezetben elválasztjuk a szubsztrátumtól, ami lehetővé teszi, hogy olyan szubsztrátumokkal dolgozzunk, amelyek finom diszperz vagy kolloid részecskéket tartalmaznak, vagy olyan szubsztrátumokkal, amelyekben a feldolgozás során hasonló * részecskék képződnek. A katalizátor szubsztrátummaí alkotott szuszpenziójának keringtetett áramai, amelyek a 3b szakaszban a gáz ezen való áthaladásakor keletkeznek, a hengeres 34 és 35 foglalatok közötti üregbe kerülnek fentról lefelé. Eközben az ebben az üregben kiváló katalizátor a 39 térközön keresztül a 38 áramszabályzó elemen átjutva visszakerül a 3b szakaszba, míg a katalizátortól részben megtisztított szubsztrátum a 36 nyílásokon keresztül behatol a 35 foglalat belsejébe, ahol végleg megszabadul a katalizátortól és a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6
