203288. lajstromszámú szabadalom • Berendezés biokatalitikus folyamatok megvalósítására szilárd fázisú biokatalizátor segítségével
HU203288B van megválasztva, hogy olyan mértékű ellenállást jelentsen a gázfázis számára, hogy az a reakciótérben a kisebb ellenállás irányában emelkedjék felfelé. A segédgáz-áram bevezetésére szolgáló 65 csonkhoz a 63 kamra belseje felé irányuló 71 fúvóka csatlakozik, amely a gázáram egyenletessé tételére szolgál. A 63 kamra kúpszöge célszerűen 50-70° között van, közepes B& átmérője mintegy 1/3-a lehet a reaktor B i átmérőjének, b& magassága pedig mintegy ötödé lehet a reaktor teljes L magasságának. A VI. folyadékelvezető egységhez felülről az autocirkulációs II reakció-egység csatlakozik, amelynek felfelé bővülő csonkakúp alakú 73 alsó része, és hengeres 74 felső része van. A 73 alsó rész a 63 kamra folytatásának (felbővítésének) tekinthető. A 73 alsó rész magassága célszerűen körülbelül úgy aránylik a 74 felső rész magasságához, mint 1:3-hoz. A raktor (amelyet a VI folyadékelvezető egység és a II reakció-egység együttesen alkot) teljes E magassága célszerűen nem nagyobb, mint a 75 reakciótér (a hengeres 74 felső rész) B\ átmérőjének 1,8-2,5- szöröse. A reaktorai függőleges geometriai középtengelyében az egészében 76 hivatkozási számmal jelölt betétcső helyezkedik el, amely három részből áll: a kisebb ei átmérőjű 77 alsó hengeres részből, a nagyobb e3 átmérőjű 78 felső hengeres részből, és az ezeket összekötő, felfelé bővülő csonkakúp alakú 79 közbenső kúpos részből, amelyeknek a hosszúságát alulról felfelé haladva h\, h2 és hl hivatkozási betűkkel jelöltük. Célszerű, ha ci :c2:c3 = 3:1:3 ései:e2 = 1:4, továbbá, ha eyB \ - 1:2. A 75 reakciótér H\ magassága azonos, vagy közel azonos a 76 betétcső teljes magasságával, de a betétcső 77 alsó hengeres részének az alsó vége benyúlik a 63 kamra belső terébe, és a 71 fúvókának az e kamrába nyúló csúcsa felett mintegy Ba/3 távközzel helyezkedik el. A VI folyadékelvezető egységet és a II reakció-egységet 80 termosztáló teret határoló 80a termosztáló köpeny veszi körül. A 76 betétcső 78 felső hengeres részébe a C3 magasságának mintegy az alsó negyedében — tangenciálisan fluidumbetápláló 81 csonk torkollik be, amely a 72 tartály falán (és a 80a termosztáló köpenyen) át van vezetve. A 81 csonk célszerűen vízszintes, és átmérője mintegy 1/10-e lehet a 78 felső hengeres rész e3 átmérőjének. A 75 reakciótér felül 82 fedéllel van lezárva, amelyen át a gázelvezető 83 csonk torkollik ki a reakciótérből, és a katalizátor adagolására szolgáló 84 csonk torkollik be abba. A VI folyadékelvezető egység 64 csonkjához az egyik végével, a reaktortér fluidumbetápláló 81 csonkhoz pedig a másik végével egy 85 cirkulációs vezeték csatlakozik, amelybe ld. és le. ábra szerinti 45, 46 diszpergáló elemek vannak beépítve. A 85 cirkulációs vezetéknek a 64 csonktól a keringtető 86 szivattyúig terjedő 87 szívóága, valamint a 86 szivattyútól a fluidumbetápláló 81 csonkig terjedő 88 nyomóága van. Ez utóbbiba 89 konfúzor van beépítve, amely a folyadékáram sebességének a nagymértékű megnövelésére szolgál. A gázáram betáplálásához a 91 fúvókát tartalmazó 92 csonk van előirányozva. A 88 nyomóágnak a 89 áramlásgyorsító elem és a 81 csonk közötti függőleges szakaszában vannak a 45 diszpergáló elemek (ld. ábra), vízszin13 tes szakaszaiba pedig a 46 diszpergáló elemek (la. ábra) beépítve; ilyen 46 diszpergáló elem a 81 csonkban is elhelyezkedik, amint a 3b. ábrán jól látható. A 87 szívóágba, a 64 csonk előtt egy 94 szelepet tartalmazó 93 csonk torkollik, a 88 nyomóághoz pedig a 89 áramlásgyorsító elem, előnyösen konfúzor előtt 96 szelepet tartalmazó, a friss szubsztrátoldat betáplálására szolgáló 95 cső csatlakozik. A 3a. és 3b. ábra szerinti berendezés a következőképpen működik: A célszerűen vegyileg sterilezett berendezést a katalizátoradagoló 84 csonkon át feltöltjük glükóz szubsztrátban szuszpendált, poliakrilamid gyöngyenzimmel. A rögzített enzimtöltet térfogata a reaktor hasznos térfogatának célszerűen mintegy 30- 40%-át teszi ki. Ezután a 86 szivattyú segítségével a 96 szelep megnyitásával a 95 csonkon át az o nyílnak megfelelően glükóz szubsztrátoldatot adagolunk a 85 cirkulációs vezeték 88 nyomóágába, és azt a 81 csövön át a 75 reakciótérbe tápláljuk. A betáplálást addig folytatjuk, míg a folyadékszint a 76 betétcső felső peremét el nem éri. Elekor a 94 szelepet lezárjuk. Miután a 80 termosztáló térben cirkuláltatott folyadékkal a reakció hőfokát beállítottuk, a segédgázáram-bevezető 65 csonkon és a 71 fúvókán át megindítjuk a folyadékfázis és a katlaizátor-szemcsék autocirkulációját biztosító segédlevegő-áramot. Ennek térfogati sebességét célszerűen a reakció oxigén szükségletét biztosító levegőáram (amely a 92 csonkon kerül betáplálásra) térfogati sebességének mintegy 10%-ára állítjuk be. A 71 fúvókából felemelkedő buborékok a 76 betétcső 77 alsó hengeres részébe jutva szívóhatást fejtenek ki a folyadékfázisra és az abban szuszpendált folyadékénál kisebb sűrűségű, vagy azzal közelítőleg megegyező sűrűségű biokatalizátor-szemcsékre. Ily módon a 76 betétcsőben felfelé irányuló folyadék plusz szemcsemozgás jön létre, és a cirkuláció a 76 betétcső külső fala és a 72 tartály falánaka belsőfelülete közötti tér-részen keresztül záródik. A 76 betétcsőben a buborékok nagyfokú agglomerációja következik be, tehát a segédlevegő-áram oxigénforrásként gyakorlatilag jelentéktelen, csupán a szemcsecirkulációs szabályozására szolgál. A szükséges oxigénkoncentrációt a folyadékban úgy biztosítjuk, hogy a 85 cirkulációs vezetékben a keringtető 86 szivattyú segítségével folyadék-kényszercirkulációt valósítunk be: a folyadékelvezető 64 csonkon át a 86 szivattyú a folyadékot elszívja, miközben a 70 szürőelem a katalizátor-szemcséket a 63 kamrában visszatartja. A 86 szivattyú a folyadékot a 88 nyomóág bajuttatja, amely ott keveredik a 92 csövön és a 91 fúvókán át ap nyílnak megfelelően beadagolt táplevegőárammal, és ahol a 45,46 diszpergálóelemek — az la-le. ábrák kapcsán már leírt módon — biztosítják a szükséges oxigéntranszportot a gázfázisból a folyadékfázisba. A 88 nyomóágból a gáz-folyadék diszperzió a fluidumbetápláló 81 csövön át a reaktor 76 betétcsövének a 78 felső hengeres részébe áramlik, majd annak peremén a folyadék átbukik és a katalizátorszemcsékkel együtt a 72 tartály fala és a 76 betétcső külső felülete között lefelé mozgatva visszajut a re14 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8
