Биокаталитический реактор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) а1

1 у 4 С 12 М 1/40

ВСЕГОМР:. - й

Ц,",,,„,13

ШАЙОТЕМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

О0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3836214/28-13 (22) 09.01.85 (46) 07 ° 07.86. Бюл. ¹ 25 (71) Таллинский .политехнический институт (72) Л.П.-Ф. Роозимельдер, Э.Г.Уус и- Э.Н.Теаро (53) 66.023 (088.8) (56) Патент США № 3767535, кл. 195116, опублик. 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 568674, кл. С 12 M 1/40, 1975. (54)(57) БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, содержащий цилиндрический корпус, установленный на валу вертикальный барабан с перфорированной поверхностью и лопасти, размещенные внутри барабана и закрепленные на валу, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности реактора, барабан снабжен закрепленным на валу в его нижней части днищем вверх стаканом, к нижнему краю которого прикреплен дискообразный отражатель с лопастями, вал барабана выполнен полым и имеет в нижней и средней частях по высоте .ряды отверстий для циркуляции субстрата, а внутри вала в его нижней части размещен золотник для закрытия и открытия отверстий, при этом между лопастями барабана и его перфорированной боковой поверхностью образована щель для распределения на внутренней поверхности барабана слоя гранулированноro биокатализатора, причем на внутренней стенке цилиндрического корпуса по винтовой линии закреплена направляющая пластина, а на днище корпуса установлены спиральные направляющие ребра °! 1

Изобретение относится к устройствам дпя осуществления химических, в частности биохимических, процессов с помощью нерастворимых в среде биокатализаторов, т.е.иммобилизованных ферментов, клеток, органелл или ферментов тканей.

Целью изобретения является повышение производительности реактора.

На фиг. 1 изображен реактор, вертикальньгй. разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Биокаталитический реактор содер жит цилиндрический корпус 1, на внутренней поверхности боковой стенки которого закреплена по винтовой линии направляющая пластина 2, а на днище установлены спиральные направляющие ребра 3. В корпусе 1 на полом валу 4 установлен вертикальный бара. бан 5 с перфорированйой боковой поверхностью 6 ° Внутри барабана 5 размещены закрепленные с его торцовыми стенками и полым валом 4 лопасти 7. Между лопастями 7 барабана 5 и его перфорированной боковой поверх ностью 6 образована щель 8 для распределения на внутренней поверхности

6 барабана 5 слоя гранулированного биокатализатора.

В нижней части барабана 5 на валу

4 установлен днищем вверх сТакан 9, к нижнему .краю которого прикреплен дискообраэный отражатель 10 с лопастями 11.

Полый вал 4 имеет по высоте четыре ряда отверстий 12-15 для цирку-. ляции субстрата. Внутри вала 4 в его нижней части размещен золотник

16 со штоком 17 и рукояткой 18 для закрытия и открытия отверстий 12 и 13. На штоке 17 закреплена пробка

19 для направления потока субстрата в отверстия 15. С наружной стороны боковой перфорированной поверхности барабана 5 установлена вертикальная труба 20 с отверстиями.по образующей для смыва катализатора.

Для улучшения вытекания среды и гранул катализатора из барабана 5 внутренняя поверхность его днища выполнена наклонной в сторону полого вала 4.. Нижняя часть полого вала 4 оканчивается краном 21 для слива среды и гранулированного. катализатора. Для отвода готового субстрата на днище корпуса 1 установлен кран

22. Для залива реакционной среды

242516 3 и катализатора предусмотрено на крышке корпуса отверстие с пробкой 23 °

Биокаталитический реактор работает следующим образом.

В реактор через полый вал 4 заливают реакционную среду с катализатором. Прн этом пробка 19 направляет поток среды с катализатором через отверстие 15 внутрь барабана 5. Зо1О потник 16 устанавливается в положе-.. ние, когда отверстия 12 на полом валу 4 открыты, а отверстия 13 эакрыC ты, что предотвращает протекание через них гранул катализатора. Причем гранулы катализатора не проходят и через отверстия 14, так как они расположены выше днища барабана 5 примерно на 1/3 его высоты.

При вращении барабана лопасти 7

2О и ll вращают реакционную среду с катализатором.. Возникающие при вращении барабана 5 центробежные силы заставляют реакционную среду проходить через перфорированную боко25 вую поверхность 6 барабана 5. За тем реакционная среда пластинами 2 направляется в нижнюю часть корпуса

1, где она по направляющим спиральным ребрам 3 подводится к отверстиям 12 в полом валу 4, проходит по полому валу 4 и отверстия 14 в полость стакана 9 и далее на лопасти

ll отражателя 10. Лопасти 11 нагнетают реакционную среду через зазор

24 между кромкой отражательного диска и боковой поверхностью барабана внутрь барабана.

Таким образом осуществляется циркуляция жидкой реакционной среды.

При этом гранулы биокаталиэатора потоком реакционной среды транспортируются к внутренней поверхности 6 перфорированной боковой стенки барабана 5 и распределяются по ее поверхности слс м

Для равномерного распределения гранул катализатора по поверхности 6 между ней и лопастями 7 барабана 5 оставлена щель 8. Гранулы катализатора удерживаются слоем на перфорироИ ваннои поверхности 6 барабана 5 силами воздействия фильтрующегося через них жидкостного потока реакционной среды.

Реакционную среду с катализатором 5,можно заливать в реактор и через отверстие с пробкой 23. В этом случае гранулы катализатора с потоком реакционной среды через отверстия 12 и

3 12425

14 также поступают на внутреннюю поверхность 6 перфорированной боковой стенки барабана 5.

Направление вращения бя абана показано стрелкой (фиг.2) . 5

По достижении необходимой степени превращения субстрата, не останавливая барабан 5, открывают кран 22 и сливают его из реактора. После этого можно останавливать барабан, заливать 10 новый раствор и начинать новый цикл.

Для замены биокатализатора поворотом рукоятки 18 штока 17 золотника

16 закрывают отверстия 12 в полом валу 4 и открывают отверстия 13 и кран 21. Медленно вращая барабан 5, в трубу 20 подают моющий раствор, струи которого, вытекая через отверстия трубы 20, смывают катализатор с перфорированной поверхности 6 ба- рб рабана 5. Для лучшего вытекания жидкости с гранулами катализатора из барабана внутренняя поверхность его днища наклонена в сторону полого ва16 4 ла 4. Гранулы катализатора вместе

-c моющей жидкостью через отверстия

13, полый вал 4 и кран 21 выводятся наружу °

Предлагаемый биокаталитический реактор обеспечивает интенсивную циркуляцию субстрата через слой катализатора, чем достигается высокая скорость процесса биохимических превращений. Обеспечивается наиболее полное использование ферментативных свойств катализатора. Значительно упрощены и сокращены по продолжительности загрузка и выгрузка субстрата и гранулированного катализатора.. В результате этого увеличивается производительность реактора в сравнении с известным примерно в два раза.

Кроме того, реактор может быть включен в работу по схеме каскада с непрерывным ведением процесса по субстрату.

1242516

Составитель Ю.Уткин

Техред О.Сопко

Корректор.,Л,Пилипенко

Редактор В.Петраш

Заказ 3668/26

Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4