CS257306B1 - Zařízení pro styk pevné a kapalné fáze zejména pro biokonverse - Google Patents

Abstract

Zařízení sestává z míchací nádoby a válcového míchadla, kterým proudí kapalná fáze a ve kterém jsou uloženy částice pevné fáze. Na koncích válcového míchadla je upraveno vstupní a výstupní hrdlo pro kapalnou fázi a v prostoru mezi těmito hrdly je uložena náplň s částicemi pevné fáze. Náplň s částicemi pevné fáze může být uložena v kazetě s perforovaným horním a dolním víkem, která je zasouvateln^ do válcového míchadla. Výhodou je, že k nasávání kapalné fáze skrze pevnou fázi může být použito každé válcovité mechanické míchadlo, které způsobuje sání v připojené válcovité trubici, a tak umožňuje pronikání kapalné fáze pevnou fází.

Description

Vynález se týká zařízení pro styk pevné a kapalné fáze, zejména pro biokonverze.

Při některých pochodech, zejména fyzikálních nebo chemických je třeba, aby tekutina proudila vrstvou porézního, zrnitého nebo podobného materiálu. Je známo, že vrstvy těchto materiálů podstatně zvětšují povrch styku mezi kapalnou a pevnou fází v daném objemu zařízení, čímž podstatně urychluji uvedené pochody.

K nejběžnějším případům využití těchto jevů patří fyzikální adsorbce, chemisorbce (nebo opačný pochod desorbce), katalytické reakce (nosič s aktivní vrstvou) apod.

V poslední době nabývají význam biologie a biotechnologie, které využívají styku kapalné fáze s aktivovanými pevnými nosiči na bázi makroporézních polymerů a kopolymerů, hydrofilních past nebo gelů, ionexů. Patří sem rovněž biokatalytické reakce pomocí imobilizovaných enzymů a buněk a biokonverze.

U všech těchto a řady dalších pochodů se vyžaduje, aby tekuté médium, např. kapalné, pronikalo, prosakovalo, prolínalo nebo proudilo skrze vrstvu pevného reakčního činidla, aby se dosáhlo požadované změny, přičemž takovou změnou je obvykle výměna nebo změna některé hmotové složky mezi tekutou a pevnou fází.

Pro tyto účely se používá zařízení, obsahující nádobu s kapalným reakčním médiem a těleso které má tvar bezlopatkového válcového dutého rotoru, který se otáčí s výhodou uvnitř média, přičemž rotor sestává z pláště, dna, případně víka a obsahuje výstupní otvory a dále vstupní otvory případně vstupní přívod s výhodou centrální pro vstup média na dno rotoru, přičemž v dutině rotoru je uložena pevná fáze s výhodou reakční činidlo průlinčité konzistence (AO č. 255 257 a AO 256 203).

V návaznosti na uvedené zařízení bylo zkonstruováno další zařízení pro styk pevné a kapalné fáze podle vynálezu, jehož podstatou je, že na koncích válcového míchadla je upraveno vstupní a výstupní hrdlo pro kapalnou fázi a v prostoru mezi těmito hrdly je uložena náplň s částicemi pevné fáze.

Náplň s částicemi pevné fáze může být s výhodou v kazetě s perforovaným horním a dolním víkem, která je zasouvatelná do válcového míchadla, kde je zafixována.

Výhodou je, že pro nasávání kapalné fáze do válcovité trubice s náplní pevné fáze tak, aby kapalná fáze procházela skrze pevnou fázi, může být použito každé válcové mechanické míchadlo, které způsobuje sání v připojené válcové trubici, např. turbínové míchadlo. Za tím účelem může být toto mechanické míchadlo umístěno v kterékoliv části rotující trubice, dole, nahoře, nebo uprostřed této trubice. Kazeta s náplní částic pevné fáze může být zasazena trvale nebo zasouvatelně s možností výměny, např. v opačné části trubice než je tělo míchadla s výhodou symetricky s osou otáčeni.

Další výhodou je, že částice pevné fáze jsou uloženy v celém objemu plnění a tedy i objem styku obou fází je větší než u citovaného zařízení, kde objem náplně má tvar prstence.

Na přiloženém výkrese jsou dále schematicky znázorněny příklady zařízení podle vynálezu v nárysu.

Na obr. 1 je znázorněno zařízení podle vynálezu s bezlopatkovým jníchadlem (dle AO ě. 255 257) s kazetou, která obsahuje náplň částic pevné fáze a je umístěna pode dnem tohoto míchadla, na obr. 2 zařízení, kde míchadlo je vytvořeno turbínkou a kazetou umístěnou rovněž pod turbínovým míchadlem a na obr. 3 podobné zařízení jako na obr. 2 s tím rozdílem, že kazeta s náplni je umístěna nad turbínovým míchadlem.

Na obr. 1 je znázorněno v nárysu zařízeni dle vynálezu sestávající z fermentační nádoby 1 s tekutou fází 2 a zarážkami 4, ve které je pomocí ložiska 10 rotačně uložena osa 9 s bezlo3 patkovým míchadlem .8, na jehož koncích je upraveno vstupní a výstupní hrdlo 13 a 14. Do spodní trubkovité části 11 je nasazena trubice 5 s náplní pevné fáze _3· Trubice _5 je opatřena horním a dolním perforovaným víkem .6 a 7.

Bezlopatkové míchadlo ji je částečně potopeno pod hladinou kapalné fáze.

Kapalná fáze je míchadlem ji nasáváňa vstupním hrdlem 13 skrze náplň pevné fáze která je uložena v trubici 5 a poté je rozstřikována výstupním hrdlem 14 do plynného prostoru nad hladinou kapalné fáze.

Na obr. 2 je znázorněno v nárysu zařízení dle vynálezu, u kterého je k cirkulaci kapalné fáze skrze částice pevné fáze využita kapalná turbínka 12, místo bez lopatkového míchadla 8 dle obr. 1. Do turbínky 12 je zespoda nasazena kazeta _5 s pevnou fází 3. Zařízení je zcela potopeno pod hladinou kapalné fáze 2.

Na obr. 3 je znázorněna další alternativa zařízení dle vynálezu, u které turbínové míchadlo 12 je umístěno v dolní části duté trubice. Kapalná fáze 2 je nasávána horem duté trubice, prochází náplní pevné fáze 2 ^a P°té turbínovým míchadlem 12. Zařízení je rovněž zcela potopeno pod hladinou kapalné fáze.

Claims (2)

1. Zařízení pro styk pevné a kapalné fáze, zejména pro biokonverze, sestávající z míchací nádoby a válcového míchadla, kterým proudí kapalná fáze a ve kterém jsou uloženy částice pevné fáze, vyznačené tím, že na koncích válcového míchadla (8) je upraveno vstupní a výstupní hrdlo (13, 14) pro kapalnou fázi (2) a v prostoru mezi těmito hrdly (13, 14) je uložena náplň s částicemi pevné fáze (3).

2. Zařízení dle bodu 1, vyznačené tím, že náplň s částicemi pevné fáze (3, je uložena v kazetě (5) s perforovaným horním a dolním víkem (6, 7), která je zasouvatelná do válcového míchadla (8).