ES2935380T3 - Dispositivo de reacción con proceso de fermentación y circulación interna tipo transportador neumático que utiliza dicho dispositivo - Google Patents

Dispositivo de reacción con proceso de fermentación y circulación interna tipo transportador neumático que utiliza dicho dispositivo

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ES2935380T3
ES2935380T3 ES16794028T ES16794028T ES2935380T3 ES 2935380 T3 ES2935380 T3 ES 2935380T3 ES 16794028 T ES16794028 T ES 16794028T ES 16794028 T ES16794028 T ES 16794028T ES 2935380 T3 ES2935380 T3 ES 2935380T3
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Fabio Oldani
Monforte Alessandra D'arminio
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Eni SpA
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Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de reacción con circulación interna del tipo air-lift que incluye: - un volumen cilíndrico vertical; -un elemento vertical colocado dentro de dicho volumen de manera que forme un espacio intermedio con las paredes de dicho volumen, que tenga una sección transversal circular y ortogonal al eje vertical del elemento y con un diámetro interno variable a lo largo de dicho eje , denominándose dicho elemento "tubo de tiro"; -al menos un distribuidor de gas colocado en la parte inferior de dicho dispositivo; caracterizándose dicho dispositivo porque: - la relación entre el diámetro del elemento vertical interno y el diámetro interno del volumen cilíndrico oscila entre 0,05 y 0,5, y - la relación entre la altura del elemento vertical y la altura del volumen cilíndrico es inferior a 0,5. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de reacción con proceso de fermentación y circulación interna tipo transportador neumático que utiliza dicho dispositivo
La presente invención se refiere a un dispositivo de reacción con circulación interna de tipo transportador neumático que se puede utilizar para llevar a cabo reacciones bifásicas de gas-líquido y trifásicas de gas-sólido-líquido. En particular, el dispositivo se puede utilizar para llevar a cabo fermentaciones por lotes alimentados de microorganismos aeróbicos, tal como, por ejemplo, levaduras.
Además, la presente invención se refiere a un proceso de fermentación de microorganismos aeróbicos, tal como por ejemplo levaduras, en lote alimentado, llevado a cabo en el dispositivo de reacción con circulación interna tipo transportador neumático que se describe y reivindica.
En la presente solicitud de patente, todas las condiciones operativas mencionadas en el texto se deben considerar condiciones preferidas, incluso si esto no se indica explícitamente.
Para los fines de las presentes explicaciones, el término "comprender" o "incluir" también abarca el término "consistir en" o "consistir esencialmente en".
Para los fines de las presentes explicaciones, a menos que se indique lo contrario, las definiciones de intervalo siempre incluyen los extremos.
Los reactores bifásicos o trifásicos utilizados en fermentaciones son típicamente reactores de burbujas o reactores agitados. Estos últimos son algo ineficientes y costosos desde el punto de vista energético y, por lo tanto, su aplicación está limitada por la escala y el tipo de reacción (T. Ichii, I. S. Takehara, H. Konno, T. Ishida, H. Sato, A. Suzuki, K. Yamazumi; "Development of a new commercial-scale airlift fermentor for rapid growth of yeast"; J. Ferment. Bioeng.; 75;
[1993]).
Las fermentaciones por lotes alimentados se llevan a cabo generalmente en reactores agitados o en columnas de burbujas, en reactores que permiten un gran espacio para el cambio de volumen con el tiempo. Los sistemas de transportador neumático se utilizan en modo de lote alimentado en presencia de un tubo de aspiración de red (como se describe, por ejemplo, en US 2004/6746862, C.-C. Fu, W.-T. Wu, S.-Y. Lu; "Performance of airlift bioreactors with net draft tube"; Enzyme Microb. Technol.; 33; [2003] y J.-Y. Wu, W.-T. Wu; "Fed-batch culture of Saccharomyces cerevisiae in an airlift reactor with net draft tube"; Biotechnol. Prog.; 7; [1991]).
Las fermentaciones por lotes alimentados permiten mayores rendimientos de reacción (Y.-H. Changa, K.-S. Changa, C.-W. Huang, C.-L. Hsuc, H.-D. Janga; "Comparison of batch and fed-batch fermentations using corncob hydrolysate for bioethanol production"; Fuel; 97; [2012]).
Los fermentadores de transportador neumático se utilizan en fermentaciones a gran escala y, en comparación con las columnas de burbujas, permiten una mejor mezcla de la fase líquida (" Bubble Column Reactors"; W.-D. Deckwer; Wiley; 1992).
En los reactores de transportador neumático, los parámetros dinámicos de fluido se correlacionan directamente con la geometría de sistema. Los parámetros tales como "retención de gas", la velocidad de las burbujas y el líquido y la "transferencia de masa" dependen no solo de la naturaleza químico-física de los fluidos, sino también de las proporciones geométricas del reactor. El sistema a menudo se opera en las mejores condiciones impuestas por el proceso y cualquier variación se limita a oscilaciones menores alrededor del punto de trabajo (J.C. Merchuk, N. Ladwa, A. Cameron, M. Bulmer, A. Pickett; "Concentric-tube airlift reactors: Effects of geometrical design on performance"; AlChE J.; 40; [1994]). Las fermentaciones realizadas en modo de lote alimentado logran mayores rendimientos ya que los nutrientes se alimentan de acuerdo con una estrategia determinada que maximiza el producto final, evitando fenómenos tal como la inhibición de sustrato. El consumo de oxígeno también varía en las diversas etapas de una fermentación aeróbica. Esta variación se controla al variar la disponibilidad de oxígeno disuelto como una función del sistema (velocidad de rotación del impulsor, caudal de aire y presión de sistema).
Las fermentaciones por lotes alimentados provocan un incremento en el volumen del sistema debido a la carga continua de nutrientes. La variación en el volumen implica un reactor que es capaz de soportar el crecimiento de microorganismos aeróbicos con un volumen variable.
La variación en el volumen en un reactor de transportador neumático produce una reducción en el rendimiento del mismo ya que se opera en condiciones que están más lejos de lo óptimo (J.C. Merchuk, N. Ladwa, A. Cameron, M. Bulmer, A. Pickett; "Concentric-tube airlift reactors: Effects of geometrical design on performance"; AlChE J.; 40; [1994]).
GB1383432A divulga un método y un aparato para cultivar un microorganismo y llevar a cabo la fermentación; la fermentación se lleva a cabo en un aparato que consiste esencialmente en una cámara de cabeza ascendente, una cámara de cabeza descendente y provisión para agitar el medio líquido al insuflar una corriente de gas en la porción inferior de la cámara de cabeza ascendente. En algunas realizaciones, la cámara de cabeza ascendente se dispone concéntricamente dentro de la cámara de cabeza descendente.
Un objeto de la presente invención es, por lo tanto, aquel de proporcionar un dispositivo de reacción tipo transportador neumático con volumen variable que tiene una geometría específica.
Un objeto adicional de la presente invención es el de utilizar el dispositivo de reacción tipo transportador neumático con una geometría específica para llevar a cabo reacciones de fermentación aeróbica por lotes alimentados.
Al realizar una fermentación aeróbica por lotes alimentados en un reactor de transportador neumático con volumen variable, es posible gestionar la fermentación al aprovechar las condiciones que aseguran el máximo rendimiento de transportador neumático junto con la máxima demanda de oxígeno de la fermentación.
En consecuencia, el solicitante ha inventado un dispositivo de reacción con circulación interna tipo transportador neumático que incluye:
- un volumen cilíndrico vertical;
- un elemento vertical colocado dentro del volumen de tal manera que forma un espacio intermedio con las paredes del volumen, que tiene una sección transversal que es circular y ortogonal al eje vertical del elemento y con un diámetro interno variable a lo largo del eje, el elemento que se denomina "tubo de aspiración";
- al menos un distribuidor de gas colocado en la parte inferior del dispositivo;
el dispositivo que está caracterizado porque:
- la relación entre el diámetro del elemento vertical interno y el diámetro interno del volumen cilíndrico varía de 0,05 a 0,5, y
- la relación entre la altura del elemento vertical y la altura del volumen cilíndrico es menor que 0,5.
Otros propósitos y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción y las figuras anexas, que se proporcionan puramente a modo de ejemplo no limitante.
Todas las figuras 1-5 son realizaciones preferidas de acuerdo con la presente invención.
La figura 1 es un dispositivo de reacción tipo transportador neumático de acuerdo con la presente invención, que comprende un elemento vertical (2) y un distribuidor (3) para la fase gaseosa. El gas fluye a través del tubo de aspiración que actúa como un tubo ascendente, en tanto que el volumen cilíndrico actúa como un tubo descendente. La figura 2 es un dispositivo de reacción tipo transportador neumático de acuerdo con la presente invención, que comprende un elemento vertical (2) y un distribuidor (3) para la fase gaseosa. El gas fluye fuera del tubo de aspiración que actúa como un tubo descendente, en tanto que el volumen cilíndrico actúa como un tubo ascendente.
La figura 3 ilustra una geometría específica de un tubo de aspiración con un diámetro variable a lo largo del eje; dicho tubo de tiro comprende tres partes: una parte cilíndrica con diámetro D1 (2), una parte de cono truncado con diámetro D1 < D2 (5) y una parte cilíndrica con diámetro D2 (4).
La figura 4 es una sección ortogonal al eje de un dispositivo de reacción tipo transportador neumático de acuerdo con la presente invención. El tubo de aspiración (2) se coloca centralmente con respecto al eje del cuerpo externo del dispositivo de reacción (1). De acuerdo con esta realización de la invención, la relación entre el diámetro del tubo de aspiración y el diámetro interno del volumen cilíndrico varía de 0,05 a 0,5.
Las figuras 5, 6 y 7 ilustran la variación en el nivel de líquido dentro del dispositivo de reacción en el transcurso de una reacción aeróbica gestionada en modo de lote alimentado.
La figura 5 ilustra la condición inicial correspondiente a la gestión de modo de lote del reactor durante la cual se alimenta líquido en el reactor (7). En estas condiciones, el nivel del líquido sobrenadante por encima del tubo de aspiración (6) varía de 0 a 1,5 veces el diámetro D1 del tubo de tiro.
La figura 6 ilustra la etapa de modo de reacción semicontinua durante la cual el líquido (7) se alimenta continuamente, elevando el nivel en el reactor (6).
La figura 7 muestra la condición final del dispositivo de reacción al completar la reacción que corresponde al nivel máximo de líquido en el reactor sin ninguna alimentación continua de líquido.
Descripción detallada
Con referencia a las figuras 1 - 7, el Solicitante proporcionará ahora una descripción detallada de la presente invención.
El solicitante describe y reclama un dispositivo de reacción con circulación interna tipo transportador neumático que incluye:
- un volumen cilíndrico vertical (1);
- un elemento vertical (2) colocado dentro del volumen de tal manera que forma un espacio intermedio con las paredes del volumen, que tiene una sección transversal que es circular y ortogonal al eje vertical del elemento y con un diámetro interno variable a lo largo del eje, el elemento que se denomina "tubo de aspiración";
- al menos un distribuidor de gas (3) colocado en la parte inferior del dispositivo;
el dispositivo que está caracterizado porque:
- la relación entre el diámetro del elemento vertical interno (2) y el diámetro interno del volumen cilíndrico (1) varía de 0,05 a 0,5, y
- la relación entre la altura del elemento vertical (2) y la altura del volumen cilíndrico (1) es menor que 0,5.
La relación entre el diámetro del elemento vertical interno y el diámetro interno del volumen cilíndrico varía preferentemente de 0,35 a 0,45.
La relación entre la altura del elemento vertical (2) y la altura del volumen cilíndrico (1) es preferentemente menor que 0,5 y mayor que 0,25.
El elemento vertical dentro del dispositivo de reacción está formado preferentemente por tres cuerpos, dos cuerpos cilíndricos (4, 2) que tienen diferentes diámetros y un cuerpo en forma de un cono truncado (5). Los cuerpos se conectan entre sí de manera que la base menor del cono truncado (5) coincide con una de las bases del primer cuerpo cilíndrico (2) y la base mayor del cono truncado coincide con una de las bases del segundo cuerpo cilíndrico (4).
La relación entre la altura del cono truncado y la altura total del dispositivo varía preferentemente de 0,03 a 0,25, más preferentemente entre 0,04 y 0,08.
La inclinación de la apotema del cuerpo de cono truncado en el tubo de aspiración preferentemente varía entre 15° y 30°, más preferentemente entre 15° y 20°.
La geometría de los tubos de aspiración permite que el líquido recircule más rápidamente en el interior de los mismos, asegurando una mejor mezcla del sistema.
De acuerdo con la presente invención, el tubo de aspiración es un elemento tubular que, colocado dentro de un dispositivo de reacción, divide el dispositivo en dos zonas distintas mediante la creación de un espacio intermedio entre el elemento tubular y las paredes del dispositivo en sí.
Con referencia a la figura 1, durante una reacción de gas-líquido o de gas-sólido-líquido, una corriente de gas introducida por medio de distribuidores apropiados (3) en un dispositivo de reacción (1) se segrega de la fase líquida o líquido-sólido gracias al elemento de tubo de aspiración (2).
Cuando se alimenta el gas, se forman zonas de diferente densidad dentro del dispositivo de reacción debido a la presencia del tubo de aspiración: una zona de menor densidad donde el gas está más concentrado y una zona más alta donde está más disperso. Esta diferencia en la densidad inicia la circulación de la fase líquida que tiende a moverse hacia arriba en la zona donde el gas está más concentrado, la zona que se designa en consecuencia como "tubo ascendente", y en contraste con descender en la zona con un menor contenido de gas disperso, la zona que se designa en consecuencia como "tubo descendente".
La corriente de gas también puede seguir una ruta diferente, como se ilustra en la figura 2. En este caso, el gas se distribuye fuera del tubo de aspiración y el espacio intermedio entre este último y las paredes del dispositivo de reacción actúa en consecuencia como un tubo ascendente, en tanto que el tubo de aspiración actúa como un tubo descendente.
Con referencia a la figura 3, un tubo de aspiración es un elemento tubular con un diámetro variable a lo largo del eje del mismo. La parte superior del tubo de aspiración (4) puede tener una forma y diámetro cilíndricos D2, la parte intermedia puede tener una forma de cono truncado, en tanto que la parte inferior puede tener una forma cilíndrica de diámetro D1.
Una realización adicional de la presente invención es un proceso de fermentación aeróbica por lotes alimentados que se lleva a cabo en el dispositivo de reacción de transportador neumático descrito y reivindicado en el presente texto.
El método de lote alimentado proporciona que una reacción de fermentación se lleve a cabo en dos etapas sucesivas en el mismo dispositivo de reacción. En la primera etapa de reacción, la reacción se inicia en modo discontinuo o por lotes hasta que un reactivo se consume parcial o completamente; en el caso de una fermentación, es el sustrato el que se consume. En la segunda etapa de reacción, el reactivo consumido se alimenta continuamente a una velocidad de flujo tal como para mantener una concentración óptima en el reactor. La alimentación del reactivo consumido conduce a un incremento en el volumen de reacción. Solo se alimenta aire en modo continuo durante ambas etapas.
El modo de lote alimentado permite una mejor gestión de las reacciones bioquímicas para las cuales las velocidades de reacción son una función del metabolismo de los tipos celulares en cuestión. Por ejemplo, una alta concentración de sustrato en la etapa inicial (lote) de la reacción permite una reproducción celular rápida; una posterior reducción y mantenimiento del sustrato (alimentación continua del sustrato) hace posible extender la etapa de estado estacionario para obtener el producto final ("Biochemical Engineering Fundamentals"; J.E. Bailey, D.F. Ollis; McGraw-Hill; segunda edición; 1986).
Por lo tanto, el proceso proporcionado por la presente invención incluye las siguientes etapas:
a) llenar al menos parcialmente el dispositivo de reacción descrito y reivindicado en el presente texto con un reactivo de fase líquida; esta etapa constituye la preparación del método por lotes como se ilustra en la figura 5 (6);
b) alimentar un reactivo de fase gaseosa en el dispositivo de reacción de modo que se produzca una reacción en fase líquida hasta que los reactivos se hayan consumido al menos parcialmente; esta etapa constituye la etapa de reacción en lote;
c) alimentar en el dispositivo de reacción una corriente de líquido que contiene los reactivos de fase líquida consumidos durante la etapa por lotes y el reactivo de fase gaseosa; esta etapa constituye la etapa de reacción continua;
d) interrumpir la alimentación tanto del reactivo de fase líquida como del reactivo de fase gaseosa una vez que se haya obtenido la cantidad deseada de producto.
Los reactivos de fase líquida introducidos en la etapa (a) son aquellos necesarios para la reacción durante la duración de la etapa por lotes (b) por separado.
El reactivo de fase líquida no se alimenta durante la reacción en modo de lote (b).
La velocidad de flujo de la corriente líquida alimentada en la etapa (c) depende de la velocidad de consumo de los reactivos en fase líquida. El gas se alimenta constantemente en el reactor durante esta etapa.
Ejemplo inventivo
Se llevó a cabo una fermentación aeróbica para producir levaduras oleaginosas en un reactor de transportador neumático como se describe y reivindica en el presente texto y que tiene las siguientes características:
- un solo tubo de aspiración,
- geometría del tubo de aspiración: D1=0,8 m, D2=1,3 m, altura total 4,0 m, altura de la sección con diámetro D2 igual a 0,6 m, altura del cono truncado igual a 0,8 m,
- geometría del volumen cilíndrico: diámetro interno igual a 2,0 m con una altura de 9,5 m,
- distribuidor de aire fuera del tubo de aspiración,
La fermentación se llevó a cabo en modo de lote alimentado de acuerdo con las siguientes etapas:
a) preparación en la etapa por lotes; el reactor se cargó con 13,5 m3 de solución acuosa que contenía glucosa (reactivo de fase líquida) a una concentración de 56 a 111 g/L;
b) etapa de reacción por lotes; pasos (i), (ii) y (iii) descritos más adelante se realizaron en esta etapa.
c) etapa de reacción continua: pasos (iv) y (v) descritos más adelante se llevaron a cabo en esta etapa.
d) final de la reacción; una vez que se obtuvo la cantidad deseada de producto, levaduras oleaginosas en una concentración igual a 100 g/L, se interrumpió la alimentación tanto de líquido al reactor como de aire.
El volumen final de líquido será de aproximadamente 30 m3, con una duración de fermentación de 96 h. El consumo de energía requerido para la fermentación completa fue de 5,6 MWh.
Paso (i).
El aire (el oxígeno en el aire es el reactivo de fase gaseosa) se alimentó en el reactor a una velocidad de flujo igual a 600 Nm3/h hasta que el líquido se saturó con oxígeno. La concentración de oxígeno en el líquido fue igual a 8,0x10'3 g/L a 30 °C y 1,4 bar (140 kPa).
Paso (ii).
Se introdujo en el reactor un inóculo de 1,5 m3 de líquido que contenía levaduras oleaginosas (producto de reacción) a una concentración de aproximadamente 20 g/L. La adición del inóculo al reactor indicó el inicio de la reacción de crecimiento de levaduras oleaginosas con el consumo consiguiente de oxígeno alimentado y la glucosa presente en el líquido.
Paso (iii).
El aire se alimentó en el reactor para mantener la concentración de oxígeno disuelto en el líquido mayor que 2,6x10-3 g/L. La velocidad de flujo de aire demandado creció constantemente con el paso del tiempo. La velocidad de flujo de aire máximo requerido para sostener la reacción fue igual a 2900 Nm3/h, correspondiente a una potencia consumida (compresor) igual a 173 kW. Una reducción en la velocidad de flujo de aire demandada indicó una escasez de glucosa y, por lo tanto, el final de la etapa por lotes. La etapa por lotes tuvo una duración de aproximadamente 24 h desde el inicio de la reacción.
Paso (iv).
Una solución acuosa que contenía glucosa a una concentración de 600 g/L se alimentó continuamente en el reactor. La velocidad de flujo de la corriente tenía que ser tal como para mantener una concentración de glucosa de aproximadamente 30 g/L en el reactor. El caudal resultó ser de aproximadamente
0,2 m3/h.
Paso (v)
El aire se alimentó en el reactor para mantener la concentración de oxígeno disuelto en el líquido mayor que 3,4x10-3 g/L. El caudal de aire varió continuamente durante el transcurso de la etapa entre 2900 y 800 Nm3 /h.
Ejemplo comparativo 1
Se llevó a cabo una fermentación aeróbica para producir levaduras oleaginosas en un reactor de columna de burbujas que tiene las siguientes características:
- geometría del dispositivo de reacción: diámetro interno igual a 2,0 m con una altura de 9,5 m,
- distribuidor de aire en la base del dispositivo.
La fermentación se llevó a cabo en modo de lote alimentado siguiendo las mismas etapas que el ejemplo de la invención: a) preparación en la etapa por lotes; el reactor se cargó con 13,5 m3 de solución acuosa que contenía glucosa (reactivo de fase líquida) a una concentración de 56 a 111 g/L;
b) etapa de reacción por lotes; los pasos (I), (II) y (III) se realizaron en esta etapa;
c) etapa de reacción continua; se realizaron las siguientes pasos (IV) y (IV) en esta etapa;
d) final de la reacción; una vez que se obtuvo la cantidad deseada de producto, levaduras oleaginosas en una concentración igual a 100 g/L, se interrumpió la alimentación tanto de líquido al reactor como de aire.
El volumen final de líquido será de aproximadamente 30 m3, con una duración de fermentación de 96 h. El consumo de energía estimado requerido para la fermentación completa fue de 7,2 MWh.
Paso (I)
El aire (el oxígeno en el aire es el reactivo de fase gaseosa) se alimentó en el reactor a una velocidad de flujo igual a 600 Nm3/h hasta que el líquido se saturó con oxígeno, la concentración de oxígeno en el líquido que es igual a 8,0x10-3 g/L a 30 °C y 1,4 bar (140 kPa).
Paso (II)
Se introdujo en el reactor un inóculo de 1,5 m3 de líquido que contenía levaduras oleaginosas (producto de reacción) a una concentración de aproximadamente 20 g/L. La adición del inóculo al reactor indicó el inicio de la reacción de crecimiento de levaduras oleaginosas con el consumo consiguiente de oxígeno alimentado y la glucosa presente en el líquido.
Paso (III)
El aire se alimentó en el reactor para mantener la concentración de oxígeno disuelto en el líquido mayor que 2,6x10-3 g/L. La velocidad de flujo de aire demandado creció constantemente con el paso del tiempo. La velocidad de flujo de aire máximo requerido para sostener la reacción fue igual a 3400 Nm3/h, correspondiente a una potencia consumida (compresor) igual a 200 kW. Una reducción en la velocidad de flujo de aire demandada indicó una escasez de glucosa y, por lo tanto, el final de la etapa por lotes. La etapa por lotes tuvo una duración de aproximadamente 24 h desde el inicio de la reacción.
Paso (IV)
Una solución acuosa que contenía glucosa a una concentración de 600 g/L se alimentó continuamente en el reactor. La velocidad de flujo de la corriente tenía que ser tal como para mantener una concentración de glucosa de aproximadamente 30 g/L en el reactor. El caudal resultó ser de aproximadamente
0,2 m3/h.
Paso (V)
El aire se alimentó en el reactor para mantener la concentración de oxígeno disuelto en el líquido mayor que 3,5x10-3 g/L. El caudal de aire varió continuamente durante el transcurso de la etapa entre 3400 y 1000 Nm3 /h.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de reacción con circulación interna tipo transportador neumático que comprende:
- un volumen cilíndrico vertical (1);
- un elemento vertical (2) colocado dentro del volumen de tal manera que forma un espacio intermedio con las paredes del volumen, que tiene una sección transversal que es circular y ortogonal al eje vertical del elemento y con un diámetro interno variable a lo largo del eje, el elemento que se denomina "tubo de aspiración";
- al menos un distribuidor de gas (3) colocado en la parte inferior del dispositivo;
el dispositivo que está caracterizado porque:
- la relación entre el diámetro del elemento vertical interno (2) y el diámetro interno del volumen cilíndrico (1) varía de 0,05 a 0,5, y
- la relación entre la altura del elemento vertical (2) y la altura del volumen cilíndrico (1) es menor que 0,5.
2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento vertical dentro del dispositivo de reacción está formado por tres cuerpos, dos cuerpos cilíndricos que tienen diferentes diámetros (2, 4) y un cuerpo en forma de un cono truncado (5), los cuerpos que se conectan entre sí de manera que la base menor del cono truncado (5) coincide con una de las bases del primer cuerpo cilíndrico (2) y la base mayor del cono truncado coincide con una de las bases del segundo cuerpo cilíndrico (4).
3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la relación entre la altura del cono truncado en el tubo de aspiración y la altura total del dispositivo varía de 0,03 a 0,25.
4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la inclinación de la apotema del cuerpo de cono truncado en el tubo de aspiración varía entre 15° y 30°.
5. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la relación entre el diámetro del elemento vertical interno y el diámetro interno del volumen cilíndrico varía de 0,35 a 0,45.
6. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la relación entre la altura del elemento vertical (2) y la altura del volumen cilíndrico (1) es menor que 0,5 y mayor que 0,25.
7. Un proceso de fermentación aeróbica por lotes alimentados que se lleva a cabo en el dispositivo de reacción de transportador neumático de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y comprende las siguientes etapas:
a) llenar al menos parcialmente el dispositivo de reacción con un reactivo de fase líquida;
b) alimentar un reactivo de fase gaseosa en el dispositivo de reacción en modo de lote para provocar una reacción de fase líquida hasta que los reactivos se hayan consumido al menos parcialmente;
c) alimentar una corriente líquida que contiene los reactivos de fase líquida consumidos durante la etapa (b) en el dispositivo de reacción en modo de lote en tanto que se alimenta el reactivo de fase gaseosa en modo continuo; d) interrumpir la alimentación tanto del reactivo de fase líquida como del reactivo de fase gaseosa una vez que se haya obtenido la cantidad deseada de producto.
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