JP2009544465A - 混合装置及びプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
次に、混合が均一であるでんぷん懸濁液の運搬を参照して図1のシステムの使用について説明する。
先の例1は液体−気体混合物に関連しているが、管状バッフル容器1は、液体−液体型の反応であるトルエンの硝化にも有益である。このオペレーションでは、酸性物質(主に硝酸及び硫酸)の混合体がフィードタンク8内で予め混合され、定量ポンプ9及び制御バルブ10を介して管状バッフル容器1内へ正味流れのレイノルズ数が500を超えるような流量でポンピングされる。混合された酸性物質は、管状バッフル容器1が130℃の反応温度に達するまでの間再循環される。反応温度に達すると、入口ポイント6において所定の温度(室温または予熱温度の何れか)のトルエンが容器1内へ導入される。十分な流量並びにバッフルプレートの存在により、小さく均一なトルエン液滴が容器1に沿って酸性の混合流内で形成されることを有効化するトルエンの最も効果的な分散が確認される。硝化反応が発生し、生成物であるニトロトルエンが連続的に生成され、製品タンク11内へ再配向される。
次に、でんぷん加工プロセスを参照して固体−液体プロセスに適する管状バッフル容器の使用について説明する。でんぷん−水のスラリーは、定量ポンプ9及び制御バルブ10を介して容器1内へ正味流れのレイノルズ数が500より大きくなるような所定の流量で連続的に注ぎ込まれる。同時に、容器1はジャケット設備12を使用して所定の反応温度まで加熱される。反応温度に達すると、入力ポイント6において無水酢酸が添加され、容器に沿ってアセチル化反応が発生する。13における塩基の添加により管状バッフル容器1沿いのpHを制御することによって、加工でんぷん製品は製品タンク11において連続的に収集される。このプロセスでは、流体発振ユニットなしで流量とバッフルプレートとの組合せにより達成される均一な混合及び栓流に近い状態に起因して、55%までの固体濃度を有するでんぷん固体粒子が液相内でばらつきなく懸濁される。
本発明は、均一な混合、効率的な分散及び高められた質量移動速度に起因して混合材料のより効率的な運搬を可能にし、沈殿物及び閉塞の形成を回避する。本装置は、固体、液体及び気体を含む反応物質及び/または生成物、乳濁液、懸濁液及び分散物の混合体の運搬に適する。でんぷん溶液を使用するこのプロセスでは、固体が液相内に懸濁される。さらに、改良された混合を使用して材料の化学反応増進及び選択的結晶化を促進する本発明の他の実施形態も予見される。
説明している装置は、ばらつきなく混合された材料を生成しかつ維持させるための連続的、半連続的またはフェドバッチ式混合装置として使用されることが可能であり、前記材料は少なくとも第1の相と第2の相とを含む。本装置は、管状容器と、前記管状容器へ機能的に連接される、前記第1及び第2の相の少なくとも一方を供給する少なくとも1つの供給手段とを有する。機能的連接は、気体、液体または固体物質またはこれらの混合物の供給装置であることが可能である。
Claims (21)
- ばらつきなく混合された材料を生成しかつ維持するための連続的、半連続的またはフェドバッチ式混合装置であって、前記材料は少なくとも第1の相と第2の相とを含み、本装置は、
管状容器(1)と、
前記管状容器へ機能的に連接される、前記第1及び第2の相の少なくとも一方を供給する少なくとも1つの供給手段(8)と、
前記管状容器内で前記材料の均一な混合及び効率的な分散を開始しかつ維持するように構成される複数の環状バッフル(4)であって、前記管状容器の側面から内側へ放射状に延設されるようにほぼ等間隔に離隔されかつほぼ平行に配置される環状バッフルと、
前記管状容器内の前記材料へ一方向の直線運動を与えるように構成される流量制御手段(9、10)と、
を備え、
前記流量制御手段は、前記第1及び第2の相の均一な混合及び効率的な分散が生成されかつ維持するように十分な流量で前記材料の流れを維持すべく構成される装置。 - 前記第1及び第2の相の少なくとも一方を前記管状容器へ供給する第2の供給手段(6)をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記環状バッフル間の距離は1dから2dまでの範囲であり、dは前記管状容器の直径である、請求項1または2に記載の装置。
- 前記環状バッフルは、プレートのほぼ中央に位置する開口を備えるほぼ平坦なプレートである、請求項1から3のいずれかに記載の装置。
- 前記開口は、前記材料の流れに相当量の不安定性を与えるように適合化される、請求項4に記載の装置。
- 前記管状容器はさらに、前記管状容器内の圧力を変えるための圧力変化手段を備える、請求項1から5のいずれかに記載の装置。
- 前記圧力変化手段は、真空から300バールまでの範囲で圧力を変えてもよい、請求項6に記載の装置。
- 他の相または種を前記管状容器内へ導入するために少なくとも1つの点検口が設けられる、請求項1から7のいずれかに記載の装置。
- 前記流量制御手段は、一方向の直線運動を前記管状容器内の前記材料に与えるように構成されるポンプ(9)を備える、請求項1から8のいずれかに記載の装置。
- 前記一方向の直線運動は非振動運動である、請求項1から9のいずれかに記載の装置。
- 前記流量制御手段は、500を超えるレイノルズ数を前記管状容器内の前記材料へ与える流量をもたらすように構成される、請求項1から10のいずれかに記載の装置。
- 前記管状容器内の前記材料の流れは層流である、請求項11に記載の装置。
- ばらつきなく混合された材料を生成しかつ維持させるための連続的、半連続的またはフェドバッチ式混合プロセスであって、前記材料は少なくとも第1の相と第2の相とを含み、前記プロセスは、
前記第1及び第2の相の少なくとも一方を管状容器へ供給する供給装置を設けるステップと、
複数の環状バッフルを使用することによって、前記管状容器内の前記材料の均一な混合及び効率的な分散を開始しかつ維持させるステップであって、前記環状バッフルはほぼ等間隔で離隔され、かつ前記管状容器の側面から放射状に内側へ延設されるようにほぼ平行に配置されるステップと、
流量制御手段を使用して、前記管状容器内の前記材料へ一方向の直線運動を与えるステップと、
を含み、
前記一方向の直線運動は、前記流量制御手段を使用して、前記材料の流れを前記第1及び第2の相の均一な混合及び効率的な分散が生成されかつ維持するように十分な流量で維持するべく与えられるプロセス。 - 前記プロセスはさらに、前記第1及び第2の相のうちの少なくとも一方を前記管状容器へ供給する第2の供給手段を設けることを含む、請求項13に記載のプロセス。
- 前記プロセスはさらに、前記管状容器内の圧力を変化させることを含む、請求項13または14に記載のプロセス。
- 前記プロセスはさらに、真空から300バールまでの範囲で圧力を変えることを含む、請求項15に記載のプロセス。
- 前記プロセスはさらに、少なくとも1つの点検口を介して前記管状容器内へさらなる相または種を供給することを含む、請求項13から16に記載のプロセス。
- 前記一方向の直線運動は非振動運動である、請求項13から17に記載のプロセス。
- 500を超えるレイノルズ数を前記管状容器内の前記材料へ与える流量は前記流量制御手段によって与えられる、請求項13から18に記載のプロセス。
- 前記管状容器内の前記材料の流れは層流である、請求項13から19に記載のプロセス。
- ばらつきなく混合された多糖混合物を生成しかつ維持させるための連続的、半連続的またはフェドバッチ式混合プロセスであって、
溶媒を管状容器へ供給する供給装置と、多糖類を管状容器へ供給する第2の供給装置とを設けるステップと、
複数の環状バッフルを使用することによって、前記管状容器内の前記多糖類及び溶媒の均一な混合及び効率的な分散を開始しかつ維持させるステップであって、前記環状バッフルはほぼ等間隔で離隔され、かつ前記管状容器の側面から放射状に内側へ延設されるようにほぼ平行に配置される、ステップと、
流量制御手段を使用して、前記管状容器内の前記多糖類及び溶媒へ一方向の直線運動を与えるステップと
を含み、
前記一方向の直線運動は、前記流量制御手段を使用して、前記多糖類及び溶媒の流れを、均一に混合されかつ効率的に分散される多糖沈殿物が生成されかつ維持するに足る流量で維持させるように与えられるプロセス。
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