JP5657886B2 - 反応器 - Google Patents
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- B01J2219/192—Details relating to the geometry of the reactor polygonal
Description
本願発明は以下の態様を含む。
(態様1)
反応器容器(5)および駆動ユニット(14)を含み、反応器内容物(4)が、駆動ユニット(14)によって反応器の(好ましくは垂直の)固定された軸を中心として振動−回転運動することを特徴とする反応器であって、反応器内容物(4)への機械的パワーの投入が、反応器および/または反応器容器(5)の適切な外殻形状によって、並びに/あるいは、反応器および/または反応器容器(5)内の定位置に設置される内部構造物によって可能となる反応器。
(態様2)
反応器容器および駆動ユニットを含み、反応器内容物が、駆動ユニットによって反応器の(好ましくは垂直の)固定された軸を中心として振動−回転運動することを特徴とする反応器であって、反応器内容物へのパワーの投入が、反応器の適切な外殻形状によって、および/または反応器内の定位置に設置される内部構造物によって可能となる、態様1に記載の反応器。
(態様3)
平面状(45)の、またはピラミッド型(41)の底部を有する、丸みのない、好ましくは方形の反応器(43)内の運動が、回転運動(46)によって二次流れ(50)を発生させることを特徴とする、態様1または2に記載の反応器。
(態様4)
角のある、好ましくは二角から八角、特に好ましくは三角から四角の断面、および平面状(45)、ピラミッド型(41)、または四面体の底部を有する反応器容器(43)において、回転運動(46)によって液体流れ(50)が発生させられ得ることを特徴とする、態様1〜3のいずれか一つに記載の反応器。
(態様5)
反応器容器(5)が、0.2〜2.0、好ましくは0.6〜1.2、そして特に好ましくは0.8〜1.0の平均直径に対する高さの比を有することを特徴とする、態様1〜4のいずれか一つに記載の反応器。
(態様6)
好ましくは、反応器容器(5)内に設置される内部構造物が設けられ、この内部構造物は、駆動ユニットに対して振動して、膜上および/または膜内で物理的、生物学的、生化学的、および/または化学反応を実行する、例えば膜を経由するガス導入、ガス分配、液体分配、照射、濾過、吸収、吸着、分析のための、並びに冷却および/または加熱のための、機能化された表面を提供することを特徴とする、態様1〜5のいずれか一つに記載の反応器。
(態様7)
締め付け要素、下側のフレーム、反応器を使用する時に2個の締め付け要素(54)と(56)との間で締め付けて固定される撹拌器ブレード要素(52)で形成されるブレード撹拌器、支持リング(58)を介して溶接または接着によって反応器(5)の底部に固定される、少なくとも1個の底部ベアリング(60)、回転可能な底部(20)内に入れられた駆動支軸(59)であって、駆動モーメントに応じて歯車または単純なキー・ボウとして設計され得る駆動支軸(59)、頂部ベアリング62と結合するタイロッド((64)および保持デバイス(70)を有する容器を含む、態様1〜6のいずれか一つに記載の反応器。
(態様8)
締め付け要素、下側のフレーム、反応器を使用する時に2個の締め付け要素(54)と(56)との間で締め付けて固定される撹拌器ブレードフィルム要素(52)で形成されるブレード撹拌器、支持リング(58)を介して溶接または接着によって反応器(5)の底部に固定される、少なくとも1個の底部ベアリング(60)、回転可能な底部(20)内に入れられた駆動支軸(59)であって、駆動モーメントに応じて歯車または単純なキー・ボウとして設計され得る駆動支軸(59)、頂部ベアリング62と結合するタイロッド(64)および保持デバイス(70)を有する容器を含む、態様1〜7のいずれか一つに記載の反応器。
(態様9)
混合されるべき物質が、同時に、別の内部構造物によってUV照射され、かつ/または酸素でガス処理され、かつ/または濾過され、かつ/または熱が放出されることを特徴とする、態様1〜8のいずれか一つに記載の反応器。
(態様10)
反応器が使い捨て反応器であることを特徴とする、態様1〜9のいずれか一つに記載の反応器。
(態様11)
反応器容器(5)が、安定な、好ましくは多層の高分子材料、またはグリッド構造を安定化させるために利用される高分子材料から製造されることを特徴とする、せいきゅうこう10に記載の反応器。
(態様12)
安定な、好ましくは多層のプラスティックフィルムから製造されることを特徴とする、態様10〜11のいずれか一つに記載の反応器。
(態様13)
反応器容器(5)が、少なくとも一部が反応器容器(5)の外殻形状と適合するハウジング(6)と結合され、前記ハウジング(6)が駆動ユニット(14)によって反応器(5)の好ましくは垂直である、固定された軸を中心として振動−回転運動することができることを特徴とする、態様10〜12のいずれか一つに記載の反応器。
(態様14)
反応器容器(5)が、特に減圧させることによって、分離可能なようにハウジング(6)に取り付けられることを特徴とする、態様13に記載の反応器。
(態様15)
ハウジング(6)が、実質的に垂直方向に移動できるように、回転可能なように取り付けられ、特に吊り下げられることを特徴とする、態様13または14に記載の反応器。
(態様16)
反応器(5)が、反応器の回転の加速またはブレーキが実質的に一定の角加速度または減速度で進行するように、駆動ユニットと嵌め合わされていることを特徴とする、態様1〜15のいずれか一つに記載の反応器。
(態様17)
反応器(5)の振動−回転運動が、2°≦|α|≦3600°、好ましくは20°≦|α|≦180°、特に好ましくは45°≦|α|≦90°の範囲の角振幅αを有することを特徴とする、態様1〜16のいずれか一つに記載の反応器。
(態様18)
反応器(5)にガスと導入するための、実質的に垂直に配置された、透過性の、特に管状の膜(74)を有するガス導入モジュール(72)が設けられていることを特徴とする、態様1〜17のいずれか一つに記載の反応器。
(態様19)
反応器容器(5)が少なくとも2個、特に厳密には2個のサブピース(200)を有し、かつガス導入モジュール(72)が膜(74)を固定するためのフレーム(201)を有し、各サブピース(200)が、特に接着によってフレーム(201)と結合されていることを特徴とする、態様18に記載の反応器。
(態様20)
膜(74)が、開孔性材料、特に発泡体と結合されている膜フィルムを有することを特徴とする、態様18または19に記載の反応器。
(態様21)
ガス導入モジュール(72)が、第1保持プロファイル(321)および第2保持プロファイル(322)を有し、かつ少なくとも1個の細長い膜(74)が設けられ、第1保持プロファイル(321)と第2保持プロファイル(322)との間に、あちこちに導かれるように、特にジクザグ形または曲折形に配置されていることを特徴とする、態様18〜20のいずれか一つに記載の反応器。
(態様22)
反応器(5)が、反応器容器の内側の少なくとも一部において、反応器(5)へガス導入するための透過膜(360)で裏打ちされていることを特徴とする、態様1〜21のいずれか一つに記載の反応器。
(態様23)
反応器容器(5)が、特にpHおよび/または酸素濃度を検出するために、反応器の軸に対して実質的に周辺方向に延びる細長い蛍光センサー(401,402)を有し、反応器容器(5)から離れた光学検出装置(411、412)が設けられ、蛍光センサーが様々な部分表面において光学的に検出されるように、検出速度および振動−回転運動が特に選択されることを特徴とする、態様1〜22のいずれか一つに記載の反応器。
(態様24)
振動−回転運動、特に振動−回転運動の加速度の値が、反応器内容物(4)の表面において、表面に存在する反応器内容物(4)の一部を反応器内容物(4)の内部へ輸送する波状流れが発生し得るように設定され得ることを特徴とする、態様1〜23のいずれか一つに記載の反応器。
(態様25)
反応器容器(5)が収容する反応器内容物(4)の少なくとも液体表面の領域において多角形の断面を有する反応器容器(5)を有する反応器であって、この反応器内容物は、表面または多孔膜を経由して気泡で満たされ、泡を破壊するために、反応器内容物の表面の泡(49)が反応器内容物(4)の内部へ輸送されるように振動−回転運動をするようになっている、態様1〜24のいずれか一つに特に記載される、噴霧反応器。
(態様26)
特に、好ましくは小さい剪断力で泡を破壊することを目的として、態様1〜25のいずれか一つに記載の反応器を用いて、物質を混合および/または分散させる方法。
(態様27)
態様1〜26のいずれか一つに記載の反応器を用いて物質を混合する方法。
(態様28)
反応器容器(5)内で形成された泡を、特に、小さい剪断力による泡(49)の可溶化のための泡破壊器としての、態様1〜27のいずれか一つに記載の反応器の使用。
2 管状固定子+アンカー撹拌器の場合のO2輸送
3 膜モジュールの場合のO2輸送
4 反応器内容物
5 反応器
6 可動式ハウジング
7 扉
8 ベアリング
9 フレーム
10 駆動台
11 液体の振動運動
12 可動式ハウジングの駆動シャフト
14 駆動装置
15 回転振動
16 振動運動の角度
17 反応器の幅
18 熱交換器
20 底部
21 丸屋根型底部
24 中心から外れた接続ポート
25 溶接された軸に沿った通行口
26 中央の接続ポート
27 軸に沿った通行口
28 延長部を有する接続ポート
30 加熱/冷却媒体の入口および出口
32 熱交換器受容体
34 底部の凹所
36 底部における水平開口部
38 中央の管結合部(バッグ)
40 丸屋根型底部(バッグ)
41 ピラミッド型底部(バッグ)
42 出口管(バッグ)
43 方形の反応器。
44 回収バルブ(バッグ)
45 気泡
46 加速された運動
47 流れの渦
48 液体の相対運動
49 泡
50 中心から四方に広がる2次渦
52 撹拌器ブレード、フィルム要素
54 頂部締め付け要素
56 底部締め付け要素
58 底部支持体
59 トルクを58に伝達するためのピン
60 破壊器の底部
62 破壊器の頂部
64 タイロッド(または締め付け金具)
65 結合要素
66 吸引カップ
68 固定デバイスタイロッド
69 ロックナットタイロッド
70 保持デバイス
72 管モジュール
74 シリコンチューブ
76 モジュールの保持および供給デバイス
78 鋳造化合物
79 ベース・ボディー
80 モジュール保持器
82 連結ラインガス供給
84 連結ラインガス除去
86 分配器空間ガス供給
88 分配器空間ガス除去
90 タイロッドおよび供給ラインガス供給
92 タイロッドおよび供給ラインガス除去
94 ガスストリーム供給
96 ガスストリーム出口
97 側面のポケットの幅
98 側面のポケットの深さ
99 側面の支持要素
100 頂部または底部の陥入
102 円筒形の支持要素
103 側面のポケット
104 支持要素の水平方向に対する取り付け角
105 側面のポケットの角度
106 円錐形の陥入
107 支持要素の逓減角度
108 円錐形の支持要素
110 ピラミッド型の陥入
112 ピラミッド型の支持要素
114 放射線透過性の円錐形の支持要素
116 放射源
117 照射外殻
118 放射線透過性の円錐形の陥入
120 加熱/冷却媒体供給
122 供給ライン加熱/冷却媒体
124 破壊器チャンネル
126 除去管
127 加熱可能な/冷却可能な支持要素
128 加熱/冷却外殻
129 逆流デバイス
130 収集チャンネル
132 出口ライン加熱/冷却媒体
134 加熱/冷却媒体出口
136 小環を有する運搬リング
138 凍結した流体
140 運搬ケーブルCarry cable
142 中間底部
144 通路
146 延長された支持要素
147 輸送
148 液体分配支持要素
149 O−リング
150 濾過層
151 円筒形の取り付け要素
152 時間軸
154 左方向の速度
155 右方向の速度
156 正弦曲線形の速度プロファイル
157 線形の速度プロファイル
158 階段状の速度プロファイル
160 運動サイクル当たりの時間の間隔
162 振幅
170 泡を破壊することなく表面ガス導入するシステムにおいて予想される泡の発生
175 表面ガス導入の後に起こる、泡の破壊と同時に起こる泡の発生
180 第1変曲点
185 第2変曲点
190 最大値
200 半バッグ
201 フレーム
202 可動式ハウジングにおける溝
203 半バッグの周辺の結合縁(またはエッジ)
204 フレーム支持バッグ
205 フレームとブレード要素との間の距離
250 ふた
300 膜フィルム
301 多孔層
302 平行なストリップ状に押出し成形された膜チューブ
303 分配器空間
304 収集空間
305 膜チューブ間の結合ブリッジ
320 平坦な膜の流れ通過要素
321 底部保持器
322 頂部保持器
330 膜チューブの流れ通過要素
340 膜積層物
342 限界要素
343 間隔要素
350 曲折形状に締め付けて固定された膜要素
360 バッグ壁内に統合された膜要素
401 センサー層1
402 センサー層2
420 光伝導体のための保持器
411 センサー層1のための光伝導体
412 センサー層2のための光伝導体
Claims (2)
- 反応器容器(5)および駆動ユニット(14)を含み、反応器容器(5)が、反応器容器(5)の垂直な中心軸に沿って配置される反応器容器(5)の駆動支軸(59)からベアリング(8)に伝達された駆動ユニット(14)の駆動力によって前記中心軸を中心として振動−回転運動する反応器であって、
反応器容器(5)の内容物は周期的に反対方向に回転され、
駆動ユニット(14)の駆動力が、
a)反応器容器(5)の角のある断面形状と、平面状、ピラミッド型もしくは四面体の底部形状との組み合わせ、および
b)反応器容器(5)の内部に固定される内部構造物であって、該内部構造物が、撹拌器ブレードフィルム要素(52)を含むブレード撹拌器である、内部構造物
によって反応器内容物(4)に伝えられ、
前記断面は、前記中心軸に対して垂直であり、
反応器容器(5)の角において、2次流れを生じさせ、この流れによって、気泡が液体表面の下に引き込まれる、反応器。 - 頂部締め付け要素(54)と底部締め付け要素(56)の2個の締め付け要素、反応器を使用する時に2個の締め付け要素(54)と(56)との間で締め付け固定される撹拌器ブレードフィルム要素(52)を有するブレード撹拌器、支持リング(58)を介して溶接または接着によって反応器容器(5)の底部に固定される底部ベアリング(60)、駆動ユニット(14)の駆動力によって回転可能なハウジングの底部(20)内に入れられた駆動支軸(59)であって、駆動モーメントの駆動力に応じて歯車として駆動する駆動支軸(59)、頂部ベアリング(62)と結合するタイロッド(64)、およびタイロッド(64)と結合する保持デバイス(70)を有する反応器容器(5)を含む反応器であって、
2個の締め付け要素(54)および(56)は、撹拌器ブレードフィルム要素(52)を締め付け固定するために設けられ、
撹拌器ブレードフィルム要素(52)は、頂部締め付け要素(54)を介して頂部ベアリング(62)に固定されるとともに底部締め付け要素(56)を介して底部ベアリング(60)に固定され、
駆動ユニット(14)の駆動力は、駆動支軸(59)から底部ベアリング(60)に伝達され、
反応器容器(5)は、底部ベアリング(60)に伝達された駆動ユニット(14)の駆動力によって振動−回転運動し、
反応器容器(5)における撹拌器ブレードフィルム要素(52)のハウジングへの保持が、タイロッド(64)を保持デバイス(70)と結合することによって行われる、請求項1に記載の反応器。
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