JPH0340160Y2

JPH0340160Y2 -

Info

Publication number: JPH0340160Y2
Application number: JP3489387U
Authority: JP
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1991-08-23
Also published as: JPS63143199U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、上向流式充填層型反応器に関するも
のである。

（従来技術）近年、固定化生体触媒による生産技術の確率に
関する開発研究は多く、これに用いられれている
反応器も充填層型、流動層型、撹拌槽型、膜型等
多岐にわたつている。

固定化酵素の反応器への通液方法としては、上
向、下向流があるが、バツクフローを防止し、プ
ラグフローで効率良く反応させることを考えた場
合、下向流の方が効果的である。

しかし、下向流では基質が固定化生体触媒に付
着し易いものであつたり、また基質を含む溶液中
にそのようなものが共有している場合、圧力損失
は継時的に増大する。

又、上向流では圧力損失は小さいが、充填層内
に流れ易い部分を集中的に流れる現象、すなわち
チヤネリングが起こり、反応率が低下する。

特に、反応器の径が大きくなる程その傾向は顕
著である。

そこで、上向流でチヤンネリングの生じない反
応器として、反応器内部に撹拌機を設けたものが
提案されている。

すなわち、第２図に示すようにタンク１９から
ポンプ２０によつて反応器２１下部網２２を通じ
て反応器２１内に流入し、ここで充填された固定
化生体触媒と接触する。

ここでは、モーター２３により低速で回転する
翼２４によつて固定化生体触媒と基質とが効率良
く接触し、反応効率が向上するようになつてい
る。

（考案が解決しようとする問題点）以上の如く、上向流でのチヤネリングを防止
し、反応効率を高めるために撹拌機付反応器（撹
拌式充填層型反応器）が提案されているが、固定
化生体触媒を反応器内部で洗浄することを目的と
すると上部容積を大きくしなければならない（特
開昭61−12280号公報参照）。

上部容積が大きくなると滞留時間が長くなり、
したがつて反応器内部に乳蛋白等が沈着するのみ
ならず微生物が増殖し易い。

又、気泡が付着した固定化生体触媒のほとんど
が反応器上部に浮上するという欠点がある。

（問題点を解決するための手段）したがつて本案の技術的課題は、反応器上部容
積が大きくとも、固定化生体触媒に付着している
気泡が分離し易い上向流式充填層型反応器を得る
ことを目的とするものである。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段
は、固定化生体触媒を充填した縦型カラムの下部
に基質入口を設けて、その下部基質入口から連続
的に供給される基質と前記充填された固定化生体
触媒とを接触させて反応を行わせる反応器であつ
て、固定化生体触媒充填層の上部に固定化生体触
媒投入口のある気泡分離・流速低下室を設けて、
該室の出口に固定化生体触媒流出防止用網を張設
し、かつその網下面と前記充填層に向かつて先細
の漏斗型気泡分離・流速低下室内壁とに沿つて回
転する気泡分離および側壁、網下面掻き取り用翼
を設けたことを特徴とする上向流式充填層型反応
器である。

（考案の効果）通常、充填層を通過することによつて生成した
反応物は固定化生体触媒流出防止用網を通り次工
程に至るが、反応物と共に微細な気泡を伴い浮上
した固定化生体触媒は網下面に至り堆積する。

この技術的手段によれば、この堆積したもの
は、気泡分離および側壁、網下面掻き取り用翼に
よつて、気泡は固定化生体触媒と分離され、網を
介し出口から排出される。

そして、気泡と分離された固定化生体触媒は反
応液の流れ方向と逆向きの流れを発生する気泡分
離および側壁、網下面掻き取り用翼によつてスム
ーズに充填部へと戻される。

又、該翼によつて気泡分離・流速低下室内壁に
沈着した乳蛋白等をも除去することができる。

なお、本案のものは固定化生体触媒充填部の上
部に容積の大きい気泡分離・流速低下室を構成し
たため、滞留時間は長くなり微生物が増殖し易
い。

したがつて、酸ホエー等微生物の増殖しにくい
ものに適している。

（実施例）以下、図面に示す実施例について説明する。

すなわち、第１図において、縦型カラム１２本
勢体外周は温度保持用ジヤケツト１に構成されて
いて、１ａ，１ｂはその温水の入口と出口であ
る。

本体内は固定化生体触媒充填部２を構成してお
り、これに多段にパドル翼３が設置されている。
パドル翼３の軸４はモーター５で駆動される。
又、充填部２の下端に設けられた円錐状の網６が
シリンダー７の軸８で下降できるようになつてい
る。

縦型カラムの下方には変形円錐状室９が形成さ
れ、これにジヤケツト１０が形成されて、温水が
入口１０ａから入つて、出口１０ｂから出るよう
になつている。そして、１１は基質入口である。

縦型カラム１２の上方の気泡分離・流速低下室
１３には固定化生体触媒投入口１４があり、室１
３の外周のジヤケツト１５には、温水入口１５
ａ、温水出口１５ｂがある。

該室１３には固定化生体触媒流出防止用網１６
があり、これに沿つて回転する気泡分離および側
壁、網下面掻き取り用翼１７が軸４に取付けられ
ている。

１８は該室１３の上方に形成された生成物出口
である。

翼１７は網１６下面に堆積する固定化生体触媒
を掻き取り、又、該室１３の内壁に付着した乳固
型分を掻き取り、内部を清浄に保つている。

次に、基質の流れにしたがつて作用を説明する
と、反応温度まで昇温された基質は固定化生体触
媒充填部２へ至り、固定化生体触媒により反応さ
れる。ここで、固定化生体触媒は低速で回転する
翼３により撹拌される。

このようにして、充填層を撹拌翼により撹拌す
ることによつて口径の大きい反応器であつてもチ
ヤネリングが生ぜず、固定化生体触媒と基質とが
効率良く接触し、反応効率が向上する。

充填層を通過することにより生成した反応物
は、固定化生体触媒流出防止用網１６を通り次工
程に至る。

そして、反応物と共に、微細な気泡を伴い浮上
した固定化生体触媒は網１６下面に至り堆積す
る。この堆積した層を翼１７によつて低速で撹拌
することにより微細な気泡は固定化生体触媒と分
離され、網１６を介して出口１８から排出され
る。

気泡と分離された固定化生体触媒は、反応液の
流れ方向と逆向きの流れを発生させる翼１７によ
つてスムーズに充填部２へと戻される。

ところで、反応器の内部に撹拌機が設置されて
いないと網６を充填層２の上部まで上昇させ、内
部の固定化生体触媒を外部に導くことができる
が、以上に示した反応器のように撹拌機がある場
合、そこで網６を上昇させることができない。そ
こで、網６をシリンダー７で下げることにより、
固定化生体触媒を反応器外に出すことができるよ
うになつている。

以上のような反応器では、気泡分離・流速低下
室１３を設けて上部容積が大きくなつている。

第１図に示す寸法の反応器において、上向流
SV＝100の条件で清浄水及び殺菌液を通液しても
固定化生体触媒は網１６下面に堆積することなく
流動化し、清浄殺菌される。

しかし、容量が大きく滞留時間が長くなること
から、微生物の増殖しにくい酸ホエー等の処理に
適する。

この反応器を用い、12％還元脱脂乳をSV＝14
の条件で通液した場合、反応器上部におけるこの
滞留時間は、これがプラグフローで流れたとして
も約２時間と長く、更にテイル現象を考慮した場
合、この数倍となる。

このため、第３図に示すように、処理乳の一般
殺菌数は増加し、そして、そのPHは低下するの
で、上部容積の設計に当たり注意する必要があ
る。

何れにしても本案によれば、気泡を分離するこ
とによつて、網下面に堆積する固定化生体触媒は
顕著に減少する。

したがつて、網１６を介して固定化生体触媒が
逸出することが完全に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案反応器の切断面図、第２図は従来
反応器の説明図、第３図はPHと時間との関係を示
す図である。２……固定化生体触媒充填層部、３……撹拌
翼、４……軸、５……モーター、６……円錐状
網、７……シリンダー、１１……基質入口、１２
……縦型カラム、１３……気泡分離・流速低下
室、１４……固定化生体触媒投入口、１６……固
定化生体触媒流出防止用網、１７……気泡分離お
よび側壁、網下面掻き取り用翼、１８……生成物
出口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

固定化生体触媒を充填した縦型カラムの下部に
基質入口を設けて、その下部基質入口から連続的
に供給される基質と前記充填された固定化生体触
媒とを接触させて反応を行わせる反応器であつ
て、固定化生体触媒充填層の上部に固定化生体触
媒投入口のある気泡分離・流速低下室を設けて、
該室の出口に固定化生体触媒流出防止用網を張設
し、かつその網下面と前記充填層に向かつて先細
の漏斗型気泡分離・流速低下室内壁との沿つて回
転する気泡分離および側壁、網下面掻き取り用翼
を設けたことを特徴とする上向流式充填層型反応
器。