JPS5924657B2 - 気液接触式反応装置 - Google Patents
気液接触式反応装置Info
- Publication number
- JPS5924657B2 JPS5924657B2 JP9277477A JP9277477A JPS5924657B2 JP S5924657 B2 JPS5924657 B2 JP S5924657B2 JP 9277477 A JP9277477 A JP 9277477A JP 9277477 A JP9277477 A JP 9277477A JP S5924657 B2 JPS5924657 B2 JP S5924657B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- gas
- reaction
- immobilized
- reaction tower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気液接触による反応装置、即ち気相と液相とが
塔内で互いに接触し反応を行う装置、更に気相と液相吉
に固相が加わって塔内で互いに接触し反応を行う装置に
関するものである。
塔内で互いに接触し反応を行う装置、更に気相と液相吉
に固相が加わって塔内で互いに接触し反応を行う装置に
関するものである。
例えば固定化酸化酵素、固定化酸化微生物を用いて酸素
により有機化合物を選択酸化する系は典型的な気液固系
の反応であって、このような反応を行わせる塔形反応器
として充填塔、懸濁反応塔が周知である。
により有機化合物を選択酸化する系は典型的な気液固系
の反応であって、このような反応を行わせる塔形反応器
として充填塔、懸濁反応塔が周知である。
ところで前述のような酸化酵素、酸化微生物の固定化物
は一般に粒状に形成されて居り、粒径を小さくした方が
有効係数が大きいために有利であるが、充填塔に用いた
場合粒径の小さい固定化物で充填層を形成すると液相の
圧力損失が大きくなる欠点があるばかりか、特にゲル状
固定化物では液圧によって圧縮変形しやすいので互いの
接触面積が大きくなって空隙率を小さくし抵抗を増大し
て粒径を小さくした意味がなくなると共に反応収率を低
下させる。
は一般に粒状に形成されて居り、粒径を小さくした方が
有効係数が大きいために有利であるが、充填塔に用いた
場合粒径の小さい固定化物で充填層を形成すると液相の
圧力損失が大きくなる欠点があるばかりか、特にゲル状
固定化物では液圧によって圧縮変形しやすいので互いの
接触面積が大きくなって空隙率を小さくし抵抗を増大し
て粒径を小さくした意味がなくなると共に反応収率を低
下させる。
また懸濁反応塔に用いた場合前記の欠点はないが、懸濁
反応塔においては粒状の固定化物の流出を避けるため塔
出口に流出防止用の網が設けられて居り、固定化物がこ
の網に耐着することなく塔内を流動し、しかも固定化物
の塔内濃度分布が一様であるような気相および液相の流
量範囲は著しく限定さイするので連続操作が困難である
。
反応塔においては粒状の固定化物の流出を避けるため塔
出口に流出防止用の網が設けられて居り、固定化物がこ
の網に耐着することなく塔内を流動し、しかも固定化物
の塔内濃度分布が一様であるような気相および液相の流
量範囲は著しく限定さイするので連続操作が困難である
。
本発明は中間部が最大直径にしてそれより上方および下
方へ向かい次第に小径となる紡錘形に反応塔を形成した
ことにより前述の諸欠点を除去し各相間の物質移動抵抗
を著しく小さくして高収率の連続反応操作を可能ならし
めたものである。
方へ向かい次第に小径となる紡錘形に反応塔を形成した
ことにより前述の諸欠点を除去し各相間の物質移動抵抗
を著しく小さくして高収率の連続反応操作を可能ならし
めたものである。
以下本発明の実施例を図面に就いて説明すると、第１図
は連続循環式の懸濁気泡塔を具えた反応装置を示し、中
央より−Ｌ方に適当高さ範囲に亘り最大直径の短円筒部
１を有しその下方に次第に直径が小さくなる下部円錐部
３を形成すると共に上方に次第に直径が小さくなる上部
円錐部２を形成し全体が紡錘形に作られた反応塔４を懸
濁気泡塔に用いたものである。
は連続循環式の懸濁気泡塔を具えた反応装置を示し、中
央より−Ｌ方に適当高さ範囲に亘り最大直径の短円筒部
１を有しその下方に次第に直径が小さくなる下部円錐部
３を形成すると共に上方に次第に直径が小さくなる上部
円錐部２を形成し全体が紡錘形に作られた反応塔４を懸
濁気泡塔に用いたものである。
下部円錐部３の下端には焼結金属板、多数の小孔を設け
た板等で作られた気体分散板５ａを介して気体送入室５
ｂを設けて構成した気体供給部６が具えられていると共
に、この下部円錐部３の下端近くには二本の液体送入管
７゜７が対称の位置で接線方向に接続開口している。
た板等で作られた気体分散板５ａを介して気体送入室５
ｂを設けて構成した気体供給部６が具えられていると共
に、この下部円錐部３の下端近くには二本の液体送入管
７゜７が対称の位置で接線方向に接続開口している。
上部円錐部２の頂端は気体排出口８を形成していると共
に周面適所には二本の液体送出管９，９が接続開口し、
それぞれポンプ１０．１０を有する循環通路１１，１１
によって液体送入管７，７に接続され、且つ気体排出口
８および液体送出管９゜９の開口部は固定化物流出防止
用の網１２．１３゜１３でそれぞれ覆われている。
に周面適所には二本の液体送出管９，９が接続開口し、
それぞれポンプ１０．１０を有する循環通路１１，１１
によって液体送入管７，７に接続され、且つ気体排出口
８および液体送出管９゜９の開口部は固定化物流出防止
用の網１２．１３゜１３でそれぞれ覆われている。
液体を下部円錐部３の下端近くで液体送入管７゜７より
接線方向へ流入させると旋回流となって反応塔４の内部
を上昇する。
接線方向へ流入させると旋回流となって反応塔４の内部
を上昇する。
この流れは模型的に第２図矢印Ａで示したようＯこ上昇
しながら次第に旋回直径を塘犬すると共に流速を低下す
るもので、上部円錐部２に至ったとき上部円錐部２の壁
面に沿って反転し反応塔４の壁面近傍に沿って下降し、
下端部に至ったとき前記旋回流に吸引され再び上昇する
もので、液体送出管９，９からは流入量に対応した量ず
つの液体が送出されほぼ一定の液面を維持する。
しながら次第に旋回直径を塘犬すると共に流速を低下す
るもので、上部円錐部２に至ったとき上部円錐部２の壁
面に沿って反転し反応塔４の壁面近傍に沿って下降し、
下端部に至ったとき前記旋回流に吸引され再び上昇する
もので、液体送出管９，９からは流入量に対応した量ず
つの液体が送出されほぼ一定の液面を維持する。
流出した液体の一部はポンプ１０によって液体送入管７
へ戻り循環する。
へ戻り循環する。
気体分散板５ａを通って反応塔４の中心部へ気泡となっ
て送入された気体は旋回流Ａの中を第２図矢印Ｂのよう
に上昇すると共にその少なくとも一部が旋回流Ａに連行
されるもので、上部円錐部２に至ったとき更にその一部
は液体と一緒に反応塔４の壁面近傍に沿って下降し、液
面上方へ脱出した気体は頂端の気体排出口８から排出さ
れる。
て送入された気体は旋回流Ａの中を第２図矢印Ｂのよう
に上昇すると共にその少なくとも一部が旋回流Ａに連行
されるもので、上部円錐部２に至ったとき更にその一部
は液体と一緒に反応塔４の壁面近傍に沿って下降し、液
面上方へ脱出した気体は頂端の気体排出口８から排出さ
れる。
反応塔４に入れた粒状の固定化物は前記液体と気泡との
流れによって反応塔内を絶えず移動しほぼ均一に分散さ
せられ濃度分布が一様となる。
流れによって反応塔内を絶えず移動しほぼ均一に分散さ
せられ濃度分布が一様となる。
また液体送出管９の開口を覆った網１３の表面を液体が
洗うように流れ下降するので固定化物は耐着しない。
洗うように流れ下降するので固定化物は耐着しない。
気相である気泡すと固相である粒状の固定化物Ｃと連続
相を形成する液相である液体ａとは液体ａの塔中心近く
での旋回流および塔壁面近傍での下降流更にそれらの互
いの吸引作用による局部的な渦によって互いに攪拌混合
され、しかもその流速が直径の変化に応じて変化するた
めに複雑に攪拌され塔内で気泡すと固定化物Ｃとをほぼ
均一に分散させることが可能となる。
相を形成する液相である液体ａとは液体ａの塔中心近く
での旋回流および塔壁面近傍での下降流更にそれらの互
いの吸引作用による局部的な渦によって互いに攪拌混合
され、しかもその流速が直径の変化に応じて変化するた
めに複雑に攪拌され塔内で気泡すと固定化物Ｃとをほぼ
均一に分散させることが可能となる。
この場合気体の流量を次第に増大させると第２図矢印Ｂ
で示した気泡の上昇流量が増大し、遂には旋回流Ａの中
に恰も気体の柱が形成された状態となり、液体および固
定化物は周囲に押されるようになるが反応操作上支障は
ない。
で示した気泡の上昇流量が増大し、遂には旋回流Ａの中
に恰も気体の柱が形成された状態となり、液体および固
定化物は周囲に押されるようになるが反応操作上支障は
ない。
第３図は最大直径の短円筒部を省略し上部円錐部２およ
び下部円錐部３をそれぞれふくらませて形成した反応塔
４を示し、下端に気体供給部６が設けられていると共に
上端に気体排出口８が形成されている。
び下部円錐部３をそれぞれふくらませて形成した反応塔
４を示し、下端に気体供給部６が設けられていると共に
上端に気体排出口８が形成されている。
液体送入管は一個所または複数個所で接線方向へ開口さ
せるが、下端部に限らず上端部に開口させて下向きの旋
回流を生じさせ且つ下端で反転させて塔壁面近傍に沿い
上昇させるように構成することもある。
せるが、下端部に限らず上端部に開口させて下向きの旋
回流を生じさせ且つ下端で反転させて塔壁面近傍に沿い
上昇させるように構成することもある。
尚、上部円錐部２および下部円錐部３の頂角は取扱う液
体および気体更に固体の種類、量および反応目的によっ
て異なるが一般にはそれぞれ１２０度程度および５０〜
６０度程度が汎用として推奨でき、且つ最大直径換言す
れば塔高さは反応装置全体の容量によって適宜に定めら
れる。
体および気体更に固体の種類、量および反応目的によっ
て異なるが一般にはそれぞれ１２０度程度および５０〜
６０度程度が汎用として推奨でき、且つ最大直径換言す
れば塔高さは反応装置全体の容量によって適宜に定めら
れる。
以上のように本発明は中間に最大直径部を有し上下が次
第に小径となる紡錘形に反応塔を形成しその下端に気体
供給部を設けて気体を泡状に供給すると共に液体を上端
または下端の附近で接線方向に送入するようにしたもの
であるから、液体は旋回流となって上昇または下降し反
対端に至って反転する流れを生じると共に反応塔は高さ
方向に直径が変化しているため流速が連続的に変化し且
つ旋回流の周囲に反転した液体が流れる空間が形成され
て反応塔内での循環作用が円滑に行われると共に、壁面
に沿う液体の流れ方向が直径変化に伴って変化し、従っ
てその中へ供給された気泡更に粒状の固定化物は液体の
流れの方向と速度とが変化するために複雑に攪拌されて
混合しほぼ均一に分散させられるのである。
第に小径となる紡錘形に反応塔を形成しその下端に気体
供給部を設けて気体を泡状に供給すると共に液体を上端
または下端の附近で接線方向に送入するようにしたもの
であるから、液体は旋回流となって上昇または下降し反
対端に至って反転する流れを生じると共に反応塔は高さ
方向に直径が変化しているため流速が連続的に変化し且
つ旋回流の周囲に反転した液体が流れる空間が形成され
て反応塔内での循環作用が円滑に行われると共に、壁面
に沿う液体の流れ方向が直径変化に伴って変化し、従っ
てその中へ供給された気泡更に粒状の固定化物は液体の
流れの方向と速度とが変化するために複雑に攪拌されて
混合しほぼ均一に分散させられるのである。
また固定化物流出防止用の網が設けられている場合、そ
の表面を洗うように液体が流れるために耐着堆積すると
いう不都合がなく、気相と液相の広い流量範囲に亘って
均一な分散を可能ならしめ連続操作を容易にするばかり
か、気相の物質移動抵抗の内で気液間物質朴動抵抗およ
び固定化物を用いたときは液固間物質移動抵抗が著しく
小さくでき反応収率を向上するのである。
の表面を洗うように液体が流れるために耐着堆積すると
いう不都合がなく、気相と液相の広い流量範囲に亘って
均一な分散を可能ならしめ連続操作を容易にするばかり
か、気相の物質移動抵抗の内で気液間物質朴動抵抗およ
び固定化物を用いたときは液固間物質移動抵抗が著しく
小さくでき反応収率を向上するのである。
従って気液接触による反応はもとより、酵素、微生物の
固定化物を用いそれらを触媒とする化学反応、微生物の
溶解更にそれらの発酵または培養等を行うことができる
すぐれた反応装置を提供するものである。
固定化物を用いそれらを触媒とする化学反応、微生物の
溶解更にそれらの発酵または培養等を行うことができる
すぐれた反応装置を提供するものである。
第１図は本発明の実施例を示す一部切截した正面図、第
２図は液相と気相の流れの状況を示す説明図、第３図は
反応塔の異なる実施例を示す正面図である。 ２・・・・・・上部円錐部、３・・・・・・下部円錐部
、４・・・・・・反応塔、６・・・・・・気体供給部、
７・・・・・・液体送入管、８・・・・・・気体排出口
、９・・・・・・液体送出管。
２図は液相と気相の流れの状況を示す説明図、第３図は
反応塔の異なる実施例を示す正面図である。 ２・・・・・・上部円錐部、３・・・・・・下部円錐部
、４・・・・・・反応塔、６・・・・・・気体供給部、
７・・・・・・液体送入管、８・・・・・・気体排出口
、９・・・・・・液体送出管。
Claims (1)
- １ 中間に最大直径部を有し上下が次第に小径となる紡
錘形に形成され下端に中心部へ気体を気泡状に送入する
気体供給部が設けられていると共に上端または下端の附
近に液体送入管が接線方向に接続開口した反応塔を具え
たことを特徴とする気液接触式反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9277477A JPS5924657B2 (ja) | 1977-08-02 | 1977-08-02 | 気液接触式反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9277477A JPS5924657B2 (ja) | 1977-08-02 | 1977-08-02 | 気液接触式反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5426972A JPS5426972A (en) | 1979-02-28 |
| JPS5924657B2 true JPS5924657B2 (ja) | 1984-06-11 |
Family
ID=14063760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9277477A Expired JPS5924657B2 (ja) | 1977-08-02 | 1977-08-02 | 気液接触式反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924657B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107632A (ja) * | 1981-12-22 | 1983-06-27 | Tohoku Tokushuko Kk | 電子ビ−ム描画装置用材料 |
| FR2565961B1 (fr) * | 1984-06-13 | 1986-10-03 | Degremont | Reacteur a lit fluidise pour traitement biologique notamment d'eau |
| JP2008543307A (ja) * | 2005-06-15 | 2008-12-04 | アンプロテイン コーポレイション | 懸濁培養用容器 |
-
1977
- 1977-08-02 JP JP9277477A patent/JPS5924657B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5426972A (en) | 1979-02-28 |
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