JPS596173B2 - 二相流動反応装置 - Google Patents
二相流動反応装置Info
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- JPS596173B2 JPS596173B2 JP54121611A JP12161179A JPS596173B2 JP S596173 B2 JPS596173 B2 JP S596173B2 JP 54121611 A JP54121611 A JP 54121611A JP 12161179 A JP12161179 A JP 12161179A JP S596173 B2 JPS596173 B2 JP S596173B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
- B01J8/386—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only internally, i.e. the particles rotate within the vessel
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液相と固相との接触による反応装置に関するも
のである。
のである。
液相中の基質が液相中に懸濁する菌体と接触して増殖或
いは発酵を行う場合、また液相中の基質が液相中に懸濁
する粒状の固定化酵素もしくは固定化微生物を触媒とし
て反応を行う場合に液相と固相との接触を良好ならしめ
液相の広い流量範囲に亘って圧力損失の増大を招くこと
なく高収率の反応を行わせることが必要である。
いは発酵を行う場合、また液相中の基質が液相中に懸濁
する粒状の固定化酵素もしくは固定化微生物を触媒とし
て反応を行う場合に液相と固相との接触を良好ならしめ
液相の広い流量範囲に亘って圧力損失の増大を招くこと
なく高収率の反応を行わせることが必要である。
酵素または微生物を粒状に形成した固定化物を固相に用
い反応を行わせる装置として最もよく知られている充填
塔では、粒径を小さくすると液相の圧力損失の増大を免
かれないばかりか固定化物がゲル状のときは液圧で圧潰
変形し空隙率を低下して抵抗を増大するという欠点があ
って反応収率が低く、また懸濁反応塔では固定化物の塔
内濃度分布が一様でしかも固定化物が液体出口の流出防
止用網に耐着しないような流量範囲は著しく限定される
ので連続操作が困難である。
い反応を行わせる装置として最もよく知られている充填
塔では、粒径を小さくすると液相の圧力損失の増大を免
かれないばかりか固定化物がゲル状のときは液圧で圧潰
変形し空隙率を低下して抵抗を増大するという欠点があ
って反応収率が低く、また懸濁反応塔では固定化物の塔
内濃度分布が一様でしかも固定化物が液体出口の流出防
止用網に耐着しないような流量範囲は著しく限定される
ので連続操作が困難である。
本発明は反応器を中間に最大直径部を有し上下が次第に
小径となる紡錘体、だ固体乃至球体に形成し、その下端
部から液体をほぼ鉛直中心線上で上向きに送入すると共
に反応器円周のほぼ接線方向に送入するようにしたこと
により、気相を流入させて流動攪拌を行わせることなく
反応器内部で液相および固相に複雑な流れを発生させて
固相を均一に分散し広い流量範囲に亘って高収率の連続
操作を可能ならしめ、更にガス、揮発性物質が生成する
ときはこれらを吸引排出し或いは反応器内部を減圧でき
るようにしたものである。
小径となる紡錘体、だ固体乃至球体に形成し、その下端
部から液体をほぼ鉛直中心線上で上向きに送入すると共
に反応器円周のほぼ接線方向に送入するようにしたこと
により、気相を流入させて流動攪拌を行わせることなく
反応器内部で液相および固相に複雑な流れを発生させて
固相を均一に分散し広い流量範囲に亘って高収率の連続
操作を可能ならしめ、更にガス、揮発性物質が生成する
ときはこれらを吸引排出し或いは反応器内部を減圧でき
るようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面に就いて説明すると、第１図
は中央よりやや上方に適当高さ範囲に亘り短円筒状の最
大直径部１を有しその下方に次第に小径となる下部円錐
部２を形成すると共に上方に次第に小径となる上部円錐
部３を形成し全体が紡錘体に作られた反応器４を用いた
ものである。
は中央よりやや上方に適当高さ範囲に亘り短円筒状の最
大直径部１を有しその下方に次第に小径となる下部円錐
部２を形成すると共に上方に次第に小径となる上部円錐
部３を形成し全体が紡錘体に作られた反応器４を用いた
ものである。
この反応器４の下部円錐部２の下端に液体の送入室５を
下方へ突出させて形成し多孔板からなる第一の送入口６
を反応器４と気体送入室５との間に設置し、また下部円
錐部２の下端近くには液体の送入管Ｔを円周方向等間隔
で且つ上下に適当間隔で二本ずつ接線方向に接続し、そ
れらの開口端即ち第二の送入口８を同一の円周方向へ向
けて反応器４の局面に開口し、また上部円錐部３の中間
個所に複数個例えば二個の液体の送出口９を円周方向等
間隔で開口して設け、且つこの送出口９を固定化物流出
防止用の網１０で塞ぐ。
下方へ突出させて形成し多孔板からなる第一の送入口６
を反応器４と気体送入室５との間に設置し、また下部円
錐部２の下端近くには液体の送入管Ｔを円周方向等間隔
で且つ上下に適当間隔で二本ずつ接線方向に接続し、そ
れらの開口端即ち第二の送入口８を同一の円周方向へ向
けて反応器４の局面に開口し、また上部円錐部３の中間
個所に複数個例えば二個の液体の送出口９を円周方向等
間隔で開口して設け、且つこの送出口９を固定化物流出
防止用の網１０で塞ぐ。
上部円錐部３の上端は排気室１１より雑菌侵入防止用の
フィルタ１２、凝縮器１３を経て真空ポンプのような吸
引排気機械１４に接続されている。
フィルタ１２、凝縮器１３を経て真空ポンプのような吸
引排気機械１４に接続されている。
第３図は球体に形成され従って中心水平面面上に最大直
径部１を有する反応器４を用いたもので、下端の第一の
送入口６は上方へ向けたノズルによって形成し、また前
記実施例と同様の第二の送入口８、送出口９、網１０、
排気室１１、フィルタ１２、凝縮器１３、吸引排気機械
１４を有している。
径部１を有する反応器４を用いたもので、下端の第一の
送入口６は上方へ向けたノズルによって形成し、また前
記実施例と同様の第二の送入口８、送出口９、網１０、
排気室１１、フィルタ１２、凝縮器１３、吸引排気機械
１４を有している。
二つの図示実施例は糖よりアルコールを製造する装置に
本発明を使用した例を示していて、反応器４は上端部に
固相の投入口１５を有していると共に下端部に固相の取
出口１６を有し、液相として三糖類、単糖類またはこれ
らの混合物を含む糖蜜その他の糖が用いられ、固相とし
て粒状の固定化酵母が用いられる。
本発明を使用した例を示していて、反応器４は上端部に
固相の投入口１５を有していると共に下端部に固相の取
出口１６を有し、液相として三糖類、単糖類またはこれ
らの混合物を含む糖蜜その他の糖が用いられ、固相とし
て粒状の固定化酵母が用いられる。
反応器４には液相および固相が送出口９の附近に液面が
位置するように入れられ、第一の送入口６からポンプ１
７で圧送された液相を反応器４のほぼ鉛直中心線上に噴
流となって上向きに流入させると共に第二の送入口８か
らポンプ１８で圧送された液相を反応器円周のほぼ接線
方向へ流入させる。
位置するように入れられ、第一の送入口６からポンプ１
７で圧送された液相を反応器４のほぼ鉛直中心線上に噴
流となって上向きに流入させると共に第二の送入口８か
らポンプ１８で圧送された液相を反応器円周のほぼ接線
方向へ流入させる。
上向きの噴流は固相を連行して上昇し、また接線方向へ
流入した液相は上昇しながら次第に旋回直径を増大する
と共に流速を低下する旋回流となって前記の中心部の上
昇流を包むもので、液面附近でこれらは反転し固相を連
行して反応器４の壁面に沿い下降し下端近くに至ったと
き前記旋回流および上昇流に吸引され再び上昇する。
流入した液相は上昇しながら次第に旋回直径を増大する
と共に流速を低下する旋回流となって前記の中心部の上
昇流を包むもので、液面附近でこれらは反転し固相を連
行して反応器４の壁面に沿い下降し下端近くに至ったと
き前記旋回流および上昇流に吸引され再び上昇する。
反応器４の送出口８から溢流して流出した液相は循環通
路１９の液槽２０に一旦入りこれよりポンプ１７，１８
に吸引され反応器４へ入るもので、上下の第二の送入口
８には別のポンプ１８により送られる。
路１９の液槽２０に一旦入りこれよりポンプ１７，１８
に吸引され反応器４へ入るもので、上下の第二の送入口
８には別のポンプ１８により送られる。
液槽２０には貯槽２１がコック２２を経て接続され、液
相の減少分が補給される。
相の減少分が補給される。
反応が定常状態となった後は回収を行うもので、循環通
路１９の切換弁２３を操作して送出口８から流出した生
成アルコール含有の液相をフラッシュエバポレータ２４
へ送り、単蒸留したアルコールを凝縮器２５を経て容器
２６に集めると共に、残液を前記エバポレータ２４の底
から液槽２０へ戻す。
路１９の切換弁２３を操作して送出口８から流出した生
成アルコール含有の液相をフラッシュエバポレータ２４
へ送り、単蒸留したアルコールを凝縮器２５を経て容器
２６に集めると共に、残液を前記エバポレータ２４の底
から液槽２０へ戻す。
アルコール生成反応に伴って炭酸ガスが発生し、且つ生
成アルコール濃度が高くなると固定化酵母の活性が低下
する。
成アルコール濃度が高くなると固定化酵母の活性が低下
する。
このとき吸引排気機械１４を運転し炭酸ガスを排出する
と共に反応器４の内部を減圧するもので、揮発性物質で
ある生成アルコールは減圧によって容易に揮発し、排気
室１１からフィルタ１２を経て凝縮器１３へ送られここ
で冷却凝縮して容器２７に溜められる。
と共に反応器４の内部を減圧するもので、揮発性物質で
ある生成アルコールは減圧によって容易に揮発し、排気
室１１からフィルタ１２を経て凝縮器１３へ送られここ
で冷却凝縮して容器２７に溜められる。
炭酸ガスはアルコールが分離された後に吸引排気機械１
４を通り大気中に放出されるかまたは吸収器に吸収され
る。
４を通り大気中に放出されるかまたは吸収器に吸収され
る。
以上のように本発明は中間に最大直径部を有し上下に次
第に小径となる形状の反応器を用い、下端からほぼ鉛直
中心線上を上方へ向かう液相の流れを作ると共にこの上
昇流を包んで上昇する旋回流を作るようにしたものであ
るから、旋回流は上昇しながら次第に旋回直径を増大す
ると共に速度を低下し、且つこの旋回流の周囲に反転し
た液相力相由に下降する空間が結成されているため循環
作用が円滑に行われるもので、このような流れによって
液相そのものが充分に攪拌されると同時に粒状の固相が
流れの方向と速度とが複雑に変化する液相によって複雑
に攪拌されほぼ均一に分散し液相と良好に接触するので
ある。
第に小径となる形状の反応器を用い、下端からほぼ鉛直
中心線上を上方へ向かう液相の流れを作ると共にこの上
昇流を包んで上昇する旋回流を作るようにしたものであ
るから、旋回流は上昇しながら次第に旋回直径を増大す
ると共に速度を低下し、且つこの旋回流の周囲に反転し
た液相力相由に下降する空間が結成されているため循環
作用が円滑に行われるもので、このような流れによって
液相そのものが充分に攪拌されると同時に粒状の固相が
流れの方向と速度とが複雑に変化する液相によって複雑
に攪拌されほぼ均一に分散し液相と良好に接触するので
ある。
従って粒径の小さいまたはゲル状の固定化物からなる固
相を用いてもこれらが反応器へ下端部から送入される液
相の送入方向によって与えられる流れによって絶えず流
動させられるため液相の圧力損失の増大、固相の互いの
圧接による圧潰変形に基因する収率低下環の不都合を招
かないと同時に、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、固相
間の物質移動抵抗を著しく小さくでき反応収率を向上す
るのである。
相を用いてもこれらが反応器へ下端部から送入される液
相の送入方向によって与えられる流れによって絶えず流
動させられるため液相の圧力損失の増大、固相の互いの
圧接による圧潰変形に基因する収率低下環の不都合を招
かないと同時に、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、固相
間の物質移動抵抗を著しく小さくでき反応収率を向上す
るのである。
また液相は流入方向が異なる二つの流れを反応器内部に
生じさせ、自身の動きによって攪拌流動するので、気相
を導入して攪拌を行わせる場合のような気体加圧装置が
不用で全体の構成の小形簡単化および操作の簡易化が計
れるのである。
生じさせ、自身の動きによって攪拌流動するので、気相
を導入して攪拌を行わせる場合のような気体加圧装置が
不用で全体の構成の小形簡単化および操作の簡易化が計
れるのである。
更に本発明によると反応器の上端部に吸引排気機械を接
続したので、反応により生成したガスの排出はもとより
反応に支障を与える揮発性物質が生成する場合は減圧し
て蒸発させ容易に除去することができ、従って例えばア
ルコール製造にあたって一定濃度生成したときは減圧し
てその濃度を低下させることによってアルコール生成効
率を向上するものであり、更にまた減圧して液相の沸点
を低下し濃縮を行うことも可能になる等のすぐれた効果
を有するものである。
続したので、反応により生成したガスの排出はもとより
反応に支障を与える揮発性物質が生成する場合は減圧し
て蒸発させ容易に除去することができ、従って例えばア
ルコール製造にあたって一定濃度生成したときは減圧し
てその濃度を低下させることによってアルコール生成効
率を向上するものであり、更にまた減圧して液相の沸点
を低下し濃縮を行うことも可能になる等のすぐれた効果
を有するものである。
次に本発明の装置を用いたアルコール製造の実施例を述
べる。
べる。
湿潤酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖ
ｉｓｉａｅ ）を直径２ｍｍの球形にしたもの３６２５
０個を固定化酵母として用い、容積１５００ＴＬｌの球
体形反応器に糖蜜（蔗糖０．７２５ ｆ！ｍｏｌ／ ｌ
、グルコース０．０９ ｇｍｏｌ／ ｌ、果糖０．４１
０９ｍｏｌ／１）９２０１ｒＬｌを入れ下端部から５６
０ ＴＬｌ／ ｍ ｉｎ の流量の循環液を上昇流とし
工送入し、回収液量と等しい液量を旋回流として送入補
給した。
ｉｓｉａｅ ）を直径２ｍｍの球形にしたもの３６２５
０個を固定化酵母として用い、容積１５００ＴＬｌの球
体形反応器に糖蜜（蔗糖０．７２５ ｆ！ｍｏｌ／ ｌ
、グルコース０．０９ ｇｍｏｌ／ ｌ、果糖０．４１
０９ｍｏｌ／１）９２０１ｒＬｌを入れ下端部から５６
０ ＴＬｌ／ ｍ ｉｎ の流量の循環液を上昇流とし
工送入し、回収液量と等しい液量を旋回流として送入補
給した。
回収液量（送入補給液量） ２．８１１Ｌｌ／ ｍ ｉ
ｎ のときこの回収液の組成は蔗糖０．０８５、グルコ
ース０．６１０、果糖０．７９７ （ｇｍｏｌｌ／ｌ）
、アルコール濃度３．１係（ｗ／ｖ）であった。
ｎ のときこの回収液の組成は蔗糖０．０８５、グルコ
ース０．６１０、果糖０．７９７ （ｇｍｏｌｌ／ｌ）
、アルコール濃度３．１係（ｗ／ｖ）であった。
また回収液量（送入補給液量） ０．５７ｍＡ／ｍｉｎ
としたときの回収液の組成は蔗糖０．０１、グルコース
０．６００、果糖０．８７３ （ｇｍｏｌ／ｌ）、アル
コール濃度４．２％（ｗ／ｖ）であった。
としたときの回収液の組成は蔗糖０．０１、グルコース
０．６００、果糖０．８７３ （ｇｍｏｌ／ｌ）、アル
コール濃度４．２％（ｗ／ｖ）であった。
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、第３図は異なる実施例を示す
縦断面図である。
図Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、第３図は異なる実施例を示す
縦断面図である。
Claims (1)
- １ 中間に最大直径部１を有し上下が次第に小径となる
反応器４と、この反応器４の下端に設けられ液体を上方
へ向かってほぼ鉛直中心線上に流入させる第一の送入口
６および下端附近に設けられ液体を反応器円周のほぼ接
線方向へ向って流入させる第二の送入口８と、反応器４
の最大直径部１よりも上方に設けられた液体の送出口９
と、反応器４の上端部に接続された吸引排気機械１４と
を具えたことを特徴とする二相流動反応接置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54121611A JPS596173B2 (ja) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | 二相流動反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54121611A JPS596173B2 (ja) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | 二相流動反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5645755A JPS5645755A (en) | 1981-04-25 |
| JPS596173B2 true JPS596173B2 (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=14815531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54121611A Expired JPS596173B2 (ja) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | 二相流動反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596173B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5831231B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2015-12-09 | 三菱レイヨン株式会社 | 微生物触媒を用いたアクリルアミドの製造方法 |
-
1979
- 1979-09-21 JP JP54121611A patent/JPS596173B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5645755A (en) | 1981-04-25 |
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