JPS6019594Y2 - 撹拌式連続反応装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は微生物の固定化物によって形威した羽根を有する
羽根車を回転駆動して原液を攪拌し連続反応を行わせる
装置に関するものである。

例えばグルコースよりグルコン酸を、ソルビトールより
ツルポーズを、また糖よりアルコールを製造する場合に
触媒として働く酵素または酵素を生成する酵母を固定化
することはよく知られている。

固定化物は主として粒状に形威され並流充填塔、懸濁気
泡塔の充填物として供されるが、ポリアクリルアミド、
アルギン酸カルシウム等によりカプセル化されているの
で弾力性を有していて圧縮変形しやすく、並流充填塔に
おいて収率を高めるため粒径を小さくすると共に液流量
を増大すると液圧によって粒子が圧縮変形し空隙率を減
少して圧力損失を増大させると同時に粒子相互の接触面
積が大きくなって収率を低下させ、また懸濁気泡塔にお
いては粒子分布が不規則で定常操作が困難である等の欠
点があった。

本案は横形円筒形の反応槽の両側端に原液の供給口と反
応生成液の送出口を設け、微生物の固定化物によって形
威した羽根を有する羽根車の複数個およびそれらの間に
配置した仕切部材を反応槽に内蔵して構成し、反応槽と
仕切部材とで囲まれた各室内で羽根車を回転駆動し原液
を攪拌して反応を行わせながら少量ずつ次の室へ移動さ
せて送出口から取出すようにしたことにより各種の化学
反応、発酵、培養等を前述の欠点を伴うことなく連続的
に行えるようにしたものである。

尚、本案において微生物は酵母、かび、細菌、放線菌、
担子菌、単細胞藻類、ウィルス等の他に、これらから生
産される酵素或いは培養物、生物組織から抽出される酵
素を包含するもので広義に定義される。

以下本案の実施例を図面に就いて説明すると、横形円筒
形の反応槽１の中心軸線上に主軸２を架設支承し図示し
ない原動機で回転駆動するようにすると共に反応槽１の
一つの側端の底近くに原液の供給口３を設は且つ反対の
側端の中心より少し低い個所に反応生成液の送出口４を
設ける。

羽根車５は主軸２に嵌装固着したボス６に放射方向に複
数個例えば四個の腕７を円周方向等間隔で突設し、腕７
の先端に設けた平板状の補強芯部材８を適当厚さの微生
物の固定化物９で包んで構成され、この補強芯部材８と
固定化物９とは主軸２を通る平面上に置かれた羽根１０
を形威し反応槽１の周壁と若干の間隙を有して回転させ
られる。

主軸２には前記の羽根車５が一定間隔で複数個例えば五
個装着され、それらの間に反応槽１の内径より僅か小さ
い直径の円板形の仕切部材１１が主軸２に直角の平面上
に置かれて装着され、また反応槽１の両側端の上部には
気体の送入口１２および排出口１３が設けられている。

第１図は酵母を触媒として糖よりアラコールを製造する
場合に本案装置を用いた例を示して居り、糖および必要
な添加物を加えた原液は液槽２１から供給ポンプ２２で
供給口３へ圧送され反応槽１の主軸２より少し下方に液
面を維持するように供給され、羽根車５および仕切部材
１１は順次この液相りに一部を浸漬しながら回転駆動さ
せられ攪拌しながらアルコール生成反応を行う。

窒素、水素、酸素のようなガス或いは空気一般には窒素
ガスがボンベ２３から送入口１２へ送られ、反応槽１の
内部で反応により生皮したアルコールの一部および炭酸
ガスと共に排出口１３から冷却器２４へ排出され、ここ
で凝縮したアルコールは流下させて容器２５に溜め、窒
素ガスと炭酸ガスとは炭酸ガス吸収器２６へ送られ最後
に残った窒素ガスはブロア２７に吸引されて大気に放出
されるかまたは反応槽１へ戻される。

反応生成液の送出口４に設けた弁２８を閉、じて反応操
作を行い、所定時間経過後に弁２８を操作して反応生成
液をフラッシュ式エバポレータ２９へ送ってアルコール
を単蒸留させ更に凝縮器３０を経て容器３１に集めるも
ので、送出口４から取出す液量と等しい量の原液を供給
ポンプ２２で補給する。

或いは弁２８を操作すると共に循環ポンプ３２を運転し
て反応槽１の液相りを循環させながら反応させる。

反応槽１と仕切部材１１とによって区画された室１４に
羽根車５が一個づつ内蔵され、各室１４の内部で原液と
固定化物９とが接触し反応を行うもので、反応槽１と仕
切部材１１との僅かな隙間１５を通って液相および気相
が送出口４、送入口１２に近い室１４へ少量ずつ移動す
る。

尚、羽根車５の羽根１０に限らず仕切部材１１も微生物
の測定化物で作ることがあり、必要に応じ網状の補強芯
部材を埋込み或いは補強枠で囲む等の補強を施す。

また一つの室１４に二個以上の羽根車５を内蔵させるこ
ともあり、且つ羽根車５の羽根１０の枚数、形状、取付
は角度等は任意に設定されることは言うまでもない。

尚また第４図に示すように反応槽１の気相の部分におい
て大きく切欠くと共に底の部分に小さい切欠きを設けた
仕切部材１１を反応槽１の周壁に固定し、液相が底の部
分の小さな隙間１５を通って少量ずつ移動するように構
成することもある。

更にまた、反応槽１を減圧下で使用するときは送入口を
廃し排出口１３に排気機械を接続すればよい。

以上のように本案は微生物の固定化物によって形成した
羽根を有する羽根車を用い、液相を少量ずつ通過させる
小さい隙間を有して横形円筒形に内蔵した仕切部材によ
って区画された室に羽根車を内蔵させたものであるから
、一側端の供給口から原液を供給し少量ずつ移動させて
反対側端の送出口から反応生成液を抽出することによっ
て原液を各室に比較的長い時間滞在させて充分な反応を
行わせ且つ反応の進行に伴って送出口に近い室へ順次移
動させ完全な反応生成液を連続的に取出すことができる
のであって、仕切部材で区画されていて供給された原液
と反応生成液とが混合するということがなく、反応を進
行しながら順次移動するため連続操作に適するものであ
る。

また固定化物と液相とは複数個の室の内部で羽根車の回
転に伴いまんべんなく均一に接触し、回転により液相が
攪拌されることと相俟ってそれらの接触面積が著しく増
大し、従来の充填塔、気泡塔に見られる欠点が完全に除
去されると共にこれらに比べて高い収率で、且つ化学反
応、発酵、培養等の反応操作を定常的に行うものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案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図は羽根の断面図、第４図
は本案の異なる実施例を示す断面図である。 １・・・・・・反応槽、２・・・・・・主軸、３・・・
・・・供給口、４・・・・・・送出口、５・・・・・・
羽根車、９・・・・・・固定化物、１０・・・・・・羽
根、１１・・・・・・仕切部材、１４・・・・・・室、
１５・・・・・・隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一側端に原液の供給口３を有すると共に反対の側端に反
   応生成液の送出口４を有する横形円筒形の反応槽１と、
   この反応槽１に内液相を少量ずつ通過させる隙間１５を
   有して内蔵され反応槽１を複数個の室１４に区画した仕
   切部材１１と、微生物の固定化物９によって形威した羽
   根１０を有し前記室１４に内蔵されて回転駆動させられ
   る複数個の羽根車５とからなる攪拌式連続反応装置。