專利名稱：一種無需外源氣的氣升式環(huán)流反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物化工及發(fā)酵工業(yè)技術領域，特別是提供了一種無需外源氣的氣升式環(huán)流反應器。
背景技術：
氣升式環(huán)流生物反應器是一種以氣體作為動力使液體混合和循環(huán)流動的生物反應器。具有結構簡單、易放大、傳質傳熱性能好、能耗低、對細胞損傷小等優(yōu)點，在生物化工尤其是發(fā)酵工業(yè)中得到越來越廣泛的應用。
目前工業(yè)上廣泛使用的氣升式環(huán)流反應器都是從反應器底部通入外來氣源作為動力，氣體向上流過反應器后直接排走。本發(fā)明提出直接利用反應器內的氣體作為反應器內液體的循環(huán)動力，可以有效減少外來氣源的費用，降低生產成本。另外，直接利用反應體系本身的氣源，可以將反應器制成封閉結構，從而有效減少反應原料的損失。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種無外來氣源的氣升式環(huán)流反應器，將這種環(huán)流反應器用于生物催化或酶轉化反應體系，可以省去外來氣源，不僅可以降低反應原料的損失，還可以顯著降低生產成本。
本發(fā)明包括反應器主體1、氣體循環(huán)管路2、氣泵3、夾套4、進氣口5、出氣口6、導流筒7、氣體流量計8、進料口9、放料口10。
將普通氣升式環(huán)流反應器頂部的出氣口6直接與反應器底部的進氣口5相連通，氣體循環(huán)管路2中安裝氣泵3，直接利用反應體系中的氣體作為環(huán)流動力，氣體從反應器頂端流出后，通過氣體循環(huán)管道2又回到反應器底部，經氣泵3再次噴射進反應器后又循環(huán)作為環(huán)流動力。
本發(fā)明所述氣體包括反應過程生成的氣體、參與反應的氣體或易揮發(fā)的組分。如果作為循環(huán)動力的氣體為反應過程不斷生成的氣體，則在氣體循環(huán)管路上接一個氣流支路11，氣流支路11上安裝單項閥12調節(jié)壓力(見圖2)。
本發(fā)明包括利用脂肪酶催化動植物油脂與甲醇進行轉酯反應用于生物柴油制備的氣升式環(huán)流反應器，直接利用揮發(fā)出的甲醇氣體循環(huán)作為液體的環(huán)流動力。
本發(fā)明適用于任何氣升式生化反應器、酶反應器。包括用于廢水處理及其它環(huán)保項目的氣升式環(huán)流反應器。
本發(fā)明的優(yōu)點在于與傳統的用外來氣源作為動力的氣升式環(huán)流反應器相比，這種以反應器內部本身氣源作為環(huán)流動力的氣升式環(huán)流反應器有效減少了外來氣源的費用，大大降低了生產成本。本發(fā)明適于體系中有氣體存在(包括有氣體參與反應、有氣體生成以及有易揮發(fā)組分存在)的任何生化反應及酶反應器。有效減少了外來氣體的消耗，是一種具有明顯經濟意義和工業(yè)應用前景的生物反應器。


圖1為本發(fā)明的結構原理示意圖。其中，反應器主體1；氣體循環(huán)管路2；氣泵3；夾套4；進氣口5；出氣口6；導流筒7；氣體流量計8；進料口9；放料口10。
圖2為本發(fā)明的當反應過程不斷生成的氣體作為循環(huán)動力的結構原理示意圖。其中，氣流支路11；單向閥12。
圖3為本發(fā)明的具體實施方式
中在A的噴嘴位置示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的工作原理、具體結構。
本發(fā)明主要包括反應器主體、氣體循環(huán)管路及氣泵。氣體循環(huán)管路2上下分別與反應器的頂部和底部連通，氣體循環(huán)管路2中安裝氣泵3，氣體從反應器頂部流出后經過氣泵，再從反應器底部噴射進入反應器，氣體不斷循環(huán)作為反應體系環(huán)流的動力。
實施例無外來氣源的氣升式環(huán)流反應器，反應器高1.2m，高徑比為6.7，內設一個導流筒7，導流筒直徑110mm，高600mm。導流筒將反應器內部分隔成中心流動區(qū)(A區(qū))和環(huán)行流動區(qū)(B區(qū))。反應器的底部有6個噴嘴均勻分布在A區(qū)的圓周上。該反應器為脂肪酶催化動植物油脂與甲醇進行轉酯反應用于生物柴油制備的氣升式酶反應器，反應體系中含有易揮發(fā)的液體甲醇，通過氣泵控制適當的真空度，利用揮發(fā)出的甲醇氣體作為反應器內液體的環(huán)流動力。這種環(huán)流反應器能達到與通入外來氣源作為環(huán)流動力時同樣的混合效果。
這種無外來氣源的氣升式環(huán)流反應器與普通的通入外來氣體的環(huán)流反應器相比，有效減少了外來氣體的消耗，是一種具有明顯經濟意義和工業(yè)應用前景的生物反應器。
權利要求
1.一種無需外源氣的氣升式環(huán)流反應器，包括反應器主體、氣體循環(huán)管路、氣泵、夾套、進氣口、出氣口、導流筒、氣體流量計、進料口、放料口；其特征在于將氣升式環(huán)流反應器頂部的出氣口(6)直接與反應器底部的進氣口(5)相連通，氣體循環(huán)管路(2)中安裝氣泵(3)，直接利用反應體系中的氣體作為環(huán)流動力，氣體從反應器頂端流出后，通過氣體循環(huán)管道(2)又回到反應器底部，經氣泵(3)再次噴射進反應器后又循環(huán)作為環(huán)流動力。
2.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于作為循環(huán)動力的氣體為反應過程不斷生成的氣體，則在氣體循環(huán)管路上接一個氣流支路(11)，氣流支路(11)上安裝單項閥(12)調節(jié)壓力。
3.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于所述的氣體包括反應過程生成的氣體、參與反應的氣體或易揮發(fā)的組分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無外來氣源的氣升式環(huán)流反應器，屬于生物化工及發(fā)酵工業(yè)技術領域。包括反應器主體、氣體循環(huán)管路、氣泵、夾套、進氣口、出氣口、導流筒、氣體流量計、進料口、放料口。將氣升式環(huán)流反應器頂部的出氣口(6)直接與反應器底部的進氣口(5)相連通，氣體循環(huán)管路(2)中安裝氣泵(3)，直接利用反應體系中的氣體作為環(huán)流動力，氣體從反應器頂端流出后，通過氣體循環(huán)管道(2)又回到反應器底部，經氣泵(3)再次噴射進反應器后又循環(huán)作為環(huán)流動力。本發(fā)明的優(yōu)點在于與傳統的用外來氣源作為動力的氣升式環(huán)流反應器相比，有效減少了外來氣源的費用，降低了生產成本，具有很好的工業(yè)應用前景。
文檔編號C12M1/04GK1706932SQ20051007086
公開日2005年12月14日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權日2005年5月20日
發(fā)明者劉德華, 杜偉, 李俐林 申請人:清華大學