一种无需外源气的气升式环流反应器

摘要

本发明提供了一种无外来气源的气升式环流反应器，属于生物化工及发酵工业技术领域。包括：反应器主体、气体循环管路、气泵、夹套、进气口、出气口、导流筒、气体流量计、进料口、放料口。将气升式环流反应器顶部的出气口(6)直接与反应器底部的进气口(5)相连通，气体循环管路(2)中安装气泵(3)，直接利用反应体系中的气体作为环流动力，气体从反应器顶端流出后，通过气体循环管道(2)又回到反应器底部，经气泵(3)再次喷射进反应器后又循环作为环流动力。本发明的优点在于：与传统的用外来气源作为动力的气升式环流反应器相比，有效减少了外来气源的费用，降低了生产成本，具有很好的工业应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于生物化工及发酵工业技术领域，特别是提供了一种无需外源气的气升式环流反应器。

背景技术

气升式环流生物反应器是一种以气体作为动力使液体混合和循环流动的生物反应器。具有结构简单、易放大、传质传热性能好、能耗低、对细胞损伤小等优点，在生物化工尤其是发酵工业中得到越来越广泛的应用。

目前工业上广泛使用的气升式环流反应器都是从反应器底部通入外来气源作为动力，气体向上流过反应器后直接排走。本发明提出直接利用反应器内的气体作为反应器内液体的循环动力，可以有效减少外来气源的费用，降低生产成本。另外，直接利用反应体系本身的气源，可以将反应器制成封闭结构，从而有效减少反应原料的损失。

发明内容

本发明的目的是提出一种无外来气源的气升式环流反应器，将这种环流反应器用于生物催化或酶转化反应体系，可以省去外来气源，不仅可以降低反应原料的损失，还可以显著降低生产成本。

本发明包括：反应器主体1、气体循环管路2、气泵3、夹套4、进气口5、出气口6、导流筒7、气体流量计8、进料口9、放料口10。

将普通气升式环流反应器顶部的出气口6直接与反应器底部的进气口5相连通，气体循环管路2中安装气泵3，直接利用反应体系中的气体作为环流动力，气体从反应器顶端流出后，通过气体循环管道2又回到反应器底部，经气泵3再次喷射进反应器后又循环作为环流动力。

本发明所述气体包括：反应过程生成的气体、参与反应的气体或易挥发的组分。如果作为循环动力的气体为反应过程不断生成的气体，则在气体循环管路上接一个气流支路11，气流支路11上安装单项阀12调节压力(见图2)。

本发明包括利用脂肪酶催化动植物油脂与甲醇进行转酯反应用于生物柴油制备的气升式环流反应器，直接利用挥发出的甲醇气体循环作为液体的环流动力。

本发明适用于任何气升式生化反应器、酶反应器。包括用于废水处理及其它环保项目的气升式环流反应器。

本发明的优点在于：与传统的用外来气源作为动力的气升式环流反应器相比，这种以反应器内部本身气源作为环流动力的气升式环流反应器有效减少了外来气源的费用，大大降低了生产成本。本发明适于体系中有气体存在(包括有气体参与反应、有气体生成以及有易挥发组分存在)的任何生化反应及酶反应器。有效减少了外来气体的消耗，是一种具有明显经济意义和工业应用前景的生物反应器。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图。其中，反应器主体1；气体循环管路2；气泵3；夹套4；进气口5；出气口6；导流筒7；气体流量计8；进料口9；放料口10。

图2为本发明的当反应过程不断生成的气体作为循环动力的结构原理示意图。其中，气流支路11；单向阀12。

图3为本发明的具体实施方式中在A的喷嘴位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的工作原理、具体结构。

本发明主要包括反应器主体、气体循环管路及气泵。气体循环管路2上下分别与反应器的顶部和底部连通，气体循环管路2中安装气泵3，气体从反应器顶部流出后经过气泵，再从反应器底部喷射进入反应器，气体不断循环作为反应体系环流的动力。

实施例：

无外来气源的气升式环流反应器，反应器高1.2m，高径比为6.7，内设一个导流筒7，导流筒直径110mm，高600mm。导流筒将反应器内部分隔成中心流动区(A区)和环行流动区(B区)。反应器的底部有6个喷嘴均匀分布在A区的圆周上。该反应器为脂肪酶催化动植物油脂与甲醇进行转酯反应用于生物柴油制备的气升式酶反应器，反应体系中含有易挥发的液体甲醇，通过气泵控制适当的真空度，利用挥发出的甲醇气体作为反应器内液体的环流动力。这种环流反应器能达到与通入外来气源作为环流动力时同样的混合效果。

这种无外来气源的气升式环流反应器与普通的通入外来气体的环流反应器相比，有效减少了外来气体的消耗，是一种具有明显经济意义和工业应用前景的生物反应器。