用于酶处理的紧凑反应器制造技术

用于原料酶水解的反应器，所述反应器按顺序包括：i)适合于将提供给反应器的原料加热至有利于酶水解的温度的第一换热器(HEX1)，ii)包括多个串连的用可关闭阀门(V1‑V6)分隔的反应室(R1‑R6)的反应器，iii)适合于将反应混合物加热至比有利于酶水解温度更高温度的第二换热器(HEX2)，所述反应器由倾斜的管状反应室(R1‑R6)形成，所述反应室组装形成具有垂直轴的反应器，第一反应室(R1)是反应器垂直方向的最上端反应室，而至少一个反应室适合于用流通的惰性气体搅拌。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于酶处理的紧凑反应器
本专利技术涉及权利要求1前序部分公开的一类反应器。
技术介绍
在用于水解(分解)目的的有机材料的酶处理过程中，材料中温度的控制和材料暴露于酶的持续时间(接触时间)是成功的先决条件。接触时间太长或太短都对过程产品不利，和可能导致材料的进一步处理问题和/或对生产过程的最终产品质量不利。因此，合适的接触时间在这里是核心问题。当应用工业酶进行水解或其它形式的酶处理时，向原料中加入合适的酶。在已加入酶且在原料中分配后，重要的是不断搅拌混合物以确保酶与原料之间良好的接触。如上所述，酶与原料接触一定时间间隔也是重要的。因此，当达到这个时间间隔时，重要的是迅速停止酶降解，从而使得所述过程不会过度进行。这通常通过将原料和酶的混合物加热到酶被破坏(失活)的温度来保证。类似的挑战适用于许多其它化学过程，其中重要的是所包含的组分混合均匀以及反应时间受控，反应时间与获得所需质量最终产品的最优时间相比不能太短也不能太长。达到合适接触时间的最简单方法是应用基于“间歇”原理的反应器。通过间歇反应，在过程停止之前，使确定体积(罐等)在一定条件下保持一定时间。如上所述，对于酶处理，应用附加的加热使酶失活。在处理较大体积的工业生产中，如果间歇运行，这些较大体积很难快速充分加热。一种替代方案是应用多个小批量体积，但这将导致技术成本过高。不管过程是否包括酶处理，与连续过程相比，间歇过程还有其它缺点。一个缺点是过于频繁地启动和停止过程。这是劳动密集的过程和比连续过程更难自动化。另外，在启动和停止期间操作条件会发生不希望的变化。目标是使均匀混合的原料连续通过，所述方法在给定时间间隔内未激活。使原料连续流过大型“全混”容器不是好的解决方案，因为此时各组分之间的接触时间很难控制。用于原料酶处理的反应器由挪威专利No.322996(WO2006126891)已知。所述处理在基本垂直设置的反应器中实施，所述反应器具有单独的反应室，各反应室中的物料用搅拌器机械混合并利用重力输送至下方相邻的反应室中。对所有处理物料来说，该反应器将确保相同的停留时间和相同的条件。特别对于海产原料处理，重要的是在收获后尽快地在船上进行处理。因此，重要的是所应用的实施设施要紧凑和不受可能使容器倾斜的海浪严重影响。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于原料水解的系统和/或反应器，所述反应器和/或系统不管外部条件如何变化都能对所提供的所有物质产生一致的反应条件。本专利技术的一个目的是提供一种反应器，当过程中包括的组分间的接触时间对于产品质量是关键参数时，所述反应器可以获得与间歇方法和连续方法均相关的好处。另一个目的是通过方便和便宜的设施以工业规模实现上述目标。一个特别的目的是提供用于在有限空间的船上容器中水解海产原料的反应器，所述反应器在变化的风浪条件下能提供一致的反应条件。本专利技术的上述目的通过权利要求1定义的反应器实现。本专利技术的优选实施方案出自从属权利要求。反应器中待处理的物料部分称为“原料”，部分称为“物料”。本专利技术的反应器可以制造为紧凑型，其中反应器外部可以具有立柱形式，反应室相对于水平面具有给定的倾斜度，而反应器整体大致垂直取向。除了附图所示和相关讨论的以外，反应室为管状和优选具有圆形横截面。各反应室的倾斜度可以变化，但优选为至少1/10(垂直/水平)[5.7度]。对于一些实施方案，倾斜度可以为1/5[11.3度]。用反应室的垂直环管且在该垂直环管内可以同心地实现所需的换热。通过提供惰性气体鼓泡通过反应室来实施搅拌。所有反应室之间的阀门确保各反应室中的停留时间统一，和因此保证反应器中的总停留时间统一。部分处理后物料从一个反应室输送到下一个反应室可以通过提供过压的搅拌用惰性气体和同时将所涉及反应室的上游阀关闭和下游阀打开来实施。附图说明下面参考附图进一步详细描述本专利技术，其中：图1给出了本专利技术反应器的第一实施方案的透视图。图2为本专利技术实施方案的一个反应室的示意图。图3为图1的实施方案的某些细节的示意性剖面图。图4的示意图给出了图1的实施方案的进一步细节。图5是应用本专利技术反应器的方法的流程图示意图。图6是图1所示的反应器的示意性简化俯视图。图7是作为图1所示反应器变体的本专利技术反应器的示意性简化俯视图。图8是本专利技术反应器的另一个实施方案的侧视图。具体实施方式图1概括给出了本专利技术反应器的一个实施方案。多个反应室R1-R6螺旋卷曲向下形成总体上垂直取向或具有垂直轴的反应器。可以将任意反应室称为Ri，其中i被看作索引号。各反应室Ri周向覆盖接近360度，即为一个整圆。各反应室Ri之后都有一个阀Vi(其中i被看作索引号)将其与下一个室分开。因此反应室R1后跟着阀V1。使各反应室相互分开的阀V1-V5在所示的实施方案中相互对齐。这是为了方便起见，而不是反应器的关键特征。在所示的实施方案中，在反应室下面有三个巴氏灭菌室P1-P3，它们具有与反应室大致相同的形状和尺寸。它们也通过编号为VP1和VP2的阀分开。反应室和巴氏灭菌室的准确个数可以变化。图1还给出了原料的供应管道01、处理后物料的排放管道02。还给出了惰性气体的压力罐13、惰性气至各反应室和巴氏灭菌室的多个管道10、用后惰性气体的主管11和用于将用后的惰性气通过压缩机12循环至容器13的返回管道14。惰性气体通过统称为RVi(其中i被看作索引号)的阀门从反应室排出。在图1中给出了三个这样的阀RV1-RV3。图1还给出了至至少一个换热器的空气供应管道03和离开换热器HEX2的空气出口04。在实践中，如稍后所述，通常应用两个换热器。图1还给出了离开反应室R6至换热器HEX2的处理后物质的管道17。还给出了从换热器HEX2的上部至巴氏灭菌室P1入口的管道16。图1还给出了将换热后的原料引入反应室R1的一部分管道18。图2给出了单个反应室的横截面，在这里随机选择了室3。与图1所示实施方案不同的是为了简单起见将该反应室示为直段室。也可以用直段室实现本反应器。至反应室R3的物料入口通过阀V2至图的右侧，而出口通过阀V3至图的左侧。由于反应室的倾斜，物料借助重力流动。在图2中，反应室的倾斜度约为1/10。这在实践中通常是足够的，但在某些情况下可以更大，例如1/5。惰性气体(通常为氮气)通过供应管道10在反应室下游端附近引入，和通过反应室上游端附近的排放管21排出。处理期间，两个阀门V2和V3均关闭，使得物料在反应室中在有限的时间段内保持静止。如箭头所示，惰性气通过反应室输送导致室内的物料循环。因此有效地应用惰性气体搅动待处理物料。在进入反应室的供应管道10上有进料阀IV3，和在排气管21上有气体返回总管14的返回阀RV3。当反应室3排空时，阀RV3关闭和向反应器施用选定的超压。必要的是阀V2和V3两者也都关闭。假定相邻的下游反应室R4之前已经清空物料和释放了任意的超压。然后打开阀V3，和随着气体和物料(也会借助重力)吹入反应室R4将发生快速的压力释放。虽然气体分布在两个室之间，几乎所有固体和液体物料都将终结于反应室4中以在其中进一步处理。应理解反应室R3仅被选为任意例子；在所有反应室中发生基本相同类型的处理，和应用如此多单独反应室的主要原因是确保待处理的所有物质具有统一的停留时间，来自外部的物料流近似理想活塞流从反应室本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于物料酶水解的反应器，所述反应器按顺序包括：‑适合于将提供给反应器的原料加热至有利于酶水解的温度的第一换热器(HEXl)，‑包括多个串连的用可关闭阀门(V1‑V5)分隔的反应室(R1‑R6)的反应器，‑适合于将反应混合物加热至比有利于酶水解温度更高温度的第二换热器(HEX2)，特征在于所述反应器设计为反应室在不同垂直高度，其中第一反应室(R1)在最上端和最后一个反应室(R6)在最下端，同时至少一个反应室适合于用流通的惰性气体搅拌。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.07 NO 20141197;2015.07.15 NO 201509431.用于物料酶水解的反应器，所述反应器按顺序包括：-适合于将提供给反应器的原料加热至有利于酶水解的温度的第一换热器(HEXl)，-包括多个串连的用可关闭阀门(V1-V5)分隔的反应室(R1-R6)的反应器，-适合于将反应混合物加热至比有利于酶水解温度更高温度的第二换热器(HEX2)，特征在于所述反应器设计为反应室在不同垂直高度，其中第一反应室(R1)在最上端和最后一个反应室(R6)在最下端，同时至少一个反应室适合于用流通的惰性气体搅拌。2.权利要求1的反应器，其中各反应室具有统一的尺寸和形状并绕垂直轴对称布置。3.权利要求1的反应器，其中所述反应室为管状和倾斜的并且彼此连接从而所述组件绕垂直轴对称。4.前述权利要求任一项的反应器，其中所有的反应室(R1-R6)均适合于用在反应室下游端附近提供和在反应室上游端附近排出的流通的惰性气体搅拌。5.前述权利要求任一项的反应器，其中使反应室(R1-R6)弯曲并组装形成螺旋。6.权利要求3-5任一项的反应器，其中第一换热器(HEXl)和第二换热器(HEX2)中的至少一个沿反应器的垂直轴设置。7.权利要求3-6任一项的反应器，其中第一换热器(HEXl)和第二换热器(HEX2)沿反应器的垂直轴彼此叠置。8.权利要求6或7的反应器，其中第一换热器(HEXl)和第二换热器(HEX2)在反应室形成的螺旋内彼此同心叠置。9.前述权利要求任一项的反应器，其中至少一个巴氏灭菌室(P1-P3)设置在第二换热器(HEX2)的下游。10.权利要求9的反应器，其中至少一个巴氏灭菌室(P1-P3)设置为与反应室(R1-R6)基本相同形状的管状室。11.权利要求3或5-8任一项的反应器，其中所述反应器还包括包封反应室和两个换热器的外壳。12.前述权利要求任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·艾格伦，
申请(专利权)人：NU公共有限责任公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO