Hidrodinamikai rendszer (áramlási szerkezet)
Hidrodinamikai rendszer (áramlási szerkezet) rektorok vannak osztva három csoportba.
Reaktorok ideális (komplett) keverő - eszközök, amelyben a reagens áramlik azonnal és egyenletesen összekeverjük az egész reakció-térfogat. Ez azt jelenti, hogy a készítmény és a hőmérséklet a reakcióelegy ilyen berendezésen lehet tekinteni, mint az azonos teljes egészében. Ábra a 4a predstvleny jellemző függését az időbeli változása, a szubsztrátum koncentrációja a reaktorban.
Az ilyen típusú reaktorok lehet rendelni egy kis térfogatú készülékek mechanikusan kevert folyadék keverő sebessége nem kisebb, mint 4 s-1 és az idő a homogenizálás nem több, mint 8 perc.
Reaktorok ideális (komplett) elmozdulása - eszközök, amelyekben a reagensek mozgás porshenevoy jellegű, azaz minden egyes előző mennyiség halad át a berendezésen nem kevert, követte, amikor lecserélődik. Az ilyen berendezésben van egy bizonyos eloszlása áramlási sebesség feletti keresztmetszete. Ennek eredményeként, a készítmény, valamint a hőmérséklete a reakcióelegy tsetre berendezésnek és a berendezés falai eltérő; és a hőmérséklet a belépési és kilépési a gép. Az ilyen eszközök közé csőreaktorban egy magasságának aránya az átmérője legalább 20 (H / D ≥ 20). Azonban, nagy reakció-térfogatok, általában mód teljes (ideális) elmozdulása zavarja miatt visszakeveredés hatásokat. Egy tipikus függését koncentráció időbeli változását egy ilyen eszköz a 4b ábrán látható.
Reaktorok közbenső hidrodinamikai rendszer. Az ilyen eszközök nagyon gyakori a gyakorlatban. Leggyakrabban az eltérés az ideális permeshivaniya rezsim a reakcióelegy térfogatát figyelhető meg, például a készülékek nagy obmom elegendő sebességű keverővel, hőcserélő eszközök rendelkezésre a gép belsejében, egy nagy előtolás a reagensek a berendezésbe folyamatos fellépés, stb Ezekben az esetekben, vannak holt zónák (térfogat alacsony keveréssel vagy keverés nélkül), a bypass áramlik a berendezésben, valamint a szivárgó áramlás a berendezésen keresztül félreértések nélkül. (Ábra. 5)
Ábra a 4c ábra egy jellemző függését az időbeli változása, a szubsztrátum koncentrációja a reaktorban.
A berendezés ideális elmozdulás rendszeres hidrodinamikai rendszer bonthatók eredményeként a keresztirányú és a hosszanti különösen permeshivaniya adatfolyam (ábra. 6), ami a részleges kiegyenlítését koncentráció és hőmérséklet fölött a keresztmetszete és a reaktor hossza. Ez azzal a ténnyel magyarázható, hogy a hosszanti (hátsó) permeshivanie felgyorsul mozgása egy elem térfogata, és mások - lassítja, miáltal azok tartózkodási idő a reaktorban különbözővé válik.
Egyik technikák csökkentsük a hatását a hosszanti permeshivaniya egy felosztása a reakció-térfogat (ábra. 7), ami a permeshivanie szerez egy helyi jellegű, és az edény hossza tartjuk hidrodinamikai rendszer közel a rendszer a teljes csere.
Tipikus időfüggő változását a szubsztrátum koncentrációját egy multi-egység a 4D ábrán látható.
Eszközök esetében közbenső hidrodinamikai rendszer leginkább fermentáló oszlop típusát.
Reaktor, egy olyan berendezés, amelyben a fő folyamat lezajlik Biotechnology - kialakulását egy új termék egy komplex kölcsönhatása kiindulási anyagok kell hatékonyan működjön, azaz, hogy a szükséges mélységben biokémiai konverzió és a szelektivitás. Következésképpen, biokémiai reaktor kell felelnie számos különböző követelmények: rendelkezik a szükséges reakció-térfogatot, hogy egy bizonyos hidrodinamikai rendszer mozgási reagensek létrehozni kívánt érintkezési felület kölcsönható fázisok, hogy fenntartsák a kívánt hő a folyamat, levegőztetés mód, stb
Az ipari körülmények között rendkívül fontos nem csak a sebesség a biokémiai átalakítás anyag, de a berendezés teljesítményét, így a választás a típus és design berendezések egyik legfontosabb és otvestvtvennyh fázis a kémiai technológiai folyamatot.
A design, biokémiai reaktor a következőképpen osztályozzák:
ü kapacitív típusú reaktorok (típus reakcióedénybe);
ü oszlop típusú reaktorok;
ü reaktorok tubuláris típusú;
ü fólia típusú reaktor;
ü membrán típusú reaktorok;
ü örvényágyas reaktorok (ábra. 8).
A szerkezeti típusa a reaktor függ Az eljárás körülményeitől és a tulajdonságait a részt vevő anyagok.
A legfontosabb tényező, amely meghatározza a reaktor készülékben: aggregáció sostoyaniyanie kiindulási anyagok és a reakciótermékek, valamint azok biokémiai tulajdonságait és mikrobiologiecheskie; temperatrura és nyomás, amelynél a folyamat zajlik; termikus hatás folyamatot, és a hő árfolyam; anyagtranszport ráta (anyagátadási), a reagensek keverése közben; folytonosság, vagy periodicitása a folyamatot; könnyű telepítés és javítása, gyárthatóság; szerkezeti anyag rendelkezésre állás, stb
Összes tényező, az aggregált állapotban a fenti anyag van a legnagyobb hatása a szervezésének elveit a mozgás az kölcsönható fázisok és meghatározza építő típusú reakció berendezésben. Sőt, ez a faktor függ a kiválasztott néhány fő alkatrészek és segédberendezések, mint például, keverő berendezés, stb hőcserélő felületet.
Ami a meghatározó technológiai képességeit biokémiai reaktor célszerű szervezni a fő hidrodinamikai és anyagátadási teljesítményét. Ezek a mutatók nagymértékben függ a számát és az energiaellátás keverésére szolgáló eljárás és levegőztető egy reaktorban. Ennek megfelelően, az összes biokémiai reaktorok (fermentorok) lehet három csoportra osztják.
Reaktorok energiaellátás a gázfázis (9.). Ez a csoport a készülékek jellemzi egyszerű konstrukció és működés megbízhatóságát, nincsenek mozgó alkatrészek és részegységek. Az ilyen eszközök közé tartoznak például, buborék erlifternye fermentorok.
Reaktorok energiaellátás a folyékony fázis (ábra. 10). Egy jellemző szerkezeti az ilyen eszközök jelenléte samovysasyvayuschego elem vagy a szivattyú. Ez a csoport a eszközök közé tartoznak például, fermentorokban végezzük samovysasyvayuschimi keverő készülékek, az ejekciós rendszer kevertetés és levegőztetés mellett egy külső cirkulációs hurok.
Reaktorok egy kombinált energiaellátás (ábra. 11). A fő szerkezeti elemeinek ilyen eszközök - egy keverő eszköz, amely biztosítja a magas teljesítményű diszperzió és a homogenizálás. Ez a csoport magában foglalja a nagy-intenzitású gépek, mechanikus keverővel ellátott, miközben buborékoltatunk sűrített levegővel.
Biokémiai reaktor számos eszközt és akár egész egység, amellyel csatlakozni az alap és a kiegészítő berendezések, valamint a szelepek és műszerek.