Аппарат для получения и выделенияпродуктов биохимических производств

 

1п1 793633

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.02.79 (21) 2721964/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) N. Кл.

В 013 8/18

Государственный комитет

СССР (53) УДК 66.090.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. П. Замах, И. И. Брод, Ю. П. Эглитис и У. А. Томсонс (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ

ПРОДУКТОВ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Изобретение относится к аппаратам биохимических производств, включающих процессы реакций, фильтрации и сушки.

Изобретение используется в производстве биохимических аппаратов, например фенибута.

Фенибут находит широкое применение как транквилизатор, как средство, снимающее воздействие при перегрузках. Фенибут используется в бортовой аптечке космонавтов в космических полетах, например, при осуществлении совместной советско-американской космической программы «Союз-Апполон».

Технология производства фенибута разработана впервые в мире советскими специалистами и связана с выделением и переработкой токсичных и дорогостоящих полупродуктов, требующих высокой степени чистоты.

Наряду с этим предлагаемое изобретение может быть использовано при производстве ряда других биохимических продуктов— нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов.

В настоящее время для этих целей используется набор отдельных аппаратов специального технологического назначения— реакторов, фильтров или центрифуг и сушилок. Это приводит к газобщенности стадий технологического процесса, загрязнению окружающей среды токсичными продуктами и потере полупродуктов при перемещении из одного аппарата в другой.

Однако известен аппарат, в котором последовательно осуществляются процессы реакции, фильтрации и сушки.

Общий корпус известного аппарата раз10 делен двумя вертикальными перегородками на три части: реактор, фильтр и сушилку. Реактор, размещенный в правой части, сообщается с фильтром в средней части только по жидкой фазе под перегород15 кой. Фильтр сообщается с сушилкой в левой части аппарата только по газовой фазе над перегородкой.

Таким образом, в едином общем корпусе размещены связанные между собой по жидкой и газовой фазам три отдельных аппарата, реактор, фильтр и сушилка.

Корпус снабжен в части реактора двумя патрубками ввода реагентов, а также переливной трубой для регулирования уровня жидкой фазы в реакторе и фильтре.

В части сушилки корпус имеет патрубок вывода со встроенным в нем шнеком для выгрузки продукта сушки из корпуса.

В части реактора размещена лопастная мешалка, вал которой выведен наружу и

793633

50

60 парата.

65 связан с приводом вращения. На нижней части вала укреплены лопасти.

В средней части корпуса (фильтре) установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде вращающегося в вертикальной плоскости перфорированного барабана, покрытого фильтрм атер иалом.

Барабан снабжен ножом для съема осадка с поверхности фильтрматериала, рыхлителем для измельчения лепешки осадка и трубой для отвода фильтрата. Левая часть корпуса (сушилка) разделена вертикальной перегородкой на две части — две ступени сушилки. В правой части размещены циклон для отделения пыли от газов, газораспределительная решетка и укрепленный на корпусе патрубок для ввода сушильного газа. В левой части сушилки размещены газораспределительная решетка, патрубок для вывода со встроенным шнеком, а также патрубок для ввода сушильного газа, Каждая часть корпуса снабжена теплообменником.

Все перегородки, разделяющие корпус, установлены параллельно. Перегородка, отделяющая реактор от фильтра, связана верхним концом с корпусом, а нижний конец образует зазор с дном корпуса для прохода жидкости из реактора в фильтр.

Перегородка, отделяющая фильтр от сушилки, связана нижним концом с корпусом, а верхним образует зазор с корпусом для прохода отфильтрованного осадка из фильтра в сушилку (1).

Известный аппарат имеет ряд недостатков.

1. Происходит загрязнение полупродуктов на различных стадиях технологического процесса, так как выделяемый на фильтре полупродукт сообщается по жидкой фазе со средой реакции. Образуется другой полупродукт, а высушиваемый полупродукт сообщается по газовой фазе с полупродуктом на фильтре. Таким образом, в корпусе аппарата происходит взаимное загрязнение токсичных и нетоксичных полупродуктов, так как в аппарате одновременно находятся три полупродукта.

2. Окружающая среда загрязняется токсичными полупродуктами ввиду низкой степени герметичности аппарата, так как рабочие элементы аппарата контактируют с обслуживающим персоналом и с окружающей средой через шнек выгрузки продукта сушки и переливную трубу.

Продукты сушки не растворяются с целью дальнейшей переработки ввиду выгрузки продукта из аппарата и отсутствия перехода из сушилки в реактор внутри апИзвестен аппарат для сушки в псевдоожиженном слое, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода, закрепленные на полом валу лопасти, снабжен15

Зо

45 ные фильтрующим элементом, и газораспределительную решетку (2).

Недостатком известною аппарата является то, что в нем невозможно осуществить непрерывно несколько операций, а также предотвратить загрязнение окружающей среды.

Целью изобретения является расширение области применения аппарата и предотвращение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен установленным в выводном патрубке стаканом, в котором размещена газораспределительная решетка, выполненная в виде полого поршня с отверстиями на обтянутой фильтрующим материалом боковой поверхности и установленная с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Таким образом осуществляется растворение продукта сушки и его последующая переработка без выгрузки из аппарата, так как после сушки продукт остается в реакторе с мешалкой, а патрубок для вывода закрывается запирающим диском. Продукт растворяется при перемешивании с растворителем мешалкой и подвергается при перемешивании последующим химическим превращением подачей реагентов через полость мешалки и патрубок для ввода.

Совмещением функций мешалки и фильтрующего элемента ввиду их конструктивного исполнения и взаимоположения обеспечивается чистота полупродукта, так как в аппарате последовательно по всему рабочему объему осуществляется реакция, фильтрация и сушка, следовательно, в аппарате одновременно находится один полупродукт, не имеющий контакта с другими.

Этим самым предотвращается загрязнение окружающей среды, так как значительно повышена степень герметичности аппарата и отсутствуют контакты полупродуктов с окружающей средой.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Аппарат содержит корпус 1, патрубок 2, патрубок 3 для вывода и теплообменник 4.

В корпусе 1 по всему рабочему объему размещена мешалка 5, содержащая полый выведенный наружу вал 6 и полые перфорированные лопасти 7, покрытые снаружи фильтра материалом 8.

В патрубке 3 под мешалкой 5 установлен стакан 9, в котором с возможностью вертикального возвратно-поступательного движения размещена газораспределительная решетка 10, выполненная в виде поршня, покрытого фильтрматериалом 11 и снабженного трубкой 12 отвода. На верхнем торце поршня установлен запирающий диск 13.

Работа аппарата осуществляется следующим образом.

793633

В корпус 1 через патрубок 2 и полый вал 6 мешалки при вращении подаются реагенты.

Патрубок 3 при этом закрывается запирающим диском 13 при перемещении поршня вниз, что обеспечивает герметичность корпуса.

Реагент, прошедший через поры фильтрматериала 8, дробится на мельчайшие частицы, которые под действием центробежной силы при вращении вала 6 равномерно распределяется в реакционной массе, что обеспечивает высокоразвитую поверхность контакта реагентов и интенсивное перемешивание в процессе реакции.

После образования суспензии поршень поднимается вверх. К полости вала 6 и к трубке 12 подключается вакуум. Твердая фаза суспензии оседает на фильтрматериале 8и 11.

Твердая фаза, представляющая собой липкий высокодисперсный осадок, непрерывно сбрасывается с поверхности фильтрматериала 8 центробежной силой, при этом регенерируется фильтрматериал, что обеспечивает высокую скорость фильтрации.

Центробежная сила возникает при вращении вала 6.

Жидкая фаза суспензии непрерывно отводится из корпуса 1 через полый вал 6 и трубку 12.

Суспензия сгущается фильтрацией через фильтрматериал 8. Осадок окончательно обезвоживается и подсушивается на фильтрматериале 11.

Для промывки осадка через вал 6 подается промывная жидкость. При проходечерез поры фильтрматериала 8 жидкость распадается на мельчайшие капельки и тщательно перемешивается с осадком при вращении вала 6. Промывная жидкость отводится через трубку 12.

Промытый осадок высушивается подачей сушильного агента (газа) через трубку 12 и фильтрматериал 11.

Слой осадка по мере высушивания поднимается вверх и образуется кипящийслой.

Уходящие газы отделяются от пыли фильтрматериалом 8. Пыль возвращается в зону сушки.

Для растворения продукта сушки поршень опускается вниз, патрубок 3 герметизируется запирающим диском 13.

Растворитель подается при вращении через вал 6. Фильтрматериал 8 дробит растворитель на мельчайшие частицы, обеспечивая таким образом высокую скорость растворения.

Интенсивное перемешивание обеспечивается высокоразвитой и динамической поверхностью контакта реагентов. Высокоразвитая поверхность контакта создается дроблением реагента на высокодисперсные частицы при проходе через поры микронных размеров фильтрматериала 8, Высокая

5 ю

6 степень динамичности поверхности контакта обеспечивается турбулизацией смеси вращением мешалки 5.

Высокая интенсивность процесса фильтрации обеспечивается большой скоростью фильтрации, так как фильтрматериал 8непрерывно регенеризуется при вращениивала 6 центробежной силой.

Высокая эффективность сушки определяется кипящим слоем.

Осуществление растворения продукта сушки обеспечивается конструктивным выполнением мешалки 5 и возможностью вертикального перемещения поршня фильтрматериала 11. Это даст возможность ввести через полость мешалки 5 растворитель в виде мельчайших частиц в зону скопления продукта сушки при опускании поршня вниз.

Так как патрубок 3 при этом герметизируется диском 13, дальнейшую обработку раствора можно провести в герметичных условиях при отсутствии контакта реакционной массы с рабочим персоналом и окружающей средой, что особенно существенно при переработке токсичных полупродуктов производства фенибута, например, нитростирола.

Конструкция аппарата дает возможность осуществить последовательно в одном рабочем объеме получение и выделение различных полупродуктов, что исключает контакт и смешение полупродуктов и обеспечивает их чистоту.

Совмещение функций трех аппаратов (реактора, фильтра и сушилки) в одном дает возможность упростить конструкцию аппарата, увеличить компактность аппарата, снизить эксплуатационные расходы на техническое обслуживание, удельные капитальные, вложения, а также снизить себестоимость аппарата.

Наряду с этим при использовании предлагаемого аппарата предотвращаются потери дорогостоящих полупродуктов производства фенибута при перемещении из одного аппарата в другой.

Наиболее целесообразно использовать изобретение в производствах с изменяющейся номенклатурой продукции.

Формула изобретения

Аппарат для получения и выделения продуктов биохимических производств, например финибута, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода, закрепленные на полом валу лопасти, снабженные фильтрующим элементом, и газораспределительную решетку, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и предотвращения загрязнения окружающей среды, аппарат снабжен установленным в выходном патрубке стаканом, в котором

793633

Составитель Н. Кацовскаи

Редактор Л. Курасова Техред А. Камышникова Корректор О. Тюрина

Заказ 210/8 Изд. № 167 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 размещена газораспределительная решетка, выполненная в виде полого поршня с отверстиями на обтянутой фильтрующим материалом боковой поверхности и установленная с возможностью возвратно-noni нательного перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 440021, кл. В 01 J 1/00, 1975.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 520121, кл. В 01 J 8/18, 1973 (прототип).