Мембранный реактор

Рис. 7.36. Схема электрохимического мембранного реактора окислительной конденсации метана [498]

Такие продукты, как интерферон, моноклональные антитела, антигены, вирусы и гормоны, могут извлекаться как непрерывным, так и периодическим способом. Были исследованы процессы с применением мембранных реакторов, в которых использовались панкреатические клетки для синтеза инсулина, а также для получения других белковых гормонов и энзимов. Периодический способ давно применялся для выращивания бактерий и дрожжевых клеток ферментацией. Основной стадией непрерывной ферментации является выделение токсичных продуктов. Легче всего эта операция осуществляется путем рециркуляции клеток через блок полых волокон [26]. [c.96]

Метод ферментативного гидролиза растительных белков позволяет в широком диапазоне регулировать технологические параметры этого процесса и варьировать питательную ценность гидролизатов. Хотя промышленное применение ферментативного гидролиза находится еще в начальной стадии, можно констатировать, что гидролизаты растительных белков постепенно внедряются в производство различных продуктов питания. Разработка мембранных реакторов обеспечивает впечатляющее развитие технологии в этой области. Видимо, прогресс в биотехнологии и генной инженерии внесет очень существенный вклад в широкое распространение белковых гидролизатов. [c.619]

Последняя модель (№ 7) была использована для описания кинетики ферментативного гидролиза целлюлозы в мембранном реакторе с ультрафильтрацией. [c.164]

Дизайн мембранного реактора будет в значительной мере определяться типом используемого катализатора. Было показано, что при восстановлении некоторых неспеченных образ- [c.38]

Очень важен выбор предохранительных клапанов ввиду возможности повышения давления в реакторе и других аппаратах, что может вызвать взрыв. Применяются предохранительные клапаны импульсного типа с пружинами и мембранами. Реакторы должны быть толстостенными и цельнокованными. [c.551]

Очень важен выбор предохранительных клапанов ввиду возможности повышения давления в реакторе и других аппаратах, что может вызвать взрыв. Самая простая конструкция — отрывной клапан. Разрушение происходит по канавке, толщина которой рассчитана на определенное давление. Применяются также предохранительные клапаны импульсного типа с пружинами и мембранами. Реакторы должны быть толстостенными и цельнокован-ными. [c.244]

Поэтому для повышения эффективности работы мембранного реактора необходимо модифицировать поверхность мембраны с целью повышения селективности или дополнительно использовать высокоактивный катализатор конверсии метана. [c.38]

Электрокатализ. Разновидностью мембранных реакторов, проницаемых для О2, являются электрокаталитические реакторы [127]. На рис. 2.11 дана схема ячейки с твердым электролитом-мембраной. По обе стороны мембраны нанесены металлические пленки-электроды, они являются и катализаторами. Катод омывается кислородом или воздухом. На нем протекает реакция [c.56]

В последнее время большое внимание уделяется не столько подбору катализаторов, сколько технологическим особенностям процесса, в особенности повышению селективности за счет снижения парциального давления кислорода в смеси. Для этого применяют попеременное окислительно-восстановительное взаимодействие катализатора с метаном и кислородом, мембранные реакторы, электрокатализ, послойное введение кислорода. Проблемой также является теплоотвод в условиях реакции. Решением ее может быть проведение процесса во флюидном слое или сочетание экзотермической реакции окислительной конденсации с эндотермическими реакциями, например с паровой или с углекислотной конверсией метана. [c.323]

Нетрудно видеть, что использование математических моделей существенно расширяет возможности базы данных, восполняя зачастую недостающую информацию. Причем чем больше моделей находится в распоряжении исследователя, тем большую ценность представляет база данных. Таким образом, оптимальным представляется построение компьютерных информационных систем, содержащих базы данных и снабженных возможностями расчета по нескольким математическим моделям, описывающим не только свойства отдельных мембран, но и свойства мембранных систем (мембрану, окруженную диффузионными слоями мембранный канал из двух мембран мембранный реактор). [c.251]

Все большее развитие получают технологические процессы с участием сложных энзиматических систем, включающих коферменты. Так, созданы ферментные мембранные реакторы, катализирующие непрерывные процессы с регенерацией НАДН (восстановительное аминирование кетокислот, восстановление а-ке-токислот в а-гидроксикислоты). Разработаны системы разделения рацематов посредством стереоспецифического активного транспорта. Например, мембрана, содержащая гексокиназу и фосфата- [c.72]

Дизли и Шериан [36] изучали кинетику и производительность гидролиза белков соевого изолята при коммерческом производстве фермента проназы в мембранном реакторе. На основе уравнений ферментативной кинетики Михаэлиса — Ментена они смогли разработать модель для расчета скорости гидролиза по четырем параметрам концентрациям фермента и субстрата, [c.607]

Принципиально новым подходом к решению этой задачи является применение мембранных реакторов с кислородпро-водящими мембранами, позволяющих отделять кислород от азота непосредственно в реакторе. [c.34]

Основная задача при создании каталитических мембранных реакторов для данного процесса — разработка мембранных кислородпроводящих материалов и катализаторов конверсии метана в синтез-газ. [c.34]

На рис. 6 представлена принципиальная схема работы кислородпроницаемой мембраны, которая, с одной стороны, должна обеспечивать высокую смешанную кислородную и электронную проводимость, а с другой — обладать достаточной термодинамической стабильностью в реакционных условиях (высокая температура, градиент по окислительному потенциалу), механической прочностью, совместимостью с другими компонентами реактора. Основной проблемой, тормозящей создание каталитических мембранных реакторов для данного процесса, является отсутствие материала мембраны, обеспечивающего при рабочих температурах плотность кислородного потока не менее 10 мл см мин и длительно сохраняющего химическую и механическую стабильность в рабочих условиях. В качестве материала мембраны наибольший интерес представляют сложные оксиды со структурой перовскита, браунмиллерита, пирохлора, флюорита и др. В [c.35]

Исследования в институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН показали, что одним из перспективных материалов кислородпроводящих мембран для создания мембранного реактора получения синтез-газа из метана можно считать Га,п8го7ре1),Л1(иОз. Однако селективность образования синтез-газа в реакторах с мембранами из этого материала заметно ниже расчетной, что говорит о существенном вкладе реакции глубокого окисления метана. [c.38]

Таким образом, пoлy ieниe синтез-газа в мембранном реакторе с кислородпроводяшими мембранами достаточно перспективно. Возможно, в ближайшие годы эта технология достигнет коммерческого уровня, что позволит снизить стоимость синтез-газа на 35 %, а капитальных затрат — на 20—50 %. [c.39]

Мембранные реакторы. Различают мембраны, проницаемые для водорода и для кислорода. Те и другие применялись в кислородной конверсии метана. В паровой конверсии метана мембраны, проницаемые для водорода, могут увеличить конверсию СН4 за счет постоянного отвода водорода и сдвига равновесия [122]. В реакторе с микропористой мембраной из RU/AI2O3 при 300-500°С выход продуктов по сравнению с равновесным возрастал в 2 раза [123]. Бэрнс отмечает выгодность постоянного отвода Н2 из зоны реакции для повышения выхода, особенно при высоких давлениях [124]. Удаление Н2 на мембранном катализаторе Р(1/а-А120з значительно повышает выход (см., например, [125]). Если в обычном реакторе синтез-газ получался при температуре >800°С, то в мембранном реакторе с отводом водорода реакция шла при 500°С. Получена конверсия СО 49,3%, конверсия О2 -100%, селективность по СО - 63% и селективность по Н2 - 85,5%. [c.55]

В работе [128] применили пористый мембранный реактор. Верхняя часть реакторной трубки была непроницаемой, а нижняя - пористой. Катализатор был помещен в пористую часть мембраны, образуя кольцо между мембраной и внешней кварцевой стенкой. Кислород проходил по внутренней трубке, а СН4 - по внешней. Высокопористая мембрана из катализатора 3% Rh/Ti02 позволяла использовать скорости потока в несколько метров в секунду и времена контакта -10 с. При низких значениях СН4 О2 высокие конверсии и селективности были достигнуты при 500-600°С, т.е. при температуре на несколько сот градусов ниже, чем в работах Шмидта [75-87]. Конверсия возрастает, если вслед за мембраной расположен обычный слой катализатора для реакции СН4 + СО2. [c.56]

В разделе 2.3.7 мы описали применение мембранных реакторов для парциального окисления метана в синтез-газ. Использование мембранных реакторов перспективно и для окислительной конденсации метана. В таких реакторах, где кислород взаимодействует с катализатором по одну сторону мембраны, а метан - по другую сторону, можно достичь более высокой селективности в С2-углеводороды. Решаются и экономические проблемы можно использовать в качестве окислителя воздух и не тратить энергию на отделение азота от метана и других углеводородов. Разновидность мембранных реакторов являются электрокаталитические ячейки, использующие высокотемпературные кислородопроводящие мембраны. [c.317]

Мембранные методы — быстро развивающаяся новая область знания. Поэтому некоторые вопросы не нашли, на наш взгляд, должного отражения в книге. Среди них можно было бы отметить явления мембранного катализа и его использование в мембранных реакторах. По нашему мнению, сегодня — это она из главных точек роста мембранной технологии, развитие которой определит контуры химической технологии будущего. Можно было бы упомянуть такие интересные применения мембран, как мембранные сенсорные устройства, в частности на основе тонких слоев и ленгмюровских пленок. Заслуживает хотя бы краткого упоминания явление перстракции, т. е. насыщения жидкости газом или парами через мембрану — процесс обратный пер-вапорации. [c.6]

Термически стабильные полимеры обсуждаипись в предыдущем разделе. Эти полимеры могут применяться в области температур от 100 до 300 С. Область температур применения керамических мембран много выше, и они могут использоваться до 800 С. Возможно их применение для газоразделения при высоких температурах, особенно в сочетании с химическими реакциями, где мембраны используются как катализаторы, или в качестве селективного барьера для удаления одного из образующихся компонентов. Комбинация мембраны с химическими реакциями, т. е. мембранные реакторы, представляется наиболее важным применением в ближайшем будущем. [c.78]

Здесь следовало бы упомянуть палладиевые мембраны, открытые Грэмом еще в середине прошлого века. Мембраны, изготовленные из фольги пгслладия и его сплавов, обладают уникальной особенностью они способны пропускать только водород (Н2), диффузия которого протекает в результате диссоциации на атомы, и полностью задерживать все другие газы. Палладиевые мембраны могут использоваться в виде плоской фольги, трубок и капилляров. Сколько-нибудь широкому практическому использованию палладиевых мембран препятствует высокая стоимость этого металла, а также явления эрозии, которые возникают при длительном контакте металла с водородом при высоких давлениях и повышенной температуре. В то же время наличие каталитических свойств у пг1лладия делает весьма интересным применение палладия в мембранных реакторах. Подробнее см. [11, 12 ]. — Прим. ред. [c.78]

Мембранный реактор (Membrane rea tor). Система, позволяющая в едином устройстве осуществлять химическую реакцию и проводить мембранное разделение. [c.484]

Цефалоснориназа, однако, очень неустойчива и не подходит для изготовления ферментного сенсора. В сенсоре, чувствительном к цефалоспорину, можно использовать целые клетки itroba ter freundii, которые иммобилизуют в коллагеновой мембране, помещаемой затем в мембранный реактор. [c.29]

Мембранный реактор — замкнутый объем с ферментом, мас-соперенос субстрата в который осуществляется путем диффузии его через полупроницаемую мембрану постоянной толщины. Наибольший интерес с точки зрения биологической кинетики представляют реакторы именно этого типа. В данной главе рассмотрена кинетика действия ферментов в клетках. При этом в первом приближении клетка рассматривается как мембранный микрореактор. [c.291]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология