[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102004026448A1 - Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung - Google Patents

Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung Download PDF

Info

Publication number
DE102004026448A1
DE102004026448A1 DE102004026448A DE102004026448A DE102004026448A1 DE 102004026448 A1 DE102004026448 A1 DE 102004026448A1 DE 102004026448 A DE102004026448 A DE 102004026448A DE 102004026448 A DE102004026448 A DE 102004026448A DE 102004026448 A1 DE102004026448 A1 DE 102004026448A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactions
magnetizable
reaction vessel
solid
stirring reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102004026448A
Other languages
English (en)
Inventor
Guenter E Jeromin
Thomas Mang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102004026448A priority Critical patent/DE102004026448A1/de
Publication of DE102004026448A1 publication Critical patent/DE102004026448A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/051—Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties
    • B01F27/053—Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties characterised by their materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/451—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers wherein the mixture is directly exposed to an electromagnetic field without use of a stirrer, e.g. for material comprising ferromagnetic particles or for molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0066—Stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/10—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
    • H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
    • H01F1/0054—Coated nanoparticles, e.g. nanoparticles coated with organic surfactant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094—Jackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J2219/085—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields
    • B01J2219/0852—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields employing permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J2219/085—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields
    • B01J2219/0854—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields employing electromagnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/33—Electric or magnetic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein/en Rührgefäß/Rührreaktor für verschiedene Anwendungen, das/der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Durchmischung des Rührgutes mit einer Rührvorrichtung (Rührer) in diesem Reaktor erfolgt, der elektrisch magnetisierbar oder permanent magnetisch ist, und dass der Rührreaktor dafür verwendet wird, Medien zu durchmischen, bei denen Magnetpartikel oder magnetisierbare Partikel anwesend sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rührgefäß/Rührreaktor für verschiedene Anwendungen beispielsweise in der chemischen Technik, pharmazeutischen Technik, medizinischen Technik, biologischen Technik, Polymertechnik, lebensmittelchemischen Technik, Futtermitteltechnik, physikalischen Technik oder Industrie u.a.m. der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Durchmischung des Rührgutes mit einer Rührvorrichtung (Rührer) in diesem Reaktor erfolgt, der elektrisch magnetisierbar oder permanent magnetisch ist, und das der Rührreaktor speziell dafür verwendet wird, Medien zu durchmischen, bei denen Magnetpartikel oder magnetisierbare Partikel anwesend sind.
  • Es ist Stand der Technik, dass man auf magnetisierbare Teilchen die verschiedensten Materialien aufbringen kann. Zu nennen sind hier beispielsweise magnetic beads, die von mehreren Firmen angeboten werden wie beispielsweise Dynabeads® der Firma dynal. Es handelt sich meist um magnetisierbare superparamagnetische Teilchen, bei denen Eisenoxide wie γ-Fe2O3 und Fe3O4 mit einem Kunststoff umhüllt sind. Der Kunststoff ist funktionalisiert, sodass die Oberfläche in der Lage ist ganz spezifisch Moleküle zu binden, wie beispielsweise DNA, Proteine oder andere Biomoleküle oder sogar ganze Zellen.
  • In jüngster Zeit wurde auch ein Enzym mit diesen magnetisierbaren Teilchen gekoppelt (6th International Symposium on Biocatalysis and Biotransformations Olomouc, June 28-July 3, 2003, Poster Daniela Bozhinova: „Immobilised Penicillin Amidase onto magnetic, Micro, non-prorous carriers: Characterization in Model Reactions").
  • Die Abtrennung der magnetic beads mit den gebundenen Zielmolekülen, geschieht durch äußeres Anlegen eines starken Magnetfeldes an das Untersuchungsröhrchen. Die Partikel haften an der inneren Gefäßwand, die überstehende Lösung kann abpippetiert, die beads gewaschen werden, wodurch eine leichte Separierung ohne Zentrifugation oder Chromatographie erreicht wird. Der Magnet wird nach den Waschvorgängen wieder entfernt und die beads können beispielsweise durch Schütteln resuspendiert und weiterverarbeitet werden. Die Technik wird somit benutzt, um kleine Mengen von bestimmten Biomolekülen aus einer heterogenen biologischen Flüssigkeit oder Suspension zwecks Analyse selektiv abzutrennen. Sie eignet sich für Gefäße von 5μl bis 50 ml.
  • Eine anderer Technik für den gleichen Zweck der DNA/RNA-Isolierung aus Blut, Zellen Bakterien, Pflanzen u.a.m. wird von der Firma Chemagen (www.chemagen.de) angeboten: Chemagic Magnetic Separation Modul I. Die Abtrennung der Magnetteilchen erfolgt hier mit sogenannten Separationsmodulen, die entweder aus 96 elektromagnetischen Stangen für den μl Bereich bzw. 12 Stangen für den Bereich im 15ml und 50 ml Bereich bestehen. Die elektromagnetischen Stangen werden in die, die Suspensionen der Magnetteilchen enthaltenden Teströhrchen gebracht, und durch Einschalten des Magneten werden die Magnetteilchen festgehalten. Nach dem Herausziehen des Moduls werden die Teströhrchen zwecks Waschen gewechselt. Die Module mit den Stangen, an denen die Magnetpartikel haften werden in die neuen Teströhrchen getaucht. Die Stangen werden in Rotation versetzt, was eine bessere Resuspendierung der magnetischen Teilchen bewirkt. Allerdings müssen die Magnete dann abgeschaltet werden, was bedeutet, dass eine nichtmagnetische Stange rotiert. Würden die Stangenmagnete angeschaltet bleiben, würde die Resuspendierung erheblich erschwert oder nicht möglich sein. Die Stangen haben somit praktisch nur eine minimale Rührwirkung.
  • Die Gründe warum magnetisierbare Eisenoxide (Magnetit) für diese Technik zum Einsatz kommen sind zum einen, dass diese Materialien keine Restmagnetisierung zeigen, was bedeutet, dass sie nach entfernen des Magneten nicht zusammenklumpen und damit wieder feinsuspendierbar bleiben, und zum anderen, dass sich aus ihnen leicht äußerst feine (bis hin zu Nano-) Partikel herstellen lassen, die über einige Zeit stabile Suspensionen bilden. Obwohl es auch Eisenteilchen im μm Bereich gibt werden diese nicht eingesetzt, und obwohl diese aufgrund ihrer viel leichter Magnetisierbarkeit erhebliche Vorteile bringen würden. Man bräuchte beispielsweise nicht so starke und teure Magnete einsetzen. Aufgrund ihrer hohen Dichte (Fe : D=7,86) aber sind sie nicht in der Lage über einige Zeit in einer Lösung suspendiert zu bleiben. Sie würden zu schnell absitzen.
  • Der Vorteil der Technik mit Magnetpartikeln ist nicht nur der, dass man Filtrationen bei technischen Prozessen einsparen kann, insbesondere bei Batch-Verfahren, sondern dass man Verfahren auch leicht automatisieren kann. Es ist sicher, dass die Bedeutung von biologischen wie chemischen Verfahren, die in Gegenwart von magnetisierbaren Partikeln ablaufen in der Zukunft beträchtlich ansteigen wird.
    •
  • Es bestand somit die Aufgabe einen Rührreaktor für zukünftige Verfahren zu entwickeln, der dafür geeignet ist, um darin beispielsweise biologische/biotechnische und/oder chemische Umsetzungen in Gegenwart von Magnetpartikel durchzuführen, die auch Eisen oder Eisenlegierungen als magnetisierbaren Träger besitzen können, und bei dem es trotzdem gelingt die Teilchen in Suspension zu halten, und bei dem man auch mit schwächeren Magnetfeldern auskommt, als bei den Eisenoxiden um die Magnetpartikel festzuhalten. Außerdem sollte sich der Rührreaktor nicht nur für kleinste und kleine Volumen konstruieren lassen, sondern er sollte sich auch für Umsetzungen in großem Maßstabe bis hin zu hundert und mehreren tausend Litern konstruieren lassen.
  • Dies ist mit dem erfindungsgemäßen Rührreaktor gelungen. Der Rührreaktor ähnelt im Wesentlichen den bekannte Rührreaktoren aus der chemischen Industrie oder einem Bioreaktor. Der große Unterschied besteht jedoch darin, dass der Rührer / die Rührvorrichtung elektrisch magnetisierbar ist oder einen Permanentmagneten darstellt. Magnetische Rührer sind in Form von Magnetrührstäbchen schon lange Stand der Technik. Sie dienen insbesondere zum Durchmischen von Flüssigkeiten, bei Reaktionen, zum Auflösen von Feststoffen in Flüssigkeiten und vieles anderer mehr. Sie werden durch einen Magnetrührmotor angetrieben, dessen Magnet von außen auf das Magnetrührstäbchen wirkt und es dadurch im Gefäß zur Rotation bringt. Kennzeichnend für diese Art des Rührens ist, dass das Magnetrührstäbchen auf dem Boden des Rührgefäßes aufliegt. In jüngster Zeit wurde eine Vorrichtung beschrieben (fish-clip®), die es ermöglicht den Magnetrührstab auch hängend im Reaktionsgefäß anzubringen. Zweck des Magnetrührens ist es, eine Durchmischung von Flüssigkeiten durch Rotation des Magnetstabes zu erhalten, die magnetischen Eigenschaften des Magnetrührstabes dienen somit ausschließlich der Rotation.
  • Der erfindungsgemäße Rührreaktor kombiniert nun die magnetischen Eigenschaften eines magnetischen Rühreres, mit den Rühreigenschaften eines magnetisches Rührers. Der magnetische Rührer kann elektromagnetisch oder permanent sein. Seine Form kann unterschiedlich sein und dem Rührproblem angepasst beispielsweise in Form eines Ankers, einer Flügelschraube, eines Rührblatts oder einfach einer Querstange und andere mehr. Es können auch mehrere magnetische Rührvorrichtungen wie beispielsweise mehrer magnetische Flügel übereinander an einer Rührwelle vorhanden sein. Eine bloße magnetisierbare senkrechte rotierende Stange ist dagegen ungeeignet, da die Rührwirkung viel zu gering ist. Entgegen den Erwartungen, lässt sich nun ein magnetischer Rührer, auch ein permanentmagnetischer Rührer als Rührvorrichtung in Gegenwart von magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln einsetzen. Die Magnetpartikel haften zwar, sobald sie mit dem magnetischen Rührer zusammengebracht werden, fest an diesem, aber nur solange, wie dieser nicht rotiert. Bringt man den magnetischen Rührer (elektromagnetische Rührer müssen nicht abgeschaltet werden), an dem die Magnetpartikel haften in Rotation, lösen sich die Magnetteilchen überraschenderweise rasch infolge der Zentrifugalkraft und der umströmenden Flüssigkeit ab. Es kommt zu einer feinen Verteilung (Suspension), sogar wenn man Eisenteilchen mit hoher Dichte einsetzt.
  • Die Stärke der Suspendierung lässt sich über die Rührerdrehzahl regulieren. Erst wenn man die Rotation stoppt, heften sich die magnetischen Teilchen wieder an den magnetischen Rührer.
  • Der Antrieb des magnetischen Rührers erfolgt über geeignete Rührmotoren, die mit der Rührwelle des magnetischen Rührers verbunden sind. Die Rührwelle kann bei geeigneten Materialen ebenfalls magnetisierbar sein, sie muss es aber nicht, da sie für die Rührwirkung keine Bedeutung hat. Bei kleinen und kleinsten Reaktoren kann der Antrieb auch von einem Magnetrührmotor erfolgen, wenn der magnetische Rührer ein Permanentmagnet ist.
  • Die Reaktorwand kann wie von anderen chemischen oder biochemischen Reaktoren bekannt, aus Edelstahl, Glas, Keramik, Kunststoff oder Verbundwerkstoffen bestehen, einfach- oder doppelwandig und mit einem Temperiermantel versehen sein. Will man Hydrierungen oder andere Gasreaktionen durchführen, bei denen magnetisierbare Partikel verwendet werden kann der Reaktor auch druckfest ausgeführt werden. Außerdem kann der erfindungsgemäße Rührreaktor alle gängigen Zu- und Abführungen (Leitungen Rohre) besitzen, wie sie auch andere herkömmliche chemische und biotechnische Reaktoren besitzen, so dass es leicht möglich sein könnte, einen herkömmlichen Reaktor in den erfindungsgemäßen Reaktor umzurüsten.
  • Der erfindungsgemäße Rührreaktor eignet sich somit für nahezu alle Reaktionen, Umsetzungen oder Einsätze, bei denen magnetisierbare Trägermaterialien eine Rolle spielen. Die folgenden Anwendungen des erfindungsgemäßen Rührreaktors sind einige Beispiele für die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Rührreaktors, die aber nicht einschränkend sind:
    Enzymkatalysierte Reaktionen, in wässerigem Medium bei denen sich die Enzyme auf magnetisierbaren Trägern befinden.
  • Enzymkatalysierte Reaktionen, in organischem Medium bei denen sich die Enzyme auf magnetisierbaren Träger befinden.
  • Enzymkatalysierte Reaktionen oder anders katalysierte Reaktionen, in wässerigem oder organischem Medium bei denen sich die Enzyme/anderer Katalysatoren auf magnetisierbaren Trägern befinden und bei denen sich zusätzlich noch andere suspendierte Teilchen befinden, die aber nicht magnetisierbar sind.
  • Abtrennung von Biomolekülen aus Flüssigkeiten, bei denen auf dem magnetisierbaren Träger entsprechende bindungfähige Moleküle aufgebracht sind.
  • Synthese von Biomolekülen auf festen magnetisierbaren Trägem (beispielsweise Merrifiel-Synthese) Abtrennung von Ionen aus Flüssigkeiten, bei denen auf dem magnetisierbaren Träger Komplexierungsmittel aufgebracht sind.
  • Chemisch katalysierte Reaktionen, bei denen der Katalysator auf einem magnetisierbaren Träger aufgebracht ist.
  • Der erfindungsgemäße Reaktor kann bei entsprechender druckdichter Auslegung auch als Hydrierreaktor dienen, wenn der Hydrierkatalysator auf einem magnetisierbaren Träger aufgebracht ist.
  • Die Reaktionen im dem erfindungsgemäßen Rührreaktor weisen alle die gleichen Vorteile auf:
    • 1. Sehr gute Verteilung im Medium der magnetisierbaren Teilchen auch von Teilchen hoher Dichte im Reaktor bei Rotation des Magneten und Festhalten der magnetisierbaren Teilchen am magnetischen Rührer bei Stillstand.
    • 2. Bei wiederholtem Batchbetrieb, muss beispielsweise ein auf einem magnetischen Träger aufgebrachter Katalysator nicht mehr von der Reaktionslösung abfiltriert werden, um dann erneut in den Reaktor verbracht zu werden, was mit erhöhtem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden ist und damit Geld kostet, sondern man kann den Katalysator, der in dem erfindungsgemäßen Rührreaktor an dem stillstehenden magnetischen Rührer haftet, im Reaktor belassen, diesen neue befüllen und einen weiteren Reaktionszyklus durch starten der Rotation und Resuspendieren des Katalysators durchführen.
    • 3. Heterogene Umsetzungen, bei denen sich ein Umsetzungspartner auf einem magnetisierbaren Träger befindet lassen sich leicht automatisieren, da die flüssigen Bestandteile der Umsetzungsmedien bei Rührerstillstand lediglich zu- bzw. abgepumpt werden müssen.
    • 4. Der erfindungsgemäße Rührreaktor kann in Größen von Bruchteilen von ml bis hin zu vielen hunderten von Litern konstruiert werden.
    • 5. Es lassen sich viele kleine Reaktoren in Reihe oder parallel schalten. Dies ist beispielsweise bei kombinatorischen Synthesen wichtig.
    • 6. Aus großen Volumina einer biologischen Flüssigkeit lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Rührreaktors selektiv Moleküle oder Zellen isolieren, wenn das magnetische Trägermaterial mit einem entsprechenden Molekül wie beispielsweise einem Antikörper beschichtet.
  • Einige nicht einschränkende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rührreaktors werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.
  • In dieser zeigt 1 beispielhaft einen Rührreaktor, der für einen stopp and flow prozess geeignet ist. Während der magnetische Rührer, stillsteht (A), wird der Reaktor befällt. Danach beginnt der Prozess, in dem der magnetische Rührer in Rotation versetzt wird, wobei die magnetisierbaren Teilchen in dem flüssigen Medium suspendiert werden (B). Nach Beendigung der Reaktion wird der Rührer angehalten, die Magnetpartikel haften fest an dem magnetischen Rührer und das Reaktionsgut kann abgepumpt werden (C).
  • In 2 wird schematisch der Aufbau eines erfindungsgemäßen Hydrierreaktors dargestellt. Der Reaktor ist druckfest ausgeführt, die Wasserstoffzuleitung erfolgt im Rührerstillstand (A); sie könnte aber auch während des Rührens erfolgen. Durch Rotation des magnetischen Rührers wird der Hydrierkatalysator, der auf einem magnetisierbaren Träger aufgebracht ist, in die Lösung suspendiert und damit fein verteilt (B). Nach Beendigung der Reaktion, wird der Rührer gestoppt. Der magnetische Hydrierkatalysator heftet sich wieder an den magnetischen Rührer und die Reaktionslösung kann beispielsweise nach unten hin abgelassen werden (C). Ein neuer Hydrierzyklus ist möglich.
  • 3 und 4 zeigen Konstruktionsbeispiele des erfindungsgemäßen Rührreaktors, wie er für kleinste oder kleine Ansätze im Labor oder Technikum geeignet wäre. Hier kann man einen Magnetrührmotor als Rührmotor einsetzen und den Rührer zweckmäßigerweise aus einen Permantmagneten herstellen.
  • 5 zeigt beispielhaft, die Ausführung des Rührers des erfindungsgemäßen Rührreaktors als Ankerrührer, wobei die Magnetisierung des Rührers über eine geeignete elektrische Vorrichtung erfolgt.
  • 6 zeigt beispielhaft, einen erfindungsgemäßen Rührreaktor, bei dem der Rührer aus mehreren magnetischen oder magnetisierbaren Flügel besteht. Diese Anordnung eignet sich beispielsweise für große Reaktoren.

Claims (11)

  1. Rührreaktionsgefäß dadurch gekennzeichnet, dass der Rührer oder die Rührvorrichtung ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet ist und weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass es für Umsetzungen verwendet wird, bei denen feste magnetisierbare Teilchen eingesetzt werden.
  2. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei Reaktionen eingesetzt wird, bei denen Enzyme oder andere biologischen Moleküle auf feste magnetisierbare Träger aufgebracht sind, auch in organischem Lösungsmittel.
  3. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es für Hydrierungen ausgelegt ist, und bei denen der Hydrierkatalysator auf einem festen magnetisierbaren Träger aufgebracht ist.
  4. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei chemischen katalysierten Reaktionen eingesetzt wird, bei denen sich der Katalysator auf einem festen magnetisierbaren Träger befindet.
  5. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei Umsetzungen im medizinischen, biologischen, pharmazeutischen, lebensmitteltechnischen oder ähnlichen Bereichen eingesetzt wird um medizinische, biologische, pharmazeutische oder lebensmitteltechnisch relevante Substanzen herzustellen oder zu isolieren, und diese Herstellung bzw. Isolierung mit Hilfe von entsprechend funktionalisierten magnetisierbaren festen Trägern erfolgt.
  6. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei Reaktionen eingesetzt wird, bei denen Komplexierungen stattfinden und bei denen die Komplexbildner auf feste magnetisierbare Träger aufgebracht sind.
  7. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei Reaktionen eingesetzt wird, bei denen Ionen ausgetauscht werden und bei denen die Ionenaustauscher auf feste magnetisierbare Träger aufgebracht sind.
  8. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei Reaktionen eingesetzt wird, bei denen Polymerisationen stattfinden und bei denen die Katalysatoren auf feste magnetisierbare Träger aufgebracht sind.
  9. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es bei Reaktionen eingesetzt wird, bei denen neben den festen magnetisierbaren Teilchen noch andere feste aber nicht magnetische Partikel anwesend sind.
  10. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1–9 dadurch gekennzeichnet, dass die festen magnetisierbaren Träger aus Eisenoxiden sind.
  11. Rührreaktionsgefäß gemäß dem Anspruch 1–9 dadurch gekennzeichnet, dass die festen magnetisierbaren Träger aus Eisen oder Eisenlegierungen sind.
DE102004026448A 2004-05-29 2004-05-29 Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung Ceased DE102004026448A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004026448A DE102004026448A1 (de) 2004-05-29 2004-05-29 Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004026448A DE102004026448A1 (de) 2004-05-29 2004-05-29 Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004026448A1 true DE102004026448A1 (de) 2005-12-15

Family

ID=35404473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004026448A Ceased DE102004026448A1 (de) 2004-05-29 2004-05-29 Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004026448A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010054717A1 (de) 2010-12-16 2012-06-21 Günter E. Jeromin Neue magnetische Rührer
EP3088509A1 (de) 2015-04-30 2016-11-02 Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Doppelkammerreaktor zur magnetischen unterstützung chemischer prozesse und des systems dieses reaktors
CN115445534A (zh) * 2022-09-21 2022-12-09 上海应用技术大学 一种连续制备青霉素g对-硝基苄酯的装置及其应用
WO2023220735A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-16 Phoenix Tailings, Inc. Extraction of elements and/or compounds from iron-containing materials such as iron-containing tailings, recovery of magnetically susceptible materials, and related systems and products

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010054717A1 (de) 2010-12-16 2012-06-21 Günter E. Jeromin Neue magnetische Rührer
EP3088509A1 (de) 2015-04-30 2016-11-02 Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Doppelkammerreaktor zur magnetischen unterstützung chemischer prozesse und des systems dieses reaktors
WO2023220735A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-16 Phoenix Tailings, Inc. Extraction of elements and/or compounds from iron-containing materials such as iron-containing tailings, recovery of magnetically susceptible materials, and related systems and products
CN115445534A (zh) * 2022-09-21 2022-12-09 上海应用技术大学 一种连续制备青霉素g对-硝基苄酯的装置及其应用
CN115445534B (zh) * 2022-09-21 2024-01-26 上海应用技术大学 一种连续制备青霉素g对-硝基苄酯的装置及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60110256T2 (de) Verfahren zum konzentrieren von analyten in proben
DE69329135T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur magnetischen Abscheidung
EP0819255B1 (de) System zur freisetzung und isolierung von nukleinsäuren
US8703434B2 (en) Device and method for isolating biological or chemical targets
DE102006002258B4 (de) Modul zur Aufbereitung einer biologischen Probe, Biochip-Satz und Verwendung des Moduls
EP1420888B1 (de) System zur separation von magnetisch anziehbaren partikeln
DE102014207774B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von biologischen Molekülen
DE4445517A1 (de) Affinitätstrennverfahren
EP1436609B1 (de) Mikrofluidisches extraktionsverfahren
EP3596215A1 (de) Verfahren zur anreicherung von zellen aus einer probe und der nachfolgenden nukleinsäureisolierung aus diesen zellen
CN106675991A (zh) 磁珠转移装置及包括该磁珠转移装置的核酸提取设备
WO2010012641A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur automatischen detektion von biologischen partikeln
DE102004026448A1 (de) Rührreaktionsgefäß und dessen Verwendung
US8361326B2 (en) Apparatus and method for the treatment of liquids with magnetic particles
WO2019057345A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur immobilisierung von biomolekülen mit magnetischen partikeln
DE19962577A1 (de) Chromatographiematerial und Verfahren unter Verwendung desselben
Ozcelik et al. Microfluidic methods used in exosome isolation
DE102014207775A1 (de) Verfahren und mikrofluidisches System zum Aufbereiten von organischen Zellen und Herstellungsverfahren zum Herstellen eines mikrofluidischen Systems zum Aufbereiten von organischen Zellen
DE102004005199A1 (de) Funktionalisierte magnetisierbare Partikel
WO2024074205A1 (de) Behälter, mischungsvorrichtung und verfahren zur verwendung einer mischungsvorrichtung
DE102004005201A1 (de) Neue Technik mit magnetisierbaren Materialien
WO2019096407A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur reversiblen immobilisierung von biomolekülen
Randall et al. Size selective sampling using mobile, 3D nanoporous membranes
DE102004005198A1 (de) Immobilisierte Enzyme auf magnetisierbaren Trägern
WO2024188449A1 (de) Mischungsvorrichtung und verfahren zur bereitstellung eines gemisches

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20110215

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140918