專利名稱：螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器，主要用于采用生物酶法，利用各種廢棄油脂，如油脂精煉廢油腳、餐飲泔水油、地溝油、食品加工廢炸油及屠宰食品加工等工業(yè)廢棄油脂為主要原料生產(chǎn)生物柴油的新技術(shù)中。
背景技術(shù)：
人類生產(chǎn)的發(fā)展，帶來了人類社會(huì)的文明進(jìn)步，卻大大消耗了各種環(huán)境資源。隨著石油、煤炭等石化能源的日益枯竭和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，迫使人們?nèi)ふ倚碌目稍偕木G色能源，生物柴油是以油脂和低碳醇為原料，通過轉(zhuǎn)酯反應(yīng)得到的一種脂肪酸低碳酯，是一種礦物柴油的優(yōu)良替代品。它具有與普通柴油相近的燃燒性能，低溫啟動(dòng)性、潤(rùn)滑性良好，熱效率更高，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用更安全。而且它的含硫量極小，基本不含芳香烴，燃燒更完全，使二氧化硫、硫化物、一氧化碳、煙塵及一些致癌物的排放量大大降低。尤其是它是以油脂為原料生產(chǎn)的，具有可再生性，其二氧化碳的排放處于一種平衡的封閉循環(huán)中，因此是一種較理想的綠色可再生能源。目前，生物柴油的生產(chǎn)方法主要有酸、堿催化的化學(xué)方法和酶催化的生物方法。其中生物酶方法具有反應(yīng)條件溫和、醇用量較小，無污染等特點(diǎn)。在該生物酶方法中使用的主要設(shè)備是螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器，目前的生物酶反應(yīng)器存在的主要問題是原料在反應(yīng)器內(nèi)的流程短，不能充分與生物酶發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)效率低，而且需要很多的反應(yīng)器串聯(lián)，導(dǎo)致設(shè)備龐大，占地太大，投資大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的原料在反應(yīng)器內(nèi)的流程短，不能充分與生物酶發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)效率低，而且需要很多的反應(yīng)器串聯(lián)，導(dǎo)致設(shè)備龐大，占地太大，投資大的問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括罐體、螺旋形導(dǎo)流板和導(dǎo)流板芯管，罐體為兩端封閉的圓筒形狀，導(dǎo)流板芯管位于罐體的軸心，螺旋形導(dǎo)流板圍繞連接在導(dǎo)流板芯管周面與罐體內(nèi)側(cè)之間，在所述的罐體與導(dǎo)流板芯管之間形成一個(gè)螺旋形通道，在該螺旋形通道內(nèi)裝有可以使流體通過的生物酶載體；在所述的罐體的上端設(shè)有與所述的螺旋形通道的上端相通的出料口和用于回收沒反應(yīng)完的介質(zhì)和低碳醇的回流口；在所述的罐體的下端設(shè)有與所述的螺旋形通道的下端相通的入料口；在所述罐體的下端還設(shè)有用于定期清洗維護(hù)的排污口。
所述的生物酶載體為PET高分子生物填料，經(jīng)過活化處理的轉(zhuǎn)脂酶固定于所述的生物酶載體上。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是延長(zhǎng)了生物酶與反應(yīng)底物的接觸面和接觸時(shí)間，并使原料流動(dòng)順暢，提高酶促反應(yīng)效率，有利于產(chǎn)物分離，可以減少反應(yīng)器的串聯(lián)級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，節(jié)省了設(shè)備投資。


圖1是本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型包括罐體1、螺旋形導(dǎo)流板6和導(dǎo)流板芯管9，罐體1為兩端封閉的圓筒形狀，導(dǎo)流板芯管9位于罐體的軸心。螺旋形導(dǎo)流板6圍繞連接在導(dǎo)流板芯管9周面與罐體1內(nèi)側(cè)之間，在所述的罐體1與導(dǎo)流板芯管9之間形成一個(gè)螺旋形通道，在該螺旋形通道內(nèi)裝有可以使流體通過的生物酶載體2。在所述的罐體1的上端設(shè)有與所述的螺旋形通道的上端相通的出料口5、回流口4和操作口3。在所述的罐體1的下端設(shè)有與所述的螺旋形通道的下端相通的入料口7和排污口8。
所述的生物酶載體2為PET高分子生物填料，經(jīng)過活化處理的轉(zhuǎn)脂酶固定于所述的生物酶載體2上。
本實(shí)用新型在應(yīng)用時(shí)由多個(gè)串聯(lián)連接，每級(jí)反應(yīng)器的回流口4均與介質(zhì)儲(chǔ)罐連接。
將多個(gè)本實(shí)用新型反應(yīng)器串聯(lián)起來，形成多級(jí)螺旋升流式固定生物酶反應(yīng)系統(tǒng)。這種生物反應(yīng)系統(tǒng)增加了酶與反應(yīng)底物的接觸面和接觸時(shí)間，提高生物酶活性，促進(jìn)酶促反應(yīng)效率，有利于產(chǎn)物分離，減少底物和產(chǎn)物對(duì)酶的抑制作用，有效延長(zhǎng)酶的使用壽命。反應(yīng)過程中所需甲醇按比例分批逐步添加，大大提高了醇的轉(zhuǎn)化效率。其酯轉(zhuǎn)化合成酯化率可達(dá)到95％以上。
權(quán)利要求1.一種螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器，其特征在于包括罐體、螺旋形導(dǎo)流板和導(dǎo)流板芯管，罐體為上下兩端封閉的圓筒形狀，導(dǎo)流板芯管位于罐體的軸心，螺旋形導(dǎo)流板圍繞連接在導(dǎo)流板芯管周面與罐體內(nèi)側(cè)之間，在所述的罐體與導(dǎo)流板芯管之間形成一個(gè)螺旋形通道，在該螺旋形通道內(nèi)裝有可以使流體通過的生物酶載體；在所述的罐體的上端設(shè)有與所述的螺旋形通道的上端相通的出料口和用于回收沒反應(yīng)完的介質(zhì)及低碳醇的回流口；在所述的罐體的下端設(shè)有與所述的螺旋形通道的下端相通的入料口；在所述罐體的下端還設(shè)有一個(gè)用于定期清洗維護(hù)的排污口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器，其特征在于所述的生物酶載體為PET高分子生物填料，經(jīng)過活化處理的轉(zhuǎn)脂酶固定于所述的生物酶載體上。
專利摘要一種螺旋升流式固定化生物酶反應(yīng)器，包括罐體、螺旋形導(dǎo)流板和導(dǎo)流板芯管，罐體為上下兩端封閉的圓筒形狀，導(dǎo)流板芯管位于罐體的軸心，螺旋形導(dǎo)流板圍繞連接在導(dǎo)流板芯管周面與罐體內(nèi)側(cè)之間，在所述的罐體與導(dǎo)流板芯管之間形成一個(gè)螺旋形通道，在該螺旋形通道內(nèi)裝有可以使流體通過的生物酶載體；在所述的罐體的上端設(shè)有出料口和回流口；在所述的罐體的下端設(shè)有入料口和排污口。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是延長(zhǎng)了生物酶與反應(yīng)底物的接觸面和接觸時(shí)間，并使原料流動(dòng)順暢，提高酶促反應(yīng)效率，有利于產(chǎn)物分離，可以減少反應(yīng)器的串聯(lián)級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，節(jié)省了設(shè)備投資。
文檔編號(hào)C12M1/00GK2873786SQ2005201471
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者王慶旺, 李貴生 申請(qǐng)人:王慶旺, 李貴生, 陳效田