一種固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，由支撐架、反應(yīng)罐和攪拌器構(gòu)成，該反應(yīng)釜能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中固液反應(yīng)設(shè)備不具有固液分離和固液分別排出的缺陷，并且能夠解決在固定化酶反應(yīng)中攪拌不均勻及冷熱難以控制的缺陷。
【專利說明】一種固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物化工領(lǐng)域，涉及一種生物催化反應(yīng)設(shè)備，特別涉及一種固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)爸。

【背景技術(shù)】
[0002]酶是一類由生物體產(chǎn)生的、具有高效和專一催化功能的蛋白質(zhì)。在生物體內(nèi)，酶參與催化幾乎所有的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，與生命活動(dòng)有密切關(guān)系；在體外，酶可作為催化劑用于工業(yè)生產(chǎn)。但是，由于酶絕大多數(shù)屬于蛋白質(zhì)，其高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境十分敏感，各種因素如物理因素(溫度、壓力、電磁場等)、化學(xué)因素(氧化、還原、有機(jī)溶劑、金屬離子、離子強(qiáng)度、pH等)和生物因素(酶修飾和酶降解等)均有可能使其喪失生物活性。即使在最適條件下，酶也會(huì)逐漸失活，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，反應(yīng)速度會(huì)逐漸下降。此外，反應(yīng)后酶不能回收，只能采用分批法進(jìn)行生產(chǎn)，這對(duì)于現(xiàn)代生物催化工業(yè)來說，成本較高。
[0003]為了解決以上問題，人們?cè)O(shè)計(jì)了一種固定化酶，S卩，將酶束縛于特定介質(zhì)中，使它與反應(yīng)體系分開，但仍能與底物進(jìn)行分子交換。這種固定化酶與一般的固體化學(xué)催化劑一樣，既具有催化特性，又具有能回收、反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)工藝也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化。
[0004]然而，現(xiàn)階段固定化酶應(yīng)用中仍然存在一些問題。例如，固定化酶與溶劑混合發(fā)生反應(yīng)完成后需要進(jìn)行固液快速分離，部分反應(yīng)還需要通入氣體(如空氣等)，然而現(xiàn)有技術(shù)中用于固液反應(yīng)的設(shè)備不具有固液分離的功能或者固液分離的操作比較繁瑣，并且操作的周期較長；在固液兩相反應(yīng)尤其是在固定化酶與溶液發(fā)生反應(yīng)的過程中，現(xiàn)有技術(shù)中所采用的攪拌裝置會(huì)造成攪拌不均勻，從而導(dǎo)致反應(yīng)周期較長，成本上升；現(xiàn)有技術(shù)中，反應(yīng)釜只能利用電熱管或外界熱源進(jìn)行加熱，或利用外界冷源實(shí)現(xiàn)制冷，不能實(shí)現(xiàn)冷熱的自由控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜。該反應(yīng)釜能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中固液反應(yīng)設(shè)備不具有固液分離和固液分別排出的缺陷，并且能夠解決在固定化酶反應(yīng)中攪拌不均勻及冷熱難以控制的缺陷。
[0006]本實(shí)用新型的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，由支撐架1、反應(yīng)罐和攪拌器12構(gòu)成；其中，反應(yīng)罐由罐底板3、雙層中空的筒體6和罐蓋9構(gòu)成，筒體6固定在罐底板3上，罐蓋9固定設(shè)置在筒體6上；攪拌器12固定設(shè)置在罐蓋9的上側(cè)，攪拌器12中設(shè)置有一個(gè)攪拌軸，該攪拌軸向下穿過罐蓋9并延伸到筒體6內(nèi)，筒體6內(nèi)的攪拌軸上設(shè)置有攪拌槳；攪拌器12的上方設(shè)置有一個(gè)電機(jī)13，電機(jī)13與支撐架I固定連接；罐底板3中設(shè)置有一個(gè)出口 31，出口 31上覆蓋設(shè)置有一個(gè)濾芯板32 ;罐底板3的下側(cè)固定連接一個(gè)放料閥4，放料閥4的入口與出口 31連通；罐蓋9上設(shè)置有加料口 91。
[0007]優(yōu)選地，罐蓋9上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣口 92和一個(gè)出氣口 93，進(jìn)氣口 92上連接一延伸至筒體6下端的L型氣體盤管10，氣體盤管10的水平部分與罐底板3平行且兩者相距5-10厘米，水平部分上分布有氣孔101。
[0008]優(yōu)選地，筒體6內(nèi)的攪拌軸在下端部設(shè)置有渦輪攪拌槳81，在下端部和罐蓋之間設(shè)置有1-4個(gè)軸向流攪拌槳82。
[0009]優(yōu)選地，罐蓋9上設(shè)置有1-4個(gè)加料口 91。
[0010]優(yōu)選地，筒體6的外壁下端設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口 61，進(jìn)液口 61與高低溫恒溫循環(huán)泵2的出液口 21相連；筒體6的外壁上端設(shè)置有一個(gè)出液口 62，出液口 62與高低溫恒溫循環(huán)泵的進(jìn)液口 22相連。
[0011]優(yōu)選地，筒體6在其高度的三分之一至二分之一處的側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)溫度器插孔63。
[0012]優(yōu)選地，筒體6在其高度的三分之一至二分之一處的側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)pH電極插孔64。
[0013]優(yōu)選地，放料閥4與抽濾裝置5連接。
[0014]優(yōu)選地，罐蓋9與筒體6上端之間設(shè)置法蘭7，罐蓋9與筒體6通過法蘭7連接固定。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理是:固定化酶與溶液通過加料口進(jìn)入筒體內(nèi)，在攪拌槳作用下混合并進(jìn)行反應(yīng)，渦輪攪拌槳和軸向流攪拌槳既提供高效的混合效果又防止固體在底部沉積，筒體中空部分的液體為反應(yīng)過程提供適合的溫度環(huán)境。反應(yīng)完成后，混合物通過罐底板中的濾芯板和放料閥實(shí)現(xiàn)固液的原位快速分離，濾芯板的孔徑大小可由固定化酶載體的孔徑大小來選擇。此外，整個(gè)反應(yīng)過程中的攪拌速度、溫度、PH值可方便的控制。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型通過在反應(yīng)釜的底部設(shè)置濾芯板、放料閥，徹底解決了固液反應(yīng)器中的固液原位快速分離的問題，滿足了反應(yīng)及分離一體化的要求，提供了可控制固液接觸時(shí)間和快速更換溶液的可能；渦輪攪拌槳和軸向流攪拌槳既提供了高效的混合效果又防止固體在底部的沉積；反應(yīng)釜雙層中空的筒體的設(shè)計(jì)，使得控制冷熱溫度更為方便，為反應(yīng)的溫度變化提供可能；PH電極和溫度器設(shè)置在反應(yīng)釜筒體的靠近底部位置，使得溫度和PH值的測定更為準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，一種用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，由支撐架1、反應(yīng)罐和攪拌器12構(gòu)成。其中，
[0019]反應(yīng)罐由罐底板3、雙層中空的筒體6和罐蓋9構(gòu)成，筒體6固定在罐底板3上，罐蓋9固定設(shè)置在筒體6上，罐底板3與支撐架I固定連接。
[0020]攪拌器12固定設(shè)置在罐蓋9的上側(cè)，攪拌器12中設(shè)置有一個(gè)攪拌軸，該攪拌軸向下穿過罐蓋9并延伸到筒體6內(nèi)，筒體6內(nèi)的攪拌軸上設(shè)置有攪拌槳。
[0021]攪拌器12的上方設(shè)置有一個(gè)電機(jī)13，電機(jī)13與支撐架I固定連接。
[0022]罐底板3中設(shè)置有一個(gè)出口 31，出口 31上覆蓋設(shè)置有一個(gè)濾芯板32。
[0023]罐底板3的下側(cè)固定連接一個(gè)放料閥4，放料閥4的入口與出口 31連通。
[0024]罐蓋9上設(shè)置有1-4個(gè)加料口 91。
[0025]罐蓋9上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣口 92和一個(gè)出氣口 93，進(jìn)氣口 92上連接一延伸至筒體6下端的L型氣體盤管10，氣體盤管10的水平部分與罐底板3平行且兩者相距5-10厘米，水平部分上分布有氣孔101。
[0026]筒體6內(nèi)的攪拌軸在下端部設(shè)置有渦輪攪拌槳81，在下端部和罐蓋之間設(shè)置軸向流攪拌槳82，軸向流攪拌槳82為1-4個(gè)。
[0027]筒體6的外壁下端設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口 61，進(jìn)液口 61與高低溫恒溫循環(huán)泵2的出液口 21相連；筒體6的外壁上端設(shè)置有一個(gè)出液口 62，出液口 62與高低溫恒溫循環(huán)泵的進(jìn)液口 22相連。
[0028]筒體6在其高度的三分之一至二分之一處的側(cè)壁上分別設(shè)置有一個(gè)溫度器插孔63和一個(gè)pH電極插孔64。
[0029]放料閥4與抽濾裝置5連接。
[0030]罐蓋9與筒體6上端之間設(shè)置一個(gè)法蘭7，罐蓋9與筒體6通過法蘭7連接固定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，由支撐架(I)、反應(yīng)罐和攪拌器(12)構(gòu)成；其中，反應(yīng)罐由罐底板(3)、雙層中空的筒體(6)和罐蓋(9)構(gòu)成，筒體(6)固定在罐底板(3)上，罐蓋(9)固定設(shè)置在筒體(6)上；攪拌器(12)固定設(shè)置在罐蓋(9)的上側(cè)，攪拌器(12)中設(shè)置有一個(gè)攪拌軸，該攪拌軸向下穿過罐蓋(9)并延伸到筒體(6)內(nèi)，筒體￠)內(nèi)的攪拌軸上設(shè)置有攪拌槳；攪拌器(12)的上方設(shè)置有一個(gè)電機(jī)(13)，電機(jī)(13)與支撐架(I)固定連接；罐底板(3)中設(shè)置有一個(gè)出口(31)，出口(31)上覆蓋設(shè)置有一個(gè)濾芯板(32);罐底板(3)的下側(cè)固定連接一個(gè)放料閥(4)，放料閥(4)的入口與罐底板(3)中的出口(31)連通；罐蓋(9)上設(shè)置有加料口(91)； 其中，罐蓋(9)上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)氣口(92)和一個(gè)出氣口(93)，進(jìn)氣口(92)上連接一延伸至筒體(6)下端的L型氣體盤管(10)，氣體盤管(10)的水平部分與罐底板(3)平行且兩者相距5-10厘米，并且氣體盤管(10)的水平部分上分布有氣孔(101)。
2.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，筒體(6)內(nèi)的攪拌軸在下端部設(shè)置有渦輪攪拌槳(81)，在下端部和罐蓋之間設(shè)置有1-4個(gè)軸向流攪拌槳(82)。
3.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，罐蓋(9)上設(shè)置有1-4個(gè)加料口(91)。
4.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，筒體(6)的外壁下端設(shè)置有一個(gè)進(jìn)液口(61)，進(jìn)液口(61)與高低溫恒溫循環(huán)泵(2)的出液口(21)相連；筒體(6)的外壁上端設(shè)置有一個(gè)出液口(62)，出液口(62)與高低溫恒溫循環(huán)泵的進(jìn)液口 (22)相連。
5.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，筒體(6)在其高度的三分之一至二分之一處的側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)溫度器插孔(63)。
6.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，筒體(6)在其高度的三分之一至二分之一處的側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)PH電極插孔(64)。
7.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，放料閥(4)與抽濾裝置(5)連接。
8.權(quán)利要求1所述的用于固定化酶反應(yīng)及分離的自控反應(yīng)釜，其特征在于，罐蓋(9)與筒體(6)上端之間設(shè)置法蘭(7)，罐蓋(9)與筒體(6)通過法蘭(7)連接固定。
【文檔編號(hào)】C12M1/02GK204111766SQ201420431135
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】羅煜, 丁時(shí)澄, 瞿旭東, 丁少男, 郭峰 申請(qǐng)人:南京博優(yōu)康遠(yuǎn)生物醫(yī)藥科技有限公司