离心式反应器制造技术

一种能够进行固定化酶催化反应的离心式反应器，由电机、罐体、转鼓等组成。所述转鼓的构造是环形网桶，其内外壁为透水的网板，转鼓内壁腾空固定在中央转轴上，使内壁与转轴之间形成过水通道。反应时，装填有固定化酶的转鼓整体浸没在反应液中，并随转轴旋转。转鼓旋转时，由于离心力的作用，反应液从转鼓外壁甩出，并从转鼓内腔吸入，形成反应液穿过固定化酶的循环流动，于是发生持续的酶促反应。当反应完成后，反应液直接从罐底放料口快速收集，而固定化酶留在转鼓内，重复使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种反应器，尤其是一种采用固定化酶催化的生物反应器，适用于生物技术行业。
技术介绍
生物反应器是指利用酶或者细胞通过生物方法将原料转化为特定产品的容器。随着生物技术的发展，生物反应器出现了越来越多的种类。从传统的发酵罐到酶反应器，再随着固定化技术的发展，出现了固定化酶反应器，细胞反应器，动、植物细胞反应器等等形式。目前，生物技术行业使用的固定化酶反应器主要有床式、柱式和搅拌式反应器。对于有PH变化以及气体产生的酶促反应一般采用搅拌式反应器，通过机械搅拌促进酶和反应液的混合。对于固定化酶催化的反应来说，此种反应器的机械剪切力过大，固定化酶颗粒与颗粒之间及颗粒与搅拌桨之间的碰撞会折损固定化酶的寿命，固定化酶的重复利用率较低。同时，由于机械搅拌式反应器是通过反应器底部的过滤装置来分离固定化酶颗粒和反应液，此过程耗时较长，放料速度慢，工业效率较低。
技术实现思路
为了克服传统生物反应器对于固定化酶反应在工业应用方面的不足之处，本技术提供一种离心式反应器，该反应器不仅能提高固定化酶的使用寿命和重复利用率，且在工业应用中提高了反应液的放料速度。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种离心式反应器，其特征在于包括罐体和机械离心装置；所述机械离心装置包括:位于所述罐体外部的电机，连接于罐体顶部；与所述电机相连并穿入罐体内部，且由所述电机驱动的转轴；以及，固定于转轴上作离心转动的转鼓。所述转轴的另一端通过转轴限位器固定于罐体底部；所述转鼓为一环形网桶，由转鼓内壁、转鼓外壁、转鼓盖和转鼓底板组成；所述转鼓内壁和转鼓外壁为透水的环形网板，所述转鼓盖和转鼓底板为不透水的板材；所述转鼓内壁腾空固定在中央转轴上从而使内壁与转轴之间形成环形通道。本技术的工作过程是:使用时，转鼓内衬与之匹配的滤布，转鼓内盛装固定化酶。转鼓盖闭合后整体转鼓浸没在反应液中，并随转轴旋转。转鼓旋转时，由于离心力的作用，反应液从转鼓外壁甩出，并从转鼓内腔吸入，形成反应液穿过固定化酶层的循环流动，于是发生持续的酶促反应。当反应完成后，反应液直接从罐底放出，转鼓继续旋转可将残留于转鼓内的反应液全部甩出并排除罐外，由此完成一个批次的反应。固定化酶留在转鼓中，再注入新的反应液即可重复使用。本技术的有益效果为:相对于传统的搅拌式反应器，本技术避开了费时的过滤放料模式，属于直排放料。放料速度显著加快，尤其对于大体积工业生产及不稳定的反应产物具备显著优势；—方面，由于固定化酶是填充在转鼓内，反应时酶颗粒没有相互碰撞及与搅拌叶片的撞击而产生的机械破裂流失，酶的使用寿命更长。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是离心式反应器第一个实施例的纵剖面构造图；图1中，1.电机；2.转轴;3.罐体;4.转鼓盖;5.转鼓;6.转鼓内壁;7.转鼓外壁；8.转鼓底板；9.轴限位器；10.罐体支架；11.放料口。图2是离心式反应器的横剖面构造图；图2中，1.罐体；2.转鼓外壁；3.固定化酶层；4.轴；5.转鼓外腔；6.转鼓内壁；7.酶体外腔。【具体实施方式】以下结合附图以及具体的实施例对本技术进行进一步说明，所举实例只用于解释本技术，并非限定本技术。图1所示为反应器的纵剖面构造图。如图1所示，反应液由罐体上部的进料口进入，电机⑴运转，转轴⑵转动，从而驱动转鼓转动。转鼓(5)是整个罐体(3)内的核心部件，为环形不锈钢网桶，由转鼓内壁出)、转鼓外壁(7)、转鼓盖(4)、转鼓底板(8)包围而成。转鼓内外壁均为透水的不锈钢网板，转鼓的底和盖为不透水的不锈钢板，转鼓内壁(6)的上下两端各依六根不锈钢支架与转轴(2)固定，打开转鼓盖可将固定化酶装填于转鼓，转鼓可内衬滤布以防止固定化酶漏出转鼓外。此外，罐体(3)还设置有通用的温度及pH控制系统(附图中省略未示)。图2所示为离心式反应器的横剖面构造图。如图2所示，反应时，电机工作，转轴(4)转动，在离心力的作用下，反应液从转鼓内腔(5)进入转鼓外腔(7)，依次经过转鼓内壁(6)、固定化酶层(3)和转鼓外壁(2)。反应液在转鼓内进行催化反应，最后进入转鼓外腔(7)，并由于液压力的作用从转鼓内腔(5)的上方和下方同时进入转鼓内腔(5)，同时由于离心力的作用从转鼓内腔(5)进入转鼓外腔(7)，从而形成如图1中箭头所示的循环回路。如图1所示，反应完成后，打开罐体(3)底部的放料口(11)，反应液即迅速与固定化酶分离。固定化酶留在转鼓(5)内重复使用。以上所述的具体实施例，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种离心式反应器，其特征在于包括罐体和机械离心装置；所述机械离心装置包括: 位于所述罐体外部的电机，连接于罐体顶部； 与所述电机相连并穿入罐体内部，且由所述电机驱动的转轴；以及， 固定于转轴上作离心转动的转鼓。2.根据权利要求1所述的离心式反应器，其特征在于:所述转轴的另一端通过转轴限位器固定于罐体底部。3.根据权利要求1所述的离心式反应器，其特征在于:所述转鼓为一环形网桶，由转鼓内壁、转鼓外壁、转鼓盖和转鼓底板组成。4.根据权利要求2所述的离心式反应器，其特征在于:所述转鼓内壁和转鼓外壁均为透水的环形网板。5.根据权利要求2所述的离心式反应器，其特征在于:所述转鼓盖和转鼓底板均为不透水的板材。6.根据权利要求2所述的离心式反应器，其特征在于:所述转鼓内壁腾空固定在转轴上从而使内壁与转轴之间形成环形通道。【专利摘要】一种能够进行固定化酶催化反应的离心式反应器，由电机、罐体、转鼓等组成。所述转鼓的构造是环形网桶，其内外壁为透水的网板，转鼓内壁腾空固定在中央转轴上，使内壁与转轴之间形成过水通道。反应时，装填有固定化酶的转鼓整体浸没在反应液中，并随转轴旋转。转鼓旋转时，由于离心力的作用，反应液从转鼓外壁甩出，并从转鼓内腔吸入，形成反应液穿过固定化酶的循环流动，于是发生持续的酶促反应。当反应完成后，反应液直接从罐底放料口快速收集，而固定化酶留在转鼓内，重复使用。【IPC分类】C12M1/40, C12M1/10【公开号】CN204824898【申请号】CN201520413683【专利技术人】金彩科 【申请人】深圳市红莓生物科技有限公司【公开日】2015年12月2日【申请日】2015年6月16日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心式反应器，其特征在于包括罐体和机械离心装置；所述机械离心装置包括：位于所述罐体外部的电机，连接于罐体顶部；与所述电机相连并穿入罐体内部，且由所述电机驱动的转轴；以及，固定于转轴上作离心转动的转鼓。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金彩科，
申请(专利权)人：深圳市红莓生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44