一种生物转化反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及人工熊胆粉工业化生产设备领域，公开了一种生物转化反应器，包括反应罐、加热机构、进料机构、酸碱调节机构和搅拌机构，反应罐包括内筒体、顶部封头和底部封头，加热机构包括设置在内筒体的筒身外部的筒体夹套和设置在底部封头外部的底封头夹套，筒体夹套和底封头夹套均连通有蒸汽管，蒸汽管上设置有蒸汽调节阀。本实用新型专利技术通过两段式的控温方式，结合蒸汽热媒换热能够实现反应体系温度的精确调节，避免局部温度过高影响细胞或生物酶的活性。的活性。的活性。

【技术实现步骤摘要】
一种生物转化反应器


[0001]本技术涉及人工熊胆粉工业化生产设备领域，具体涉及一种生物转化反应器。

技术介绍

[0002]熊胆粉是熊科动物黑熊或棕熊胆囊的粉末制品，具有清热、平肝、明目、利胆、解痉、溶石等功效。熊胆粉主要含有胆汁酸，其主要有效成分为牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)，中国药典规定TUDCA含量不低于23％。目前，国内医药市场的熊胆粉主要依靠进口和“活熊取胆”的方法自制，化学合成的方法制备TUDCA因步骤繁琐成本高且环境污染大未得到广泛应用。采用生物技术将来源广泛的家禽胆汁制品生物转化成与天然熊胆粉的替代资源，既解决熊胆粉资源紧缺，又有利于推动中药技术现代化进程。
[0003]人工熊胆粉工业化制备需要将禽胆汁或禽胆膏或禽胆粉导入到转化反应器中，加入转化酶后，需要将转化温度控制在20.0-30.0
±
1.0℃，pH精准控制在5.00-10.00
±
0.05范围内，在低剪切力条件下充分搅拌反应2-24小时；在转化结束后又需将温度快速升高至 60.0-85.0℃，终止反应，使细胞或酶失活。现有的生物转化反应器在使用过程中存在如下问题：一、反应器的加热方式通常是将电加热棒伸入到罐内直接加热，易造成反应液局部温度过高，导致细胞或酶失活；二、目前的转化反应器无法对反应罐内的pH进行实时的监测和调节，会影响转化反应的速率及转化效果；三、由于禽胆粉的生物特性，其在遇水后容易结块而沉降在反应器底部，形成包埋，影响反应的进行。

技术实现思路

[0004]本技术意在提供一种生物转化反应器，以解决现有技术中的转化反应器由于直接利用加热棒伸入到罐内的加热方式导致的易造成局部温度过高导致细胞或酶失活的问题。
[0005]为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种生物转化反应器，包括反应罐、加热机构、进料机构、酸碱调节机构和搅拌机构，反应罐包括一体成型的内筒体、顶部封头和底部封头，加热机构包括设置在内筒体外部的筒体夹套和设置在底部封头外部的底封头夹套，筒体夹套和底封头夹套均连通有蒸汽管，蒸汽管上设置有蒸汽调节阀。
[0006]本方案的原理及优点是：实际应用时，人工熊胆粉工业化制备过程中，反应罐是禽胆汁或禽胆膏或禽胆粉生物转化的场所，反应前，通过进料组件将禽胆汁或禽胆膏或禽胆粉以及细胞或生物酶等原料投加到内筒体内，而后通过酸碱调节机构将反应体系的pH精确调节至 5.00-10.00
±
0.05范围内某一特定值。在转化反应过程中，利用加热机构中的底封头夹套通蒸汽，通过热交换对内筒体加热，使反应体系内的温度达到20.0-30.0
±
1.0℃，同时利用搅拌机构对反应体系进行实时搅拌，一方面提高反应体系内物料的均匀性，避免产生包埋现象，另一方面还能够提高反应体系内温度的均匀性；在转化反应结束后，加热机构中的筒体夹套和底封头夹套同时通蒸汽加热，使温度快速升高至60.0-85.0℃，快速的将细
胞或生物酶灭活来终止反应，完成禽胆汁或禽胆膏或禽胆粉生物转化。
[0007]本技术方案的有益效果在于：
[0008]1、本技术方案中，在对反应体系加热时，一改现有技术中的利用加热棒直接对体系加热的方式，而是采用夹套通蒸汽(热媒换热)的方式，避免了反应体系内局部温度过高造成反应过程中细胞或生物酶失活的问题。
[0009]2、现有技术中，常用的热媒包括水、导热油、工业蒸汽等，其中水和导热油可通过加热棒直接加热。本技术方案中，采用的是向夹套内通入工业蒸汽的方式，相较于水和导热油换热的方式而言，所需能耗更低，节约了生产成本，有利于工业化生产。
[0010]3、本技术方案中，采用的是两段式控温模式，在转化反应进行时，仅通过底封头夹套通蒸汽加热，换热面积小，能够实现精准控温；在转化反应结束后，利用底封头夹套和筒体夹套同时通蒸汽加热，换热面积大，能够实现快速升温终止反应的目的，结构设置合理，操作灵活性更高。
[0011]优选的，作为一种改进，反应罐内设置有温度传感器，反应罐外设置有触摸屏和与触摸屏电连接的控制器，控制器用于接收温度传感器与触摸屏的信号，控制蒸汽调节阀的开闭。
[0012]本技术方案中，采用温度传感器对反应罐内的温度进行实时监控，并能够通过触摸屏实时反馈温度信息并调整体系温度设定，而后控制器通过控制蒸汽调节阀的开闭来控制内筒体的加热部位，能够对反应体系的温度进行精确控制，保证反应体系位于最适反应温度下，加快反应进程。
[0013]优选的，作为一种改进，进料机构包括设置在顶部封头上的投加式的第一进料组件和设置在内筒体下部的负压式的第二进料组件。
[0014]本技术方案中，顶部封头上的投加式的第一进料组件，用于禽胆汁或禽胆膏原料的进料；内筒体下部的负压式的第二进料组件用于对禽胆粉进料，禽胆粉相较于禽胆汁或禽胆膏而言遇水后更容易产生包埋现象，通过真空吸料的方式，直接将其吸料至筒内，再结合搅拌机构的搅拌分散作用，能够减少禽胆粉的包埋现象。
[0015]优选的，作为一种改进，第二进料组件包括吸料管道，吸料管道上设置有偏心矮型过滤器，偏心矮型过滤器内设置有多孔滤板，且吸料管道上设置有放料球阀。
[0016]本技术方案中，在吸料管道进行真空吸料的过程中，多孔滤板用于初步分散禽胆粉，避免其结块，通过将过滤器设置成偏心矮型过滤器，其进料端及出料端错开设置(不同轴)，在真空吸料的过程中，能够使禽胆粉在过滤器内产生涡流状，进一步实现禽胆粉的分散，在其遇水后，能够进一步减少包埋现象的产生。
[0017]优选的，作为一种改进，酸碱调节机构包括设置在内筒体内部的pH计，pH计与控制器电连接，内筒体内设置有加碱组件，加碱组件由控制器控制。
[0018]在人工熊胆粉工业化制备过程中，反应体系pH的精准控制尤为重要，直接影响有效活性物质的积累，本技术方案中，通过pH计能够对反应体系内的pH进行实时监控，并反馈给控制器，控制器通过控制加碱组件向体系内加碱调节，最终达到精确控制反应体系pH的目的。
[0019]优选的，作为一种改进，加碱组件包括可拆卸连接在顶部封头上的加碱管，加碱管的底端位于内筒体反应液面的下方；加碱管连通有碱液储存箱，加碱管与碱液储存箱之间
设置有蠕动泵，蠕动泵由控制器控制。
[0020]本技术方案中，当需要对反应体系内进行加碱调节时，控制器控制蠕动泵开启，将碱液沿加碱管泵入内筒体内即可，操作方便；而且在人工熊胆粉制备的反应体系内，反应搅拌过程容易产生气泡，在气泡的阻挡下，顶部所加的碱液存在难以混匀的问题，本技术方案通过将加碱管的底部伸入到反应液面以下，有利于碱液混合，避免局部pH过高而导致细胞或酶失活。
[0021]优选的，作为一种改进，搅拌机构包括转动连接在内筒体内部的搅拌轴，搅拌轴上沿轴向设置搅拌桨组件。
[0022]本技术方案中，通过搅拌轴及搅拌桨实现反应体系内的混匀搅拌，结果简单，操作方便。
[0023]优选的，作为一种改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物转化反应器，包括反应罐、加热机构、进料机构、酸碱调节机构和搅拌机构，所述反应罐包括一体成型的内筒体、顶部封头和底部封头，其特征在于：所述加热机构包括设置在内筒体外部的筒体夹套和设置在底部封头外部的底封头夹套，所述筒体夹套和底封头夹套均连通有蒸汽管，所述蒸汽管上设置有蒸汽调节阀。2.根据权利要求1所述的一种生物转化反应器，其特征在于：所述反应罐内设置有温度传感器，反应罐外设置有触摸屏和与触摸屏电连接的控制器，所述控制器用于接收温度传感器与触摸屏的信号，控制蒸汽调节阀的开闭。3.根据权利要求2所述的一种生物转化反应器，其特征在于：所述进料机构包括设置在顶部封头上的投加式的第一进料组件和设置在内筒体下部的负压式的第二进料组件。4.根据权利要求3所述的一种生物转化反应器，其特征在于：所述第二进料组件包括吸料管道，所述吸料管道上设置有偏心矮型过滤器，所述偏心矮型过滤器内设置有多孔滤板，且吸料管道上设置有放料球阀。5.根据权利要求4所述的一种生物转化反应器，其特征在于：所述酸碱调节机构包括设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦松柏，程雷，赵志斌，王丹丹，丁峰，罗德彬，张苏敏，
申请(专利权)人：重庆极泽生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：