一种天冬氨酸酶的固定化方法及其固定化生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生物催化技术领域，具体的说是一种天冬氨酸酶的固定化方法及其固定化生产装置，具体步骤如下：(1)、将聚乙烯醇用水配成聚乙烯醇溶液，经加热、充分溶解后，降温至20～40℃；(2)、向步骤(1)中聚乙烯醇溶液中加入添加剂，充分混匀；(3)、将发酵获得的天冬氨酸酶菌丝体制备成菌悬液；(4)、将步骤(3)中菌悬液加入步骤(2)中混合溶液，充分混匀；(5)、向步骤(4)中混合液加入交联剂，充分混匀；(6)、将步骤(5)中的混合溶液涂布均匀、20～60℃干燥成膜后，即获得固定了天冬氨酸酶的胶膜。本发明专利技术操作流程简捷，可操作性强，且废水量少，安全环保，菌胶易从反应系统中分离，连续运行15批，酶活收率达85％，能反复多次使用。能反复多次使用。能反复多次使用。

【技术实现步骤摘要】
一种天冬氨酸酶的固定化方法及其固定化生产装置


[0001]本专利技术涉及生物催化
，特别的涉及一种天冬氨酸酶的固定化方法及其固定化生产装置。

技术介绍

[0002]β
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丙氨酸是自然界中唯一存在的β型氨基酸，它是合成羟基丙酸、聚3～羟基丙酸酯、泛酸、肌肽、帕米膦酸钠和巴柳氮等的重要前体或中间体，广泛被应用在医药、食品、化工和环境等领域。
[0003]β
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丙氨酸的生产主要包括化学合成法、微生物发酵法和生物酶转化法，化学合成法是目前β
‑
丙氨酸大规模生产的主要方法，但该方法需要在高温高压强酸强碱等条件下进行，反应条件比较极端，污染严重且成本较高，不符合绿色、可持续发展的要求，微生物发酵法生产β
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丙氨酸的产量仍然处于较低水平，短期内达不到工业生产需求，生物酶转化法因工艺条件温和、安全、污染少、工艺简单、易纯化和副产物少，因此越来越受到研究者们的关注。
[0004]天冬氨酸酶，也称天冬氨酸裂氨酶(EC4.3.1.1，Asp)，属于氨裂解酶家族天冬氨酸酶，通过改造后，使其能够将丙烯酸作为底物催化生成β
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丙氨酸，是近几年采用酶法合成β
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丙氨酸研究和报道较多酶，但游离酶无法回收重复使用，既增加生产成本，又增加了后续分离纯化的难度，目前暂无该酶的固定化方法报道，常见的用海藻酸钠滴丸包埋法在催化反应时容易出现载体破裂和细胞泄漏的现象。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种天冬氨酸酶的固定化方法及其固定化生产装置，解决目前暂无该酶的固定化方法报道，常见的用海藻酸钠滴丸包埋法在催化反应时容易出现载体破裂和细胞泄漏的现象的问题。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种天冬氨酸酶的固定化方法，具体步骤如下：(1)、将聚乙烯醇用水配成聚乙烯醇溶液，经加热、充分溶解后，降温至20～40℃；(2)、向步骤(1)中聚乙烯醇溶液中加入添加剂，充分混匀；(3)、将发酵获得的天冬氨酸酶菌丝体制备成菌悬液；(4)、将步骤(3)中菌悬液加入步骤(2)中混合溶液，充分混匀；(5)、向步骤(4)中混合液加入交联剂，充分混匀；(6)、将步骤(5)中的混合溶液涂布均匀、20～60℃干燥成膜后，即获得固定了天冬氨酸酶的胶膜，
[0007]其中，在步骤(1)中，所述聚乙烯醇溶液的浓度为100～200g/L，步骤(2)中，所述添加剂为碳酸钙、活性炭、硅藻土一种或者多种，所述添加剂重量与聚乙烯醇溶液的重量比为1:10～1:25，步骤(3)中，所述菌悬液浓度为400～700g/L，步骤(4)中，所述菌悬液与聚乙烯醇溶液的质量比在1:5～1:10，交联剂为甘油、丙二醇、聚乙二醇、硼酸、硼砂的一种或者多种，交联剂终浓度为总物料重量的0.25～2.5g/kg。
[0008]另外还提供一种天冬氨酸酶的固定化生产装置，包括混料装置、高剪切乳化器、高
粘度物料输送泵、涂布装置及干燥装置，所述混料装置通过管道一与高剪切乳化器连接，高剪切乳化器通过高粘度物料输送泵与涂布装置连接，涂布装置将膜料涂膜在干燥装置上。
[0009]优选的，所述混料装置包括混料釜和液压升降釜盖，混料釜的外部包裹有夹套，且混料釜的内部中心处安装有搅拌架，搅拌架的顶端贯穿液压升降釜盖后连接有驱动电机，所述搅拌架的外壁连接有刮板，刮板与混料釜的内壁接触，液压升降釜盖上安装有观察孔和LED视镜灯，且液压升降釜盖顶部连接有抽真空管，该抽真空管连接有真空泵。
[0010]优选的，所述涂布装置包括有两条地轨，两条地轨分别分布在干燥装置的两侧，两条地轨上均安装有小车，两个小车之间安装有顶板，顶板上安装有料斗和托架，高粘度物料输送泵将物料输送到料斗内，托架下安装有涂布头和刮板，刮板处于涂布头靠近干燥装置中心线的一侧，所述料斗通过软管与涂布头连接，
[0011]所述干燥装置包括远红外电加热板，远红外电加热板通过支撑腿进行支撑，远红外电加热板的两端安装有辊轴，干燥装置背离涂布装置的一端设有支撑架，支撑架上安装有三角形的刮刀和送料架，刮刀的斜面朝上，其尖端朝向涂布装置，送料架处于刮刀背离涂布装置中心线的一侧，送料架内通过轴杆安装有两个相邻的送料辊。
[0012]优选的，两个辊轴及远红外电加热板的外部共同包裹有导热传送片，导热传送片的侧边上安装有两个相邻的导杆，两个相邻的导杆之间安装有一根插杆，插杆的顶部与托架的侧边固定，两个送料辊上的轴杆的一端从送料架贯穿出来并各自安装有齿轮一，两个齿轮一之间啮合，靠近支撑架方向的辊轴外部安装有齿轮二，齿轮二与处于下层的齿轮一之间通过齿轮三连接，该齿轮三通过销轴与送料架连接，
[0013]所述导热传送片的内侧面两侧均设有一排凸齿，两个辊轴的外部设有齿槽，导热传送片与辊轴之间通过凸齿和齿槽啮合连接。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]1、本专利技术利用聚乙烯醇成膜性好，成膜后有优异的强度和耐溶剂性，开发了本方法，聚乙烯醇是一种水溶性高分子材料，这种材料廉价易得，而且这种材料完全无毒、无害、没有刺激性，并且还具有很好的生物相容性，本专利技术操作流程简捷，可操作性强，且废水量少，安全环保，菌胶易从反应系统中分离，连续运行15批，酶活收率达85％，能反复多次使用。
[0016]2、本专利技术所采用的装置自动化程度高，生产效率高，且在导热传送片上加热成膜后，在进行下一次涂布时，在前移的过程中，带动导热传送片传动，使得导热传送片上的膜与刮刀接触而进行分离。
[0017]3、本专利技术通过联动结构，由于涂布装置的托架通过导杆和插杆与导热传送片连接，且导热传送片与红外电加热板活动连接，涂布装置在进行下一次涂布时，在前移的过程中，可以带动导热传送片在红外电加热板的外表面进行移动，且与刮刀产生接触，这样伴随涂布装置同步带动导热传送片的前移，刮刀可以将导热传送片上成型的膜给刮取下来，便可以达到下一轮涂布前，上一轮成型的膜自动脱落，无需人工或者其他设备干预来进行脱料，同时节约中间的等待时间。
[0018]3、本专利技术通过联动结构，当涂布装置在进行下一次涂布时，在前移的过程中，带动导热传送片同步移动时，由于导热传送片与辊轴之间通过齿槽、凸齿达到啮合连接，则随着导热传送片移动则会带动辊轴转动，而辊轴又会通过齿轮一、齿轮三、齿轮二带动送料辊转
动，而两个送料辊又处于刮刀末端，被刮刀分离的膜进入到两个送料辊时，膜会被两个送料辊给送走，使得膜的涂布、分离及输送一气呵成，无需单独控制和操作，加快效率。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的主视结构示意图；
[0020]图2为本专利技术中涂布装置与干燥装置结构示意图；
[0021]图3为本专利技术的侧视结构示意图；
[0022]图4为本专利技术中涂布装置与干燥装置后视结构示意图；
[0023]图5为本专利技术中辊轴与导热传送片连接结构示意图。
[0024]图中：100、混料装置；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天冬氨酸酶的固定化方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)、将聚乙烯醇用水配成聚乙烯醇溶液，经加热、充分溶解后，降温至20～40℃；(2)、向步骤(1)中聚乙烯醇溶液中加入添加剂，充分混匀；(3)、将发酵获得的天冬氨酸酶菌丝体制备成菌悬液；(4)、将步骤(3)中菌悬液加入步骤(2)中混合溶液，充分混匀；(5)、向步骤(4)中混合液加入交联剂，充分混匀；(6)、将步骤(5)中的混合溶液涂布均匀、20～60℃干燥成膜后，即获得固定了天冬氨酸酶的胶膜。2.根据权利要求1所述的天冬氨酸酶的固定化方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述聚乙烯醇溶液的浓度为100～200g/L。3.根据权利要求1所述的天冬氨酸酶的固定化方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，所述添加剂为碳酸钙、活性炭、硅藻土一种或者多种，所述添加剂重量与聚乙烯醇溶液的重量比为1:10～1:25。4.根据权利要求1所述的天冬氨酸酶的固定化方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述菌悬液浓度为400～700g/L。5.根据权利要求1所述的天冬氨酸酶的固定化方法，其特征在于：所述步骤(4)中，所述菌悬液与聚乙烯醇溶液的质量比在1:5～1:10。6.根据权利要求1所述的天冬氨酸酶的固定化方法，其特征在于：所述交联剂为甘油、丙二醇、聚乙二醇、硼酸、硼砂的一种或者多种，交联剂终浓度为总物料重量的0.25～2.5g/kg。7.根据权利要求1
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6任意一项所述的一种天冬氨酸酶的固定化生产装置，其特征在于：包括混料装置(100)、高剪切乳化器(200)、高粘度物料输送泵(300)、涂布装置(400)及干燥装置(500)，所述混料装置(100)通过管道一与高剪切乳化器(200)连接，高剪切乳化器(200)通过高粘度物料输送泵(300)与涂布装置(400)连接，涂布装置(400)将膜料涂膜在干燥装置(500)上。8.根据权利要求7所述的天冬氨酸酶的固定化生产装置，其特征在于：所述混料装置(100)包括混料釜(101)和液压升降釜盖(105)，混料釜(101)的外部包裹有夹套(102)，且混料釜(101)的内部中心处安装有搅拌架(103)，搅拌架(103)的顶端贯穿液压升降釜盖(105)后连接有驱动电机，所述搅拌架(103)的外壁连接有刮板(104)，刮板(104)与混料釜(101)的内壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋华，黄刘女，万南微，周中平，苏海佳，
申请(专利权)人：江西兄弟医药有限公司，
类型：发明
国别省市：