離心式反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種反應器，尤其是一種采用固定化酶催化的生物反應器，適用于生物技術行業。
【背景技術】
[0002]生物反應器是指利用酶或者細胞通過生物方法將原料轉化為特定產品的容器。隨著生物技術的發展，生物反應器出現了越來越多的種類。從傳統的發酵罐到酶反應器，再隨著固定化技術的發展，出現了固定化酶反應器，細胞反應器，動、植物細胞反應器等等形式。
[0003]目前，生物技術行業使用的固定化酶反應器主要有床式、柱式和攪拌式反應器。對于有PH變化以及氣體產生的酶促反應一般采用攪拌式反應器，通過機械攪拌促進酶和反應液的混合。對于固定化酶催化的反應來說，此種反應器的機械剪切力過大，固定化酶顆粒與顆粒之間及顆粒與攪拌槳之間的碰撞會折損固定化酶的壽命，固定化酶的重復利用率較低。同時，由于機械攪拌式反應器是通過反應器底部的過濾裝置來分離固定化酶顆粒和反應液，此過程耗時較長，放料速度慢，工業效率較低。
【發明內容】
[0004]為了克服傳統生物反應器對于固定化酶反應在工業應用方面的不足之處，本實用新型提供一種離心式反應器，該反應器不僅能提高固定化酶的使用壽命和重復利用率，且在工業應用中提高了反應液的放料速度。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種離心式反應器，其特征在于包括罐體和機械離心裝置；所述機械離心裝置包括:
[0007]位于所述罐體外部的電機，連接于罐體頂部；
[0008]與所述電機相連并穿入罐體內部，且由所述電機驅動的轉軸；以及，
[0009]固定于轉軸上作離心轉動的轉鼓。
[0010]所述轉軸的另一端通過轉軸限位器固定于罐體底部；
[0011]所述轉鼓為一環形網桶，由轉鼓內壁、轉鼓外壁、轉鼓蓋和轉鼓底板組成；
[0012]所述轉鼓內壁和轉鼓外壁為透水的環形網板，所述轉鼓蓋和轉鼓底板為不透水的板材；
[0013]所述轉鼓內壁騰空固定在中央轉軸上從而使內壁與轉軸之間形成環形通道。
[0014]本實用新型的工作過程是:
[0015]使用時，轉鼓內襯與之匹配的濾布，轉鼓內盛裝固定化酶。轉鼓蓋閉合后整體轉鼓浸沒在反應液中，并隨轉軸旋轉。轉鼓旋轉時，由于離心力的作用，反應液從轉鼓外壁甩出，并從轉鼓內腔吸入，形成反應液穿過固定化酶層的循環流動，于是發生持續的酶促反應。
[0016]當反應完成后，反應液直接從罐底放出，轉鼓繼續旋轉可將殘留于轉鼓內的反應液全部甩出并排除罐外，由此完成一個批次的反應。固定化酶留在轉鼓中，再注入新的反應液即可重復使用。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018]相對于傳統的攪拌式反應器，本實用新型避開了費時的過濾放料模式，屬于直排放料。放料速度顯著加快，尤其對于大體積工業生產及不穩定的反應產物具備顯著優勢；
[0019]—方面，由于固定化酶是填充在轉鼓內，反應時酶顆粒沒有相互碰撞及與攪拌葉片的撞擊而產生的機械破裂流失，酶的使用壽命更長。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1是離心式反應器第一個實施例的縱剖面構造圖；
[0022]圖1中，1.電機；2.轉軸;3.罐體;4.轉鼓蓋;5.轉鼓;6.轉鼓內壁;7.轉鼓外壁；8.轉鼓底板；9.軸限位器；10.罐體支架；11.放料口。
[0023]圖2是離心式反應器的橫剖面構造圖；
[0024]圖2中，1.罐體；2.轉鼓外壁；3.固定化酶層；4.軸；5.轉鼓外腔；6.轉鼓內壁；7.酶體外腔。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖以及具體的實施例對本實用新型進行進一步說明，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非限定本實用新型。
[0026]圖1所示為反應器的縱剖面構造圖。如圖1所示，反應液由罐體上部的進料口進入，電機⑴運轉，轉軸⑵轉動，從而驅動轉鼓轉動。轉鼓(5)是整個罐體(3)內的核心部件，為環形不銹鋼網桶，由轉鼓內壁出)、轉鼓外壁(7)、轉鼓蓋(4)、轉鼓底板(8)包圍而成。轉鼓內外壁均為透水的不銹鋼網板，轉鼓的底和蓋為不透水的不銹鋼板，轉鼓內壁(6)的上下兩端各依六根不銹鋼支架與轉軸(2)固定，打開轉鼓蓋可將固定化酶裝填于轉鼓，轉鼓可內襯濾布以防止固定化酶漏出轉鼓外。此外，罐體(3)還設置有通用的溫度及pH控制系統(附圖中省略未示)。
[0027]圖2所示為離心式反應器的橫剖面構造圖。如圖2所示，反應時，電機工作，轉軸
(4)轉動，在離心力的作用下，反應液從轉鼓內腔(5)進入轉鼓外腔(7)，依次經過轉鼓內壁
(6)、固定化酶層(3)和轉鼓外壁(2)。反應液在轉鼓內進行催化反應，最后進入轉鼓外腔
(7)，并由于液壓力的作用從轉鼓內腔(5)的上方和下方同時進入轉鼓內腔(5)，同時由于離心力的作用從轉鼓內腔(5)進入轉鼓外腔(7)，從而形成如圖1中箭頭所示的循環回路。
[0028]如圖1所示，反應完成后，打開罐體(3)底部的放料口(11)，反應液即迅速與固定化酶分離。固定化酶留在轉鼓(5)內重復使用。
[0029]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種離心式反應器，其特征在于包括罐體和機械離心裝置；所述機械離心裝置包括: 位于所述罐體外部的電機，連接于罐體頂部； 與所述電機相連并穿入罐體內部，且由所述電機驅動的轉軸；以及， 固定于轉軸上作離心轉動的轉鼓。2.根據權利要求1所述的離心式反應器，其特征在于:所述轉軸的另一端通過轉軸限位器固定于罐體底部。3.根據權利要求1所述的離心式反應器，其特征在于:所述轉鼓為一環形網桶，由轉鼓內壁、轉鼓外壁、轉鼓蓋和轉鼓底板組成。4.根據權利要求2所述的離心式反應器，其特征在于:所述轉鼓內壁和轉鼓外壁均為透水的環形網板。5.根據權利要求2所述的離心式反應器，其特征在于:所述轉鼓蓋和轉鼓底板均為不透水的板材。6.根據權利要求2所述的離心式反應器，其特征在于:所述轉鼓內壁騰空固定在轉軸上從而使內壁與轉軸之間形成環形通道。
【專利摘要】一種能夠進行固定化酶催化反應的離心式反應器，由電機、罐體、轉鼓等組成。所述轉鼓的構造是環形網桶，其內外壁為透水的網板，轉鼓內壁騰空固定在中央轉軸上，使內壁與轉軸之間形成過水通道。反應時，裝填有固定化酶的轉鼓整體浸沒在反應液中，并隨轉軸旋轉。轉鼓旋轉時，由于離心力的作用，反應液從轉鼓外壁甩出，并從轉鼓內腔吸入，形成反應液穿過固定化酶的循環流動，于是發生持續的酶促反應。當反應完成后，反應液直接從罐底放料口快速收集，而固定化酶留在轉鼓內，重復使用。
【IPC分類】C12M1/40, C12M1/10
【公開號】CN204824898
【申請號】CN201520413683
【發明人】金彩科
【申請人】深圳市紅莓生物科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月16日