【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物酶催化反应器，具体涉及一种生物酶用内循环催化反应器。
技术介绍
1、生物酶是由活细胞产生的具有高催化活性的有机物，大部分为蛋白质，也有极少部分为rna，生物酶通过特异性结构与底物结合，形成酶底物复合物，生物酶由于其独特的生物学功能和酶催化的高效性，获得了广泛应用；固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景；酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和贮存，有利于自动化生产。
2、其中，利用固定化酶进行反应多采用膜反应器，膜反应器是利用膜的分离功能，同时完成反应和分离过程的设备；中空纤维膜材料为微孔聚偏氟乙烯纤维膜，具有疏水性，膜孔不易被液相堵塞，膜材料具有化学稳定性好、机械强度高、耐氧化性能好以及通量高等优点，其内层紧密光滑，具有一定的分子截留作用，可以截留大分子物质，同时又允许小分子物质通过；外层则是多孔的海绵状支持层，酶被固定在海绵支持层中，施加压力于外压式中空纤维膜的外部，进水在这些中空纤维膜的膜丝外部流动，会在压力的作用下透过膜丝的极小孔隙，进入中空纤维膜的膜丝内部，然后从膜丝的某一端或者两端集中流出成为产水；但由于中空纤维膜的孔径较小，容易受到颗粒物、沉淀物或生物污染的影响，导致膜的通量降低，所以需要定期清洗；现有生物酶膜式反应器催化反应时对反应部件进行清理时较为麻烦，减少了中空纤维膜的使用寿命，且需要经常进行人工拆卸对其表面清洁，浪费大量人力资源。
3、另外，目前市场上所使用的生物酶的反应器
4、鉴于以上情况，为了克服上述技术问题，本专利技术设计了一种生物酶用内循环催化反应器，解决了上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：现有生物酶用催化反应器在制备过程中一次投入底物，难以将反应底物催化反应完全，使得生物酶难以充分利用，且在催化反应中难以同时对反应器部件进行清理；降低了生物酶的使用效率和催化反应效率，减少了反应器的使用寿命。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供的一种生物酶用内循环催化反应器，包括壳体、加热板、检测组件和显示控制器，所述壳体内壁均匀地安装有用于控制温度的加热板，所述检测组件安装于壳体内壁用来检测酶反应的数据；还包括内循环机构、催化反应组件和气擦洗组件，所述内循环机构通过抽取和泵出催化反应组件中流出的液体的方式对反应液体进行内循环，催化反应组件利用内循环机构形成的膜的内外压力差同时完成酶的反应和杂质的过滤过程，气擦洗组件通过采用喷射气体的方式形成冲击力对催化反应组件进行清洁。
4、壳体上方采用氟橡胶密封圈密封，氟橡胶密封圈除具有优异的耐热性能和抗老化特性外，还具有稳定的化学性能，且在抗撕裂强度和扯断伸长率方面均具有良好的优势，实现在催化反应过程中密封效果好且使用寿命长的效果；内循环机构对从催化反应组件中流出的液体进行收集将其抽取出来，并向周围泵出，泵出的液体经过压力作用再流入到催化反应组件中，实现在对料液进行内部循环催化的同时，对其自动进行过滤；气擦洗组件由内循环机构泵出的液体驱动并上下往复移动喷气，利用喷射出气体的冲击力实现对所述催化反应组件的清洁效果；所述检测组件中温度检测采用铂电阻测温，溶解氧检测采用原电池式检测器；在催化反应的过程中实现自动检测控制温度、ph以及溶解氧浓度，保证了反应条件始终处于最适宜状态的同时也保护了催化反应组件不在温度和ph的影响下损坏，提高了催化反应的效率。
5、所述催化反应组件包括固定架、固定板、封胶塑件、膜丝和固定塑件；所述固定架圆形阵列地固定安装在壳体内壁上方，固定架的形状为“l”形，固定架的下端开设有使固定板固定的矩形槽，所述固定板的外侧圆形阵列地开有与固定架对应的槽，固定板在固定架的矩形槽内转动，使固定板卡在固定架内；所述膜丝的上端和下端分别固定安装在封胶塑件和固定塑件中。
6、将固定板的槽对准固定架的矩形槽处并旋转即可将固定板卡在固定架中，这种结构的设计能够稳定将催化反应组件固定在壳体内部，且能方便在需要更换时将其拆卸；膜丝上端经封胶塑件实现封闭，下端穿过固定塑件，固定塑件对膜丝进行固定支撑但不封闭其下端，使膜丝可由膜壁进水，膜丝的膜壁孔径较小可在进水过程中同时对其进行过滤，料液经过膜丝内附着的生物固化酶催化后，从膜丝下端端口流出。
7、所述内循环机构包括集液缸、连接管和磁力离心泵；所述集液缸固定安装在催化反应组件的下方，集液缸为上方开口的圆柱形；所述连接管同心固定安装于集液缸底部，且连接管与集液缸相通，连接管的内壁倾斜一定角度使连接管内壁呈“漏斗”状，“漏斗”状连接管内壁使集液缸收集的液体速度增大并输送至磁力离心泵内。
8、连接管的内壁呈“漏斗”状，可使得反应液体在经过磁力离心泵抽取而流经连接管时会由于流道的逐渐减小而速度增大，便于反应液体在磁力离心泵内的离心力加速；在催化反应器工作进行催化时，需要由磁力离心泵抽取催化反应组件内的液体使膜内外产生压力差，因此连接管下方与磁力离心泵上方进水口之间设置有间隔，既可将膜丝下端出水处与磁力离心泵连通，又可防止连接管与磁力离心泵碰撞受损或造成堵塞，同时可对壳体内的其余反应液进行输送回流和充分搅拌，实现内循环的效果，提高了生物酶的催化效率；集液缸高度不宜设置很高，若高度过高，在磁力离心泵抽取液体时会由于距离过远而使抽取压力过小从而减小膜壁两侧压力差导致影响催化反应的速率。
9、这样的所述内循环机构设计具有多重益处，首先磁力离心泵可在电动机的驱动下抽取反应液并向壳体壁喷出，水流冲向壳体壁并沿着壁面冲向上方；水流在催化反应组件外侧流动且在磁力离心泵的抽吸作用下，使催化反应组件中膜丝壁两侧产生压力差，形成外压式中空纤维膜；同时，在泵的推动下料液平行于催化反应组件的膜面流动，形成错流过滤，料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，使催化反应组件中膜丝的污染保持在一个较少的水平。
10、所述磁力离心泵包括泵壳、进水口、滤网、出水口、磁力驱动部件和电动机；所述泵壳顶部中心固定安装有进水口，所述进水口的内壁倾斜呈“漏斗”状，进水口上方入口的内壁处阵列设置有“v”形凸起，所述滤网的外侧阵列开有“v”形槽，“v”形槽使滤网滑动至“v”形凸起与进水口倾斜部分形成的卡槽处卡紧固定；所述出水口数量设置为3-6个；所述磁力驱动部件为常规磁力泵结构，磁力驱动部件与电动机连接为磁力离心泵的工作提供转动力矩。
11、在磁力离心泵启动后，叶轮高速转动，料液经过滤网过滤后进入入水口，滤网可对进入泵内的液体进行过滤防止磁力离心泵内部造成堵塞，且滤网外侧的“v”形槽可方便在不使用时将滤网拆卸清理；进水口的内壁倾斜呈“漏斗”状，在与“v”形凸起共同形成卡槽的同时，反应液体在流经本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物酶用内循环催化反应器，包括壳体(1)、加热板(2)、检测组件(3)和显示控制器(4)，所述壳体(1)内壁均匀地安装有用于控制温度的加热板(2)，所述检测组件(3)安装于壳体(1)内壁用来检测酶反应的数据；其特征在于：还包括催化反应组件(5)、内循环机构(6)和气擦洗组件(7)，所述催化反应组件(5)利用内循环机构(6)形成的膜的内外压力差同时完成酶的反应和杂质的过滤过程，内循环机构(6)通过抽取和泵出催化反应组件(5)中流出的液体的方式对反应液体进行内循环，气擦洗组件(7)通过采用喷射气体的方式形成冲击力对催化反应组件(5)进行清洁。
2.根据权利要求1所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述催化反应组件(5)包括固定架(51)、固定板(52)、封胶塑件(53)、膜丝(54)和固定塑件(55)；所述固定架(51)圆形阵列地固定安装在壳体(1)内壁上方，固定架(51)的形状为“L”形，固定架(51)的下端开设有使固定板(52)固定的矩形槽(511)，所述固定板(52)的外侧圆形阵列地开有与固定架(51)对应的槽，固定板(52)在固定架(51)的矩
3.根据权利要求1所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述内循环机构(6)包括集液缸(61)、连接管(62)和磁力离心泵(63)；所述集液缸(61)固定安装在催化反应组件(5)的下方，集液缸(61)为上方开口的圆柱形；所述连接管(62)同心固定安装于集液缸(61)底部，且连接管(62)与集液缸(61)相通，连接管(62)的内壁倾斜一定角度使连接管(62)内壁呈“漏斗”状，“漏斗”状连接管(62)内壁使集液缸(61)收集的液体速度增大并输送至磁力离心泵(63)内。
4.根据权利要求3所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述磁力离心泵(63)包括泵壳(631)、进水口(632)、滤网(633)、出水口(634)、磁力驱动部件(635)和电动机(636)；所述泵壳(631)顶部中心固定安装有进水口(632)，所述进水口(632)的内壁倾斜呈“漏斗”状，进水口(632)上方入口的内壁处阵列设置有“V”形凸起，所述滤网(633)的外侧阵列开有“V”形槽，“V”形槽使滤网(633)滑动至“V”形凸起与进水口(632)倾斜部分形成的卡槽处卡紧固定；所述出水口(634)数量设置为3-6个；所述磁力驱动部件(635)为常规磁力泵结构，磁力驱动部件(635)与电动机(636)连接为磁力离心泵(63)的工作提供转动力矩。
5.根据权利要求1所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述气擦洗组件(7)包括移动单元(71)、气泵(72)、气管(73)、喷头(74)和集尘缸(75)；所述移动单元(71)在内循环液体的高压冲击力作用下带动气泵(72)上下移动，所述气泵(72)进气口处与气管(73)相连，气泵(72)控制压缩空气的压力小于0.2MPa；所述喷头(74)与气泵(72)固定连接，喷头(74)出口的形状设置为键形，且键形喷头(74)的内壁两端倾斜，使喷头(74)喷射气体具有120°的角度范围；所述集尘缸(75)固定安装于移动组件下方，收集气擦洗组件(7)清理掉的杂质，进而防止杂质再次进入内循环。
6.根据权利要求5所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述移动单元(71)包括支撑板(711)、滑杆(712)、齿轮(713)、叶片(714)和齿条(715)；所述支撑板(711)的上端与固定架(51)的下方固定连接，支撑板(711)的一侧开设有供滑杆(712)滑动的键形环状滑槽(7111)，键形环状滑槽(7111)的底端开有凹槽(7112)，凹槽(7112)将滑杆(712)限位在支撑板(711)内；所述齿轮(713)与叶片(714)固定安装在滑杆(712)上，所述叶片(714)在液体的冲击力作用下转动，带动齿轮(713)在支撑板(711)的一侧安装的齿条(715)上啮合转动。
7.根据权利要求6所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述滑杆(712)的一端设置有圆柱形凸起(7121)，圆柱形凸起(7121)的直径值与支撑板(711)上的凹槽(7112)宽度值相同，圆柱形凸起(7121)使滑杆(712)在支撑板(711)内限位滑动的同时在支撑板(711)的键形环状滑槽(7111)内转动。
8.根据权利要求6所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述支撑板(711)远离催化反应装置的一侧开设有矩形滑槽(7...
【技术特征摘要】
1.一种生物酶用内循环催化反应器，包括壳体(1)、加热板(2)、检测组件(3)和显示控制器(4)，所述壳体(1)内壁均匀地安装有用于控制温度的加热板(2)，所述检测组件(3)安装于壳体(1)内壁用来检测酶反应的数据；其特征在于：还包括催化反应组件(5)、内循环机构(6)和气擦洗组件(7)，所述催化反应组件(5)利用内循环机构(6)形成的膜的内外压力差同时完成酶的反应和杂质的过滤过程，内循环机构(6)通过抽取和泵出催化反应组件(5)中流出的液体的方式对反应液体进行内循环，气擦洗组件(7)通过采用喷射气体的方式形成冲击力对催化反应组件(5)进行清洁。
2.根据权利要求1所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述催化反应组件(5)包括固定架(51)、固定板(52)、封胶塑件(53)、膜丝(54)和固定塑件(55)；所述固定架(51)圆形阵列地固定安装在壳体(1)内壁上方，固定架(51)的形状为“l”形，固定架(51)的下端开设有使固定板(52)固定的矩形槽(511)，所述固定板(52)的外侧圆形阵列地开有与固定架(51)对应的槽，固定板(52)在固定架(51)的矩形槽(511)内转动，使固定板(52)卡在固定架(51)内；所述膜丝(54)的上端和下端分别固定安装在封胶塑件(53)和固定塑件(55)中。
3.根据权利要求1所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述内循环机构(6)包括集液缸(61)、连接管(62)和磁力离心泵(63)；所述集液缸(61)固定安装在催化反应组件(5)的下方，集液缸(61)为上方开口的圆柱形；所述连接管(62)同心固定安装于集液缸(61)底部，且连接管(62)与集液缸(61)相通，连接管(62)的内壁倾斜一定角度使连接管(62)内壁呈“漏斗”状，“漏斗”状连接管(62)内壁使集液缸(61)收集的液体速度增大并输送至磁力离心泵(63)内。
4.根据权利要求3所述的一种生物酶用内循环催化反应器，其特征在于：所述磁力离心泵(63)包括泵壳(631)、进水口(632)、滤网(633)、出水口(634)、磁力驱动部件(635)和电动机(636)；所述泵壳(631)顶部中心固定安装有进水口(632)，所述进水口(632)的内壁倾斜呈“漏斗”状，进水口(632)上方入口的内壁处阵列设置有“v”形凸起，所述滤网(633)的外侧阵列开有“v”形槽，“v”形槽使滤网(633)滑动至“v”形凸起与进水口(632)倾斜部分形成的卡槽处卡紧固定；所述出水口(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄明辉，袁丽，路培超，丁俊杰，文双，顾波，
申请(专利权)人：江苏泰瑞特医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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