[实用新型]一种固定化酶反应装置

说明书

本申请提供了一种固定化酶反应装置，包括：主体，以及可拆卸地安装在主体上并通过连通管道依次连通的原料罐、酶解罐、降解液储罐和脱色罐；降解液储罐与脱色罐之间设有超滤装置，经超滤装置超滤后的小分子降解液进入脱色罐中脱色，而被截留的大分子降解液流回至原料罐进行二次酶解；降解液储罐内还设有控制超滤装置启动和/或停止运行的液位开关，超滤装置在降解液储罐内的降解液高于设定液位时启动运行，低于设定液位时停止运行。本申请提供的固定化酶反应装置，其安装与操作简便，还可以保证底物的完全降解，提高原料的利用率，以及酶解产物的分子量均一性和纯度。

技术领域

本实用新型涉及酶解反应器技术领域，具体涉及一种固定化酶反应装置。

背景技术

固定化酶技术是用物理或化学手段，将游离酶封锁住固体材料或限制在一定区域内进行活跃的、特有的催化作用，并可回收长时间使用的一种技术。使用固定化酶技术进行催化反应，一方面利于酶的回收利用，减少资源浪费；另一方面可以简化产物的纯化工艺，降低能耗。

以固定化酶作为催化剂进行酶促反应的装置叫固定化酶反应器。现有的固定化酶反应器的形式很多，根据进料和出料的方式，可概括分为间歇式和连续式两大类，连续式又有两种基本形式：连续流动搅拌罐式反应器和填充床反应器；还有一些衍生形式：连续流动搅拌罐-超滤膜反应器、循环反应器和流化床反应器等。但是，搅拌式的反应器容易破坏酶的结构，从而降低固定化酶的酶活。此外，现有的固定化酶反应器对底物原料的利用率较低，无法保证底物能够完全降解，降解液的稳定性和纯度较低。

现有技术中也提供了多种能够用于酶解的反应装置，例如CN110437974A公开了一种酶解-膜过滤循环装置，该方案采用酶解后使用膜过滤组件超滤的方法获得了小分子量的贝类多肽，然而开放式的酶解池却容易产生污染的问题；CN207699588U公开了一种固定化酶反应装置，该方案将固定化酶与反应液分开，能够避免固定化酶受到搅拌器的剪切力；CN206232737U公开了一种固定化酶反应装置，该方案将固定化酶装载在多孔圆片上，通过提高底物和固定化酶的接触面积提高酶解效果；CN204509351U公开了一种酶反应自动装置系统，通过设置充满酶液的树脂柱提升酶解效果。上述方案在一定程度上能够提高固定化酶的酶解效果，但酶解后的降解液分子粒径并不均匀，无法解决降解液的稳定性和纯度较低的问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请旨在提供一种操作简单、能够有效提高原料利用率、以及酶解产物的分子量均一性和纯度的固定化酶反应装置，该反应装置包括：

主体，以及可拆卸地安装在所述主体上并通过连通管道依次连通的原料罐、酶解罐、降解液储罐和脱色罐；所述酶解罐内装填有固定化酶，所述原料罐中的底物在酶解罐中被固定化酶降解后进入降解液储罐，再经脱色罐脱色后排出；所述降解液储罐与脱色罐之间设有超滤装置，经所述超滤装置超滤后的小分子降解液进入脱色罐中脱色，而被截留的大分子降解液流回至原料罐进行二次酶解；所述降解液储罐内还设有控制所述超滤装置启动和/或停止运行的液位开关，所述超滤装置在降解液储罐内的降解液高于设定液位时启动运行，低于设定液位时停止运行。

在具有上述设置的固定化酶反应装置中，四个罐体可以通过主体实现各自独立的同时又能够一体化设置，并且四个罐体分别与主体是可拆卸连接的，如此设置既有利于简化反应装置的结构，提高拆装便捷度，又使得反应装置在具体操作时可以直接向罐体内装填或倒出物料，简化操作步骤。在一种实施方式中，部分用于连通各罐体的连通管道位于主体的内部，另一部分连通管道独立于主体地设置在两个罐体之间，优选的，设置于两个罐体之间的连通管道与罐体也是可拆卸连接的。

与此同时，上述固定化酶反应装置还能够在将酶解后的降解液进行循环多次地降解，超滤装置内液位开关的设置使该装置具有较高的自动化程度，并且能够获得分子量均一且无杂质的降解液，有效提高了固定化酶的利用率。