[实用新型]一种生物转化反应器

说明书

本实用新型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。

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

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。

实用新型内容

本实用新型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。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：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。

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。

本技术方案的有益效果在于：

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。

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。