[发明专利]油酯催化分离两相酶－膜生物反应器及其制备和应用

权利要求书

1、一种油酯催化分离两相酶-膜生物反应器，其特征在于：

(1)该反应器的超细纤维复合膜包含有羧基或氨基的功能性聚膦腈，其分子量为50～150万，纤维直径为50～1000nm；

(2)聚膦腈超细纤维复合膜，以聚酯无纺布为支撑材料，将其填装于内外双圆筒形膜具中构成卷式膜器件，有膜内侧和膜外侧；其中，卷式膜器件中的膜内侧纤维表面被活化和酶固定化。

2、权利要求1的油酯催化分离两相酶-膜生物反应器的制备方法，包括以下步骤：

(1)膜器件的制备：将含有羧基或氨基的功能性聚膦腈溶于四氢呋喃或氯仿中制成浓度为1wt％～12wt％的纺丝溶液，注入多通道静电纺丝装置中。在电压为5千伏～30千伏、喷丝头溶液流量为0.1毫升/小时～2.0毫升/小时、接受距离为5厘米～20厘米的条件下进行静电纺丝，汇聚成纤维直径在50～1000nm的复合膜。再以聚酯无纺布为支撑材料，将其填装于内外双圆筒形膜具中构成卷式膜器件。

(2)酶-膜生物反应器的制备：采用错流过滤的方式依次将环氧氯丙烷或戊二醛和pH 7.0的脂肪酶的磷酸缓冲溶液注入膜器件，于20～30℃下在膜器件中进行循环1～3小时，从而实现膜器件中超细纤维表面的活化与酶固定化。

3、权利要求1所述的油酯催化分离两相酶-膜生物反应器应用于催化食用甘油脂水解，其特征在于：将食用甘油脂注入储液瓶(1)中，在搅拌下于20～45℃下的恒温水浴中恒温；将pH为7.0～9.0的磷酸盐缓冲溶液注入储液瓶(2)中，在搅拌下于同样温度的恒温水浴中恒温；同时启动两个循环水泵，使食用甘油脂溶液在膜外侧循环，磷酸盐缓冲溶液在膜内侧循环；采用流量计控制两相流量，并与循环回路后段的阀门一起调节过膜压力，使水解反应在超细纤维复合膜固定化酶催化下进行；在适当的过膜压力下，水解生成的产物脂肪酸和甘油通过分离膜从反应体系中被循环水相萃取分离；同时启动自动电位滴定仪，用0.01mol/L～1.0mol/L的NaOH标准溶液即时中和萃取到水相中的脂肪酸以维持水相pH值恒定。

4、根据权利要求3所述的一种油酯催化分离两相酶-膜生物反应器应用于催化食用甘油脂水解，其特征在于：水相流速为100～350mL/min；有机相流速为50～300mL/min；过膜压力为10～50KPa。