[实用新型]一种负压喷淋式酶转化反应器

说明书

本实用新型公开了一种负压喷淋式酶转化反应器，包括罐体、罐侧下部物料出口、罐侧上部物料进口以及位于罐体内的搅拌器，物料出口和物料进口之间通过管道连接位于罐体外的循环泵；罐体的内壁固定有一喷淋孔板，将罐体内部分成上下两部分，喷淋孔板位于物料出口与物料进口之间；罐体顶部开有一真空口，真空口连接罐体外部的真空泵。通过在物料出口与物料进口设置循环管道，可以将所有的物料都驱赶到一个流动的状态，杜绝罐内死角的存在，通过在反应器内增设喷淋孔板和上下搅拌桨，使得循环回罐体内的物料以喷淋方式与罐体内物料混合，扩大了物料表面/物料体积的比值，极大的提高了低沸点物质的逃逸速度，从而加快酶反应的速度，减少酶的使用量。

技术领域

本实用新型涉及生物化工设备领域，具体涉及一种用于工业化生产的负压喷淋式酶转化反应器。

背景技术

一般情况下，酶转化反应是一个平衡体系，及时的移走反应产物，是优化反应条件的重要步骤；但在如今的生物化工领域，由于缺少专门设计的设备、绝大多数的工业过程仍旧在使用传统的反应罐，这些传统的设备无法对产物做到有效地及时的分离，结果导致工业化过程中酶活被抑制，难以实现酶转化反应原本应有的快速与高效。

目前，有越来越多的化学品正在由化学合成的生产方法转变为用生物方法制造，设计一些专门的反应器对推动产业升级方面，会起到重要的作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种负压喷淋式酶转化反应器，通过使用喷淋方式扩大物料表面/物料体积的比值，提高低沸点物质的逃逸速度，加快酶反应的速度，减少酶的使用量。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种负压喷淋式酶转化反应器，包括罐体、罐侧下部物料出口、罐侧上部物料进口以及位于罐体内的搅拌器，所述物料出口和物料进口之间通过管道连接位于罐体外的循环泵；所述罐体的内壁固定有一喷淋孔板，将罐体内部分成上下两部分，喷淋孔板位于物料出口与物料进口之间；罐体顶部开有一真空口，真空口连接罐体外部的真空泵。

在实际的生产过程中，物料通过旁路进料阀门，由循环泵泵入罐体内的喷淋孔板上部。物料在自身重力，搅拌器的扰动力的共同作用下通过喷淋孔板进入到罐体的下部。在此过程中物料以垂直线条状作自由落体运动，这些垂直线条增加了物料的表面积。在此过程中物料中的低沸点产物在增加的物料表面积与负压的双重作用下会加速脱离液态物料进入气相状态。

进一步地，所述搅拌器包括底部搅拌桨和上部搅拌桨，上部搅拌桨位于喷淋孔板上部；底部搅拌桨和上部搅拌桨设置在同一根螺杆上，螺杆贯穿喷淋孔板并连接罐体顶部的电机。通过设置上下两个搅拌桨，从而实现对喷淋孔板上下的物料分别充分搅拌。

优选地，所述喷淋孔板上的孔径为1.0～8.0mm，孔径的大小随物料的粘度而变化，喷淋孔板的下部有放射状的加强筋用以保障喷淋孔板的平整性。

进一步地，所述真空口和真空泵之间通过管道连接有接收罐，用于收集被冷凝后液化的低沸点产物。

更进一步地，所述真空口与接收罐之间的管道上设置有冷凝器，用于冷凝气态的低沸点产物。

优选地，所述上部搅拌桨与喷淋孔板之间的距离不大于5mm，底部搅拌桨与罐体底部之间的距离不大于5mm。

所述上部搅拌桨和底部搅拌桨的直径为罐体内径的9-99％。

所述螺杆在罐体顶部贯穿处设置有机械密封。

所述物料出口、物料进口和真空口处均对应设有控制阀门。

所述罐体的高径比在0.1～10.0之间，优选1.0～7.0，更有选2.0～5.0之间。

有益效果：