[发明专利]一种仿生连续水解反应系统及其进行酶解的方法

权利要求书

1.一种仿生连续水解反应系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进料装置(1)、动力装置(2)、仿生反应器(9)和出料装置(8)；

所述仿生反应器(9)包括多个串联连接的酶反应段(40)，每个酶反应段的腔体内壁间隔设置有若干凸起单元，以增加腔体单位反应面积、加速腔体内反应物的混合和提高酶解反应效率，并且在每个酶反应段的腔体内壁负载有多巴胺与聚乙烯亚胺共沉积涂层，在涂层的外表面负载有酶催化层；每个酶反应段的外表面设置有保温层；

每个酶反应段均设置为能拆解结构，能拆解结构用以实现对酶反应段进行拆解，以便对酶反应段内部的酶催化层进行查看。

2.根据权利要求1所述的仿生连续水解反应系统，其特征在于，每个酶反应段均连接有采集装置，所述采集装置用于对酶反应段腔体内反应物进行采集，并将采集物输送给分析处理装置，所述分析处理装置与动力装置(2)连接，所述分析处理装置对采集物的成分进行分析，以监控各酶反应段内部的催化反应情况，进而调控所述动力装置(2)的输出功率。

3.根据权利要求1或2所述的仿生连续水解反应系统，其特征在于，所述仿生反应器(9)包括三个串联连接的酶反应段(40)；与动力装置(2)连接的酶反应段是漆酶反应段(3)，与出料装置(8)连接的酶反应段是纤维素酶反应段(6)，连接在漆酶反应段(3)与纤维素酶反应段(6)之间的酶反应段为半纤维素酶反应段；所述漆酶反应段负载的酶催化层为漆酶催化层，所述半纤维素酶反应段负载的酶催化层为半纤维素酶催化层，所述纤维素酶反应段负载的酶催化层为纤维素酶催化层。

4.根据权利要求3所述的仿生连续水解反应系统，其特征在于，所述仿生反应器还包括预热反应段，所述预热反应段位于所述漆酶反应段与半纤维素酶反应段之间。

5.根据权利要求1或2所述的仿生连续水解反应系统，其特征在于，所述多巴胺与聚乙烯亚胺共沉积层是将一定浓度的多巴胺与聚乙烯亚胺的混合溶液以预设流速充满酶反应段内腔，然后在持续流通预设时间后，冲洗酶反应段，再对酶反应段干燥处理后制得。

6.根据权利要求5所述的仿生连续水解反应系统，其特征在于：所述酶催化层是将含酶溶液通入具有多巴胺与聚乙烯亚胺共沉积层的酶反应段内腔，在室温条件下孵育，之后用缓冲溶液冲洗反应段以去除未结合的酶，获得酶催化层。

7.一种采用权利要求1至6中任一项所述的一种仿生连续水解反应系统进行酶解的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将一定浓度的木质纤维素浆液加入至进料装置，所述木质纤维素浆液为木质纤维素颗粒与缓冲溶液的混合溶液；

启动动力装置，将所述进料装置中的木质纤维素浆液输送至仿生反应器的每个酶反应段，每个酶反应段负载的酶催化层对混合溶液进行相应的酶解反应；

根据木质纤维素浆液浓度、各个酶反应段的长度来确定在各个酶反应段的持续反应时间，反应完成后通过出料装置对固液相产物进行收集。

8.根据权利要求7所述的一种仿生连续水解反应系统进行酶解的方法，其特征在于，所述木质纤维素浆液的浓度为5-50g/L，所述缓冲溶液的pH值为3-7的柠檬酸-柠檬酸钠混合溶液。