[实用新型]一种连续转化系统

说明书

本实用新型属于酶工程领域，具体涉及一种连续转化系统，包括：底物罐菌泥罐、共混器、转化罐、转化维持罐和沉降罐，底物罐和菌泥罐的出料口经由管路连接至共混器的进料口，共混器的出料口接入转化罐的进料口，转化罐、转化维持罐和沉降罐上下游顺序连接布置，沉降罐上设置的菌泥排料口经由管路连接至共混器的进料口和/或菌泥罐，满足大规模连续化生产需求。采用上述方案，底物与菌泥在进入转化罐前先在共混器中充分混合，以及在转化罐内设置环形隔板和多级搅拌器，使得转化更均匀；设置转化维持罐可以确保底物与酶的接触时间，进一步提高酶的转化率；沉降罐中的菌泥返回至共混器或菌泥罐中以回收利用，大大提高了酶的利用率，降低了生产成本。

技术领域

本实用新型属于酶工程领域，具体涉及一种连续转化系统。

背景技术

酶作为一种生物催化剂，因其具有催化高度专一性、催化条件温和、无污染等特点，以及酶工程不断的技术性突破，使得酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。但是，传统的酶转化设备结构简单，工艺不够创新，常采用单罐式的转化过程，不仅成本高、效率低，还无法实现高效的连续化生产。

名称为“一种连续转化果糖制备阿洛酮糖的装置”的实用新型专利(CN 215480956U)，该装置使用固定化酶反应器，从而避免了游离酶稳定性差、需要低温保存、制酶周期短、能耗较大的问题，还可根据需要料液运行情况、生产条件等，将固定化酶反应器设置为一节或多节串联的固定化酶柱；同时，通过设置循环罐，可对循环罐内料液进行取样检测，当循环罐内料液组分不合格，循环罐内料液重新进入固定化酶反应器内反应，当循环罐内料液组分合格，循环罐内料液通过出料管道进入下一工序，新的料液再经过固定化酶反应器进入循环罐，重复上述操作，实现阿洛酮糖的连续生产制备。然而该方案中，底物和菌泥进入酶反应器混合不均匀，且其酶反应器为多节串联结构，设置搅拌装置困难，使得反应速率缓慢；循环罐内倒是有搅拌器，然却容易引起罐内流体湍流，影响菌泥活性以及酶的产生速率，从而影响整个反应的转化率。

名称为“一种苯甘氨酸的连续生产及酶回收装置”的实用新型专利(CN 211255950U)，包括酶反应器、酶分离器和产物储罐；所述酶反应器包括罐体和设置在罐体内的搅拌器，在罐体的顶部设置有酶加入口、原料进口，在罐体的底部设置有反应液出口，所述搅拌器包括矩形支撑框体和设置在矩形支撑框体两个竖向边框上的螺旋搅拌叶片；所述酶分离器包括壳体、从上到下依次设置在壳体内的上腔室、膜管腔和下腔室，所述下腔室的中部设置有分隔板，将下腔室分为左侧的进液腔和右侧的出液腔，所述进液腔通过管道与酶反应器的反应液出口相连，在该管道上设有加压泵，所述出液腔通过管道与所述酶反应器的酶加入口相连，在该管道上设有酶回收泵；在膜管腔内设置有陶瓷膜管，位于左侧的陶瓷膜管的下端与进液腔相连通，位于右侧的陶瓷膜管的下端与出液腔相连通，各陶瓷膜管的上端均与上腔室连通，在膜管腔的侧壁上设有产物出口，所述产物出口通过管道与产物储罐相连。其方案虽然提高了菌泥的利用率，却大大降低了菌泥的分离效率，且需要使用大量成本极高的陶瓷过滤膜，给企业带来巨大的经济压力。

实用新型内容

本实用新型提供一种连续转化系统，解决单罐式酶转化过程中出现的酶转化过程不均匀和成本高的问题，并且还能完全满足大规模连续化生产的需求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种连续转化系统，包括：底物罐、菌泥罐、共混器、转化罐、转化维持罐和沉降罐；底物罐和菌泥罐的出料口经由管路连接至共混器进料口，共混器的出料口接入转化罐进料口，转化罐、转化维持罐和沉降罐上下游顺序连接布置，沉降罐上设置的菌泥排料口经由管路连接至共混器进料口和/或菌泥罐。

优选地，沉降罐进料口设于沉降罐罐底一侧或邻近罐底处，产物出口设置在沉降罐罐顶，沉降罐罐底设有菌泥排料口，隔板将进料口与菌泥排料口分隔开来；所述菌泥排料口还连接有废液排出管道。

优选地，沉降罐内部的隔板的上部向沉降罐进料口一侧倾斜，构成上部区域大、底部区域小的菌泥聚集区。

优选地，所述菌泥聚集区处设有搅拌单元。