一种提高催化效率的膜式反应器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及酶反应器技术领域，特别涉及一种提高催化效率的膜式反应器。


背景技术：

[0002]
膜反应器是利用膜的分离功能，同时完成反应和分离过程的设备。这是一类仅适合于生化反应的反应器，该类反应器包括固定化酶膜组装的平板状或螺旋卷型反应器、转盘反应器、空心酶管反应器和中空纤维膜反应器等，其中平板状和螺旋卷型反应器具有压降小、放大容易的优点，但现有反应器内单位体积催化剂的有效面积较小，反应速度慢，催化效率较低。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种提高催化效率的膜式反应器，不仅增大了固定化酶膜与反应物料的接触面积，提高反应物料与固定化酶膜的反应速度，而且反应更加成分，催化效率高。
[0004]
为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
[0005]
一种提高催化效率的膜式反应器，包括箱体和固定化酶膜，所述箱体上端为敞口结构，所述箱体一侧设置有回流管，所述回流管的一端与所述箱体一侧靠近底部的位置相连通，所述回流管的另一端水平设置在所述箱体上方，所述回流管朝向所述箱体敞口的一侧均匀设置有出液口，所述回流管上设置有压力泵，所述固定化酶膜设置在所述箱体内，所述固定化酶膜呈向下凹的半球状，所述固定化酶膜上设置有多个突出，所述固定化酶膜上方设置有搅拌装置，所述搅拌装置用于搅拌反应物料。
[0006]
优选的，所述箱体内底壁设置有向所述回流管一侧倾斜的导流板，使穿过固定化酶膜的反应产物通过导流板集中至箱体一侧，通过回流管进行回流。
[0007]
优选的，所述回流管上设置有取样管，所述取样管上设置有取样开关，便于随时取样，检测反应产物的浓度，当浓度符合要求后即可停止循环。
[0008]
优选的，所述固定化酶膜的数量至少为2个，各所述固定化酶膜平行设置，通过多个固定化酶膜进行多次反应，使反应更加充分。
[0009]
优选的，所述搅拌装置包括电机、齿轮箱和搅拌叶，所述电机设置在所述箱体的外侧壁，所述齿轮箱通过固定杆设置在所述固定化酶膜上方，所述齿轮箱的输入端与所述电机的旋转轴相连，所述齿轮箱的输出端与所述搅拌叶相连，通过电机驱动搅拌叶对反应物料进行搅拌，提高反应速率。
[0010]
优选的，所述齿轮箱内设置有相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述电机的旋转轴相连，所述从动锥齿轮与所述搅拌叶相连，通过主动锥齿轮和从动锥齿轮实现改变传动方向，实现搅拌叶的驱动。
[0011]
优选的，所述突出为半球状，增大固定化酶膜的面积，从而增大固定化酶膜与反应物料的接触面积。
[0012]
本实用新型的有益效果：
[0013]
本实用新型现有技术的缺陷，将固定化酶膜设置成向下凹的半球状，同时设置有多个突起，增大了固定化酶膜与反应物料的接触面积，提高反应物料与固定化酶膜的反应速度；同时设置有回流管，通过压力泵将反应后的产物抽取到箱体上方重新与固定化酶膜反应，多次反应以防止反应不充分；此外设置有搅拌装置，反应时充分搅拌反应物料，进一步提高催化反应的速度；本实用新型不仅增大了固定化酶膜与反应物料的接触面积，提高反应物料与固定化酶膜的反应速度，而且反应更加成分，催化效率高。
附图说明
[0014]
图1为本实用新型实施例的结构示意图(透视)；
[0015]
附图标记：1-箱体；11-导流板；2-固定化酶膜；21-突出；3-回流管；31-出液口；4-样管；41-取样开关；5-搅拌装置；51-电机；52-齿轮箱；521-固定杆；522-主动锥齿轮；523-从动锥齿轮；53-搅拌叶；6-压力泵。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0017]
如图1所示，一种提高催化效率的膜式反应器，包括箱体1和固定化酶膜2，所述箱体1上端为敞口结构，所述箱体1一侧设置有回流管3，所述回流管3的一端与所述箱体1一侧靠近底部的位置相连通，所述回流管3的另一端水平设置在所述箱体1上方，所述回流管3朝向所述箱体1敞口的一侧均匀设置有出液口31，所述回流管3上设置有压力泵6，压力泵6可将回流管3内的反应物泵到箱体1上方，所述固定化酶膜2设置在所述箱体1内，所述固定化酶膜2呈向下凹的半球状，所述固定化酶膜2上设置有多个突出21，所述固定化酶膜2上方设置有搅拌装置5，所述搅拌装置5用于搅拌反应物料。
[0018]
本实施例中，所述箱体1内底壁设置有向所述回流管3一侧倾斜的导流板11，使穿过固定化酶膜2的反应产物通过导流板11集中至箱体1一侧，通过回流管3进行回流。
[0019]
本实施例中，所述回流管3上设置有取样管4，所述取样管4上设置有取样开关41，便于随时取样，检测反应产物的浓度，当浓度符合要求后即可停止循环。
[0020]
本实施例中，所述固定化酶膜2的数量至少为2个，各所述固定化酶膜2平行设置，通过多个固定化酶膜2进行多次反应，使反应更加充分。
[0021]
本实施例中，所述搅拌装置5包括电机51、齿轮箱52和搅拌叶53，所述电机51设置在所述箱体1的外侧壁，所述齿轮箱52通过固定杆521设置在所述固定化酶膜2上方，所述齿轮箱52的输入端与所述电机51的旋转轴相连，所述齿轮箱52的输出端与所述搅拌叶53相连，通过电机51驱动搅拌叶53对反应物料进行搅拌，提高反应速率。
[0022]
本实施例中，所述齿轮箱52内设置有相互啮合的主动锥齿轮522和从动锥齿轮523，所述主动锥齿轮522与所述电机51的旋转轴相连，所述从动锥齿轮523与所述搅拌叶53相连，通过主动锥齿轮522和从动锥齿轮523实现改变传动方向，实现搅拌叶53的驱动。
[0023]
本实施例中，所述突出21为半球状，增大固定化酶膜2的面积，从而增大固定化酶膜2与反应物料的接触面积。
[0024]
本实用新型的工作原理：
[0025]
将反应物从箱体1敞口出注入，反应物与设置成向下凹的半球状的固定化酶膜以及突起充分接触后，进行催化反应；同时启动压力泵6，通过压力泵6将反应后的产物抽取到箱体1上方，并通过出液口31重新注入到固定化酶膜2上，与之进行二次反应，如此循环直至反应完全；在反应通过中启动搅拌装置5，反应时充分搅拌反应物料，进一步提高催化反应的速度。
[0026]
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。