一种新型酶和细胞固定化反应器的制作方法

本发明涉及生物材料催化反应领域，具体是一种新型酶和细胞固定化反应器。

背景技术：

在生化反应中，利用酶和细胞作为生物催化剂，可极大提升生化反应效率，且酶的活性具有一定的可调控性，可控制生化反应过程，并且无需消耗大量能源，但是，催化过程酶与细胞在催化过程中包埋在凝胶中，催化位置固定，催化效率较低，且反应后需要整体将原料与生成品转移，生产效率较低，因此，需要一种设备解决此类问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型酶和细胞固定化反应器，其能够解决上述现在技术中的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明的一种新型酶和细胞固定化反应器，包括机身，所述机身内设有催化腔，所述催化腔底部端壁内设有传动腔，所述传动腔底部端壁内设有动力腔，所述催化腔内设有催化反应快速发生的催化装置，所述催化装置包括设于所述催化腔内的转动轴，所述转动轴内设有旋转腔，所述旋转腔内周向阵列的设有四组搅拌轴，所述搅拌轴靠近所述旋转腔一侧端设有有旋转锥齿轮，所述搅拌轴外壁上设有位于所述催化腔内的凝胶基座，所述凝胶基座外壁上设有固定细胞和酶的絮状凝胶，所述催化腔顶壁内固定设有固定轴，所述固定轴低端设有位于所述旋转腔内且与所述旋转锥齿轮啮合的固定锥齿轮，所述转动轴低端设有位于所述循环泵内的从动齿轮，所述传动腔内设有从动轴，所述从动轴顶端设有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮，所述从动轴底端设有位于所述动力腔内的副锥齿轮，所述动力腔内设有主动轴，所述主动轴前端设有与所述副锥齿轮啮合的正锥齿轮，所述主动轴后端设有蜗轮，所述动力腔内设有动力机构，所述动力机构包括设于所述动力腔右壁内的电动机，所述动力腔内设有驱动轴，所述驱动轴右端与所述电动机动力连接，所述驱动轴外壁上设有位于所述动力腔内且与所述蜗轮啮合的蜗杆，所述动力腔左壁内设有循环腔，所述驱动轴左端设有位于所述循环腔内的动力齿轮；有利于催化该设备内的生化反应快速发生，提高反应效率。

作为优选地技术方案，所述催化腔顶壁内设有左右对称的原料腔，所述原料腔与所述催化腔之间通过落料管连通，所述落料管内设有原料输送装置，所述原料输送装置包括设于所述落料管内的蝶阀，所述催化腔左右两侧内壁内设有左右对称的皮带腔，所述落料管靠近所述皮带腔一侧壁内设有滑动腔，所述滑动腔内设有开闭轴，所述开闭轴靠近所述落料管一端与所述蝶阀固连，所述开闭轴远离所述落料管一端设有位于所述滑动腔内的开闭齿轮，所述滑动腔内可滑动的设有与所述开闭齿轮啮合的齿条，所述齿条顶端与所述滑动腔顶壁之间弹性设有弹簧，所述滑动腔内设有凸轮轴，所述凸轮轴靠近所述滑动腔一端设有位于所述滑动腔内的凸轮，所述凸轮轴远离所述滑动腔一端设有位于所述皮带腔内的从动带轮，所述皮带腔内设有延伸轴，所述延伸轴远离所述传动腔一端设有位于所述皮带腔内的主动带轮，所述主动带轮与所述从动带轮之间传动设有皮带，所述延伸轴靠近所述传动腔一端设有位于所述传动腔内的从动锥齿轮，所述从动轴外壁上设有位于所述传动腔内且与所述从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述原料输送装置有利于不断将原料输送至所述催化腔内，保证生化反应的持续进行。

作为优选地技术方案，所述循环腔内设有材料循环系统，所述材料循环系统包括设于所述机身左侧的分离釜，所述循环腔右壁内设有卸料泵，所述卸料泵与所述催化腔低端之间通过排料管连通，所述卸料泵与所述分离釜顶端之间通过所述进料管连通，所述循环腔左壁内设有循环泵，所述循环泵与所述分离釜低端之间通过入料管连通，所述循环泵与所述催化腔顶端之间通过所述出料管连通，所述循环腔内设有泵轴，所述泵轴右端与所述卸料泵动力连接，所述泵轴左端与所述循环泵动力连接；所述材料循环系统有利于分离已经生成的生化材料，并且便于将未参与反应的原料循环使用，提高材料的利用率。

本发明的有益效果是：当使用该设备时，所述电动机开始工作并通过所述驱动轴带动所述蜗杆以及所述动力齿轮转动，所述蜗杆带动所述蜗轮转动的，所述蜗轮带动所述主动轴转动，所述主动轴带动所述副锥齿轮转动，所述副锥齿轮带动所述从动轴转动，所述从动轴带动所述主动齿轮转动，所述主动齿轮带动所述从动齿轮转动，所述从动齿轮带动所述转动轴转动，所述转动轴带动所述搅拌轴绕所述转动轴的轴线转动，同时，所述固定锥齿轮带动所述旋转锥齿轮转动，所述旋转锥齿轮带动所述搅拌轴转动，所述搅拌轴带动所述凝胶基座绕所述搅拌轴的轴线转动，进而絮状凝胶充分与原料接触，催化原料发生反应；

与此同时，所述从动轴带动所述主动锥齿轮转动，所述主动锥齿轮带动所述从动锥齿轮转动，所述从动锥齿轮带动所述延伸轴转动，所述延伸轴带动所述主动带轮转动，所述主动带轮带动所述从动带轮转动，所述从动带轮带动所述凸轮轴转动，所述凸轮轴带动所述凸轮转动，所述凸轮带动所述齿条向上滑动，所述齿条带动所述开闭齿轮转动，所述开闭齿轮带动所述蝶阀转动。所述落料管打开，所述原料腔内的原料进入所述催化腔内，进而保证生化反应持续发生；

同时，所述动力齿轮带动所述泵用齿轮转动，所述泵用齿轮带动所述卸料泵工作，进而将催化腔内原料与生成品输送至所述分离釜内，所述分离釜将原料与生成品分离，所述泵轴带动所述循环泵工作，所述循环泵将所述分离釜内的原料重新送入所述催化腔内，提高原料的利用率。

本发明的设备结构简单，性能可靠，便于安装及维护检修，并且该设备可充分将原材料进行混合，并在混合同时保证含有酶和细胞的絮状凝胶充分与原料接触，提高反应器内的生化反应速率，而且，该设备可将原料与生成品的混合溶液分离，并将分离后的原料重新送入反应器内，提高原材料的利用效率，因此该设备具有较高的使用和推广价值。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的一种新型酶和细胞固定化反应器整体结构示意图；

图2为图1中a的结构示意图；

图3为图2中b的结构示意图；

图4为图2中c的结构示意图；

图5为图1中d的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本发明的一种新型酶和细胞固定化反应器，包括机身12，所述机身12内设有催化腔16，所述催化腔16底部端壁内设有传动腔19，所述传动腔19底部端壁内设有动力腔20，所述催化腔16内设有催化反应快速发生的催化装置，所述催化装置包括设于所述催化腔16内的转动轴35，所述转动轴35内设有旋转腔61，所述旋转腔61内周向阵列的设有四组搅拌轴18，所述搅拌轴18靠近所述旋转腔61一侧端设有有旋转锥齿轮62，所述搅拌轴18外壁上设有位于所述催化腔16内的凝胶基座32，所述凝胶基座32外壁上设有固定细胞和酶的絮状凝胶33，所述催化腔16顶壁内固定设有固定轴17，所述固定轴17低端设有位于所述旋转腔61内且与所述旋转锥齿轮62啮合的固定锥齿轮63，所述转动轴35低端设有位于所述循环泵29内的从动齿轮36，所述传动腔19内设有从动轴38，所述从动轴38顶端设有与所述从动齿轮36啮合的主动齿轮37，所述从动轴38底端设有位于所述动力腔20内的副锥齿轮42，所述动力腔20内设有主动轴44，所述主动轴44前端设有与所述副锥齿轮42啮合的正锥齿轮43，所述主动轴44后端设有蜗轮45，所述动力腔20内设有动力机构，所述动力机构包括设于所述动力腔20右壁内的电动机47，所述动力腔20内设有驱动轴21，所述驱动轴21右端与所述电动机47动力连接，所述驱动轴21外壁上设有位于所述动力腔20内且与所述蜗轮45啮合的蜗杆46，所述动力腔20左壁内设有循环腔27，所述驱动轴21左端设有位于所述循环腔27内的动力齿轮26；有利于催化该设备内的生化反应快速发生，提高反应效率。

有益地，所述催化腔16顶壁内设有左右对称的原料腔14，所述原料腔14与所述催化腔16之间通过落料管15连通，所述落料管15内设有原料输送装置，所述原料输送装置包括设于所述落料管15内的蝶阀51，所述催化腔16左右两侧内壁内设有左右对称的皮带腔49，所述落料管15靠近所述皮带腔49一侧壁内设有滑动腔55，所述滑动腔55内设有开闭轴52，所述开闭轴52靠近所述落料管15一端与所述蝶阀51固连，所述开闭轴52远离所述落料管15一端设有位于所述滑动腔55内的开闭齿轮53，所述滑动腔55内可滑动的设有与所述开闭齿轮53啮合的齿条56，所述齿条56顶端与所述滑动腔55顶壁之间弹性设有弹簧54，所述滑动腔55内设有凸轮轴59，所述凸轮轴59靠近所述滑动腔55一端设有位于所述滑动腔55内的凸轮57，所述凸轮轴59远离所述滑动腔55一端设有位于所述皮带腔49内的从动带轮60，所述皮带腔49内设有延伸轴41，所述延伸轴41远离所述传动腔19一端设有位于所述皮带腔49内的主动带轮48，所述主动带轮48与所述从动带轮60之间传动设有皮带50，所述延伸轴41靠近所述传动腔19一端设有位于所述传动腔19内的从动锥齿轮39，所述从动轴38外壁上设有位于所述传动腔19内且与所述从动锥齿轮39啮合的主动锥齿轮40，所述原料输送装置有利于不断将原料输送至所述催化腔16内，保证生化反应的持续进行。

有益地，所述循环腔27内设有材料循环系统，所述材料循环系统包括设于所述机身12左侧的分离釜11，所述循环腔27右壁内设有卸料泵24，所述卸料泵24与所述催化腔16低端之间通过排料管23连通，所述卸料泵24与所述分离釜11顶端之间通过所述进料管22连通，所述循环腔27左壁内设有循环泵29，所述循环泵29与所述分离釜11低端之间通过入料管30连通，所述循环泵29与所述催化腔16顶端之间通过所述出料管31连通，所述循环腔27内设有泵轴25，所述泵轴25右端与所述卸料泵24动力连接，所述泵轴25左端与所述循环泵29动力连接；所述材料循环系统有利于分离已经生成的生化材料，并且便于将未参与反应的原料循环使用，提高材料的利用率。

当使用该设备时，所述电动机47开始工作并通过所述驱动轴21带动所述蜗杆46以及所述动力齿轮26转动，所述蜗杆46带动所述蜗轮45转动的，所述蜗轮45带动所述主动轴44转动，所述主动轴44带动所述副锥齿轮42转动，所述副锥齿轮42带动所述从动轴38转动，所述从动轴38带动所述主动齿轮37转动，所述主动齿轮37带动所述从动齿轮36转动，所述从动齿轮36带动所述转动轴35转动，所述转动轴35带动所述搅拌轴18绕所述转动轴35的轴线转动，同时，所述固定锥齿轮63带动所述旋转锥齿轮62转动，所述旋转锥齿轮62带动所述搅拌轴18转动，所述搅拌轴18带动所述凝胶基座32绕所述搅拌轴18的轴线转动，进而絮状凝胶33充分与原料接触，催化原料发生反应；

与此同时，所述从动轴38带动所述主动锥齿轮40转动，所述主动锥齿轮40带动所述从动锥齿轮39转动，所述从动锥齿轮39带动所述延伸轴41转动，所述延伸轴41带动所述主动带轮48转动，所述主动带轮48带动所述从动带轮60转动，所述从动带轮60带动所述凸轮轴59转动，所述凸轮轴59带动所述凸轮57转动，所述凸轮57带动所述齿条56向上滑动，所述齿条56带动所述开闭齿轮53转动，所述开闭齿轮53带动所述蝶阀51转动。所述落料管15打开，所述原料腔14内的原料进入所述催化腔16内，进而保证生化反应持续发生；

同时，所述动力齿轮26带动所述泵用齿轮28转动，所述泵用齿轮28带动所述卸料泵24工作，进而将催化腔16内原料与生成品输送至所述分离釜11内，所述分离釜11将原料与生成品分离，所述泵轴25带动所述循环泵29工作，所述循环泵29将所述分离釜11内的原料重新送入所述催化腔16内，提高原料的利用率。

本发明的有益效果是：当使用该设备时，所述电动机开始工作并通过所述驱动轴带动所述蜗杆以及所述动力齿轮转动，所述蜗杆带动所述蜗轮转动的，所述蜗轮带动所述主动轴转动，所述主动轴带动所述副锥齿轮转动，所述副锥齿轮带动所述从动轴转动，所述从动轴带动所述主动齿轮转动，所述主动齿轮带动所述从动齿轮转动，所述从动齿轮带动所述转动轴转动，所述转动轴带动所述搅拌轴绕所述转动轴的轴线转动，同时，所述固定锥齿轮带动所述旋转锥齿轮转动，所述旋转锥齿轮带动所述搅拌轴转动，所述搅拌轴带动所述凝胶基座绕所述搅拌轴的轴线转动，进而絮状凝胶充分与原料接触，催化原料发生反应；

与此同时，所述从动轴带动所述主动锥齿轮转动，所述主动锥齿轮带动所述从动锥齿轮转动，所述从动锥齿轮带动所述延伸轴转动，所述延伸轴带动所述主动带轮转动，所述主动带轮带动所述从动带轮转动，所述从动带轮带动所述凸轮轴转动，所述凸轮轴带动所述凸轮转动，所述凸轮带动所述齿条向上滑动，所述齿条带动所述开闭齿轮转动，所述开闭齿轮带动所述蝶阀转动。所述落料管打开，所述原料腔内的原料进入所述催化腔内，进而保证生化反应持续发生；

同时，所述动力齿轮带动所述泵用齿轮转动，所述泵用齿轮带动所述卸料泵工作，进而将催化腔内原料与生成品输送至所述分离釜内，所述分离釜将原料与生成品分离，所述泵轴带动所述循环泵工作，所述循环泵将所述分离釜内的原料重新送入所述催化腔内，提高原料的利用率。

本发明的设备结构简单，性能可靠，便于安装及维护检修，并且该设备可充分将原材料进行混合，并在混合同时保证含有酶和细胞的絮状凝胶充分与原料接触，提高反应器内的生化反应速率，而且，该设备可将原料与生成品的混合溶液分离，并将分离后的原料重新送入反应器内，提高原材料的利用效率，因此该设备具有较高的使用和推广价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。