本实用新型涉及化工设备技术领域,特别涉及一种用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器。
背景技术:
脂肪酶作为一种特殊的生物催化剂,既可以促进油脂的水解,又可以在一定的条件下加速油脂的合成,发生酯交换反应,被广泛应用于食品、医药和生物柴油等领域。然而,在实际使用过程中,游离酶的使用具有较大的局限性,如酶在热、强酸、强碱、有机溶剂等条件下不够稳定,易失去催化活性,且存在分离纯化困难,难以回收重复使用,造成产品污染及生产成本增加。固定化酶不仅保持了游离酶的高效性和专一性,同时提高了酶的操作稳定性和重复利用率,并降低了生产成本。
随着固定化酶技术的发展,人们研制出了用于两相反应的pickering乳液固定化酶技术,使酶分子具有更好的催化活性和重复利用性能,但是固定化酶在反应过程中,容易造成反应不均匀,反应效率低,而且固定化酶在催化使用一定次数后,由于不易更换添加新的固定化酶,而往往需要将承载酶的载体一起丢弃,造成浪费。
技术实现要素:
有鉴于此,本实用新型旨在提出一种用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器,以可便于pickering乳液固定化酶的更换。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器,包括:
反应器壳体,所述反应器壳体呈圆筒形,于所述反应器壳体上设有进液口和排液口;
驱动装置,设于所述反应器壳体上,于所述驱动装置的动力输出端连接有搅拌轴,于所述搅拌轴的两端可拆卸连接有搅拌叶片;
固定化酶承载组件,所述固定化酶承载组件可拆卸套设于所述搅拌轴上,并位于两组所述搅拌叶片之间,且所述固定化酶承载组件包括载有固定化酶的承载盒,于所述承载盒上形成有若干通孔,所述通孔的直径小于所述固定化酶的直径。
进一步的,所述固定化酶承载组件还包括套装于所述搅拌轴上的连接轴套,及与连接轴套螺接的安装板,所述承载盒可拆卸连接于所述安装板上。
进一步的,所述承载盒的安装方向垂直于所述搅拌轴的轴向。
进一步的,所述安装板的横截面呈圆形,且所述安装板为沿所述连接轴套的周向设置的多个。
进一步的,所述承载盒为设置在所述安装板上的多个,且多个所述承载盒沿所述安装板的轴向均布设置。
进一步的,于所述搅拌轴的上端和下端分别套设有搅拌叶片,于所述搅拌轴的下端构造有轴肩,以构成对位于下端的所述搅拌叶片的轴向上的限位,于所述搅拌轴的周向构造有周向定位孔,以构成对所述搅拌叶片的周向定位。
进一步的,于所述搅拌轴的上端构造有螺纹段,位于上端的所述搅拌叶片的一端可抵紧于所述固定化酶承载组件,另一端可经螺接在所述螺纹段的端盖固定。
进一步的,位于所述搅拌轴上的两个所述搅拌叶片对称设置,以可构成对所述反应器壳体内的反应液向所述反应器壳体的中部翻转。
相对于现有技术,本实用新型具有以下优势:
(1)本实用新型所述的用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器,通过设置的可拆卸连接的搅拌叶片和可拆卸连接的固定化酶承载组件,以便于对承载在承载盒内的固定化酶进行更换,同时具有较好的搅拌效果,从而使得固定化酶更充分的发挥催化作用,并有着较好的使用效果。
(2)通过设置的连接套和安装板,以便于为承载盒提供安装基础。
(3)设置承载盒的安装方向与搅拌轴的轴向垂直,从而使得承载盒可大面积的与反应器壳体内的反应液接触。
(4)设置安装板为环搅拌轴的轴线螺接在连接轴套上的多个,一方面便于使得搅拌轴在转动时受力均匀,另一方面可承载较多的固定化酶,同时设置的安装板在一定程度上,可提高反应液的搅拌效果。
(5)设置的轴肩及周向定位孔,以便于对位于下端的搅拌叶片于搅拌轴上的定位,从而使得搅拌叶片随搅拌轴一起转动。
(6)设置的螺纹段,以便于对位于上端的搅拌叶片进行定位。
(7)设置搅拌叶片对称设置,可在搅拌轴的转动下,使得反应器壳体内上端的液体向下搅拌,下端的液体向上搅拌,从而使得位于中部的固定化酶与反应液进行充分接触,并可提高固定化酶的催化效果,加快反应时间。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型实施例所述的用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器的结构示意图;
图2为本实用新型实施例所述的搅拌机构的结构示意图;
图3为本实用新型实施例所述的搅拌轴的结构示意图;
图4为本实用新型实施例所述的酶承载体板的结构示意图;
图5为本实用新型实施例所述的酶承载体板的另一视角的结构示意图;
图6为本实用新型实施例所述的承载盒的结构示意图;
图7为本实用新型实施例所述的搅拌叶片的结构示意图;
附图标记说明:
1-反应器壳体,2-电机,3-搅拌轴,4-搅拌叶片,5-连接轴套,6-安装板,7-承载盒,11-进液口,12-出液口,31-轴肩,32-螺纹段,41-平直端,42-翘曲端,43-定位豁口,44-定位孔,51-连接支柱,52-外螺纹,61-内螺纹孔,71-容纳腔,72-连接板,73-通孔。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实施例涉及一种用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器,其一种示例性结构如图1所示,本实施例的用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器以下简称反应器,包括反应器壳体1、驱动装置和固定化酶承载组件,其中,反应器壳体1呈圆筒形,于反应器壳体1上设有进液口11和出液口12,驱动装置设于反应器壳体1上,于驱动装置的动力输出端连接有搅拌轴3,于搅拌轴3的两端可拆卸连接有搅拌叶片4,固定化酶承载组件可拆卸套设于搅拌轴3上,并位于两组搅拌叶片4之间,且固定化酶承载组件包括载有固定化酶的承载盒7,于承载盒7上形成有若干通孔73,通孔73的直径小于固定化酶的直径,从而以可阻挡固定化酶的漏出,同时使得反应液可通过该通孔73与固定化酶充分接触。
具体结构上,由图1结合图2所示,固定化酶承载组件还包括套装于搅拌轴3上的连接轴套5,及与连接轴套5螺接的安装板6,承载盒7可拆卸连接于安装板6上。设置的连接套和安装板6,以便于为承载盒7提供安装基础。其中,如图3中所示,连接套上具有呈圆柱状的、且中部形成有贯通孔73的管体,该贯通孔73用于套装在搅拌轴3上,于连接套的外周上均布形成有三个连接支柱51,各连接支柱51的自由端均设置有外螺纹52,以便于与下述中安装板6上的内螺纹孔61螺接,从而实现安装板6的可拆卸连接。
本实施例中,由图3结合图4和图5所示,前述的安装板6横截面呈圆形,且安装板6为沿连接轴套5的周向设置的的多个。具体的,对应于连接支柱51,安装板6的数量与连接柱的数量匹配设置,也即是一组固定化酶承载组件中包括三个安装板6。此结构的设置,一方面便于使得搅拌轴3在转动时受力均匀,另一方面可承载较多的固定化酶,同时设置的安装板6在一定程度上,可提高反应液的搅拌效果。在此需要说明的是,连接支柱51的数量除了上述中的三个,还可以其他任意个。
结合图4和图6所示,前述的承载盒7具有可容纳固定化酶的容纳腔71,及连接安装板6的连接板72,连接板72上形成有供螺栓安装的螺纹孔,承载盒7通过螺接的方式与安装板6可拆卸连接,当然也可通过卡接或插接的方式进行连接,只是在连接稳固性的上相比于螺接的方式稍差一些。另外,承载盒7的安装方向垂直于搅拌轴3的轴向,也即是使得承载盒7的安装方向与安装板6的轴线方向一致。从而使得反应器壳体1内的反应液在搅拌时,能够与承载盒7具有较大的接触面积,也即是使得固定化酶于反应液充分接触,从而加快反应液的催化反应。
为了进一步提高固定化酶的催化反应,本实施例中,承载盒7为设置在安装板6上的多个,且多个承载盒7沿安装板6的轴向均布设置。如图4和图5中所示,承载盒7为沿安装板6的轴向均布的五个,当然也可为其他任意多个。
另外,为了对反应液进行更好的搅拌,本实施例中,于搅拌轴3上的上下两端均设置有搅拌叶片4,其中,如图7所示,搅拌叶片4具有与水平面平行的平直端41,及连接平直端41的翘曲端42,从而在沿图箭头方向转动时,可对反应液起到向下的搅动力,当反向安装时,能够对反应液起到向上的搅动力。本实施例中,通过将两个搅拌叶片4对称设置,以能够对反应器壳体1内的反应液向反应器壳体1的中部翻转,从而使得位于中部的固定化酶与反应液进行充分接触,并可提高固定化酶的催化效果,加快反应时间。
由图1结合图7所示,为了便于对下端的搅拌叶片4进行轴向和周向的定位,于搅拌轴3的下端构造有轴肩31,以可对搅拌叶片4的底端进行轴向限位,同时于对应的安装部位的搅拌的周向上构造有周向定位孔44,对应的,于搅拌叶片上形成有定位豁口43,通过穿设于周向定位孔44的销轴,并使销轴卡置在定位豁口43内,从而实现对搅拌叶片4的周向定位。其中,连接轴套5设于上下两个搅拌叶片4之间,通过连接轴套5顶紧下端的搅拌叶片4。
而为了对上端的搅拌叶片4进行周向定位,同样的在搅拌轴3上对应的安装部位上构造有周向定位孔44,通过销轴穿设于该周向定位孔44并卡置在定位豁口43内,以实现对上端的搅拌叶片4进行轴向定位,为了对上端的搅拌叶片4进行轴向定位,于搅拌轴3的上端设有螺纹段32,也即是位于上端的搅拌叶片4的一端可抵紧于固定化酶承载组件,另一端可经螺接在螺纹段32的端盖固定。另外为了加强对搅拌叶片4的周向定位,于搅拌叶片4上还设有定位孔44,通过顶丝拧紧在定位孔44内,从而使得搅拌叶片4定位更稳固。
本实用新型的用于两相反应的pickering乳液固定化酶的反应器,通过设置的可拆卸连接的搅拌叶片4和可拆卸连接的固定化酶承载组件,以便于对承载在承载盒7内的固定化酶进行更换,同时具有较好的搅拌效果,从而使得固定化酶更充分的发挥催化作用,并有着较好的使用效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。