反應器設備、包括該反應器設備的反應體系的評價設備以及評價方法技術

本發明專利技術涉及一種反應器設備、包括該反應器設備的反應體系的評價設備以及反應體系的評價方法。本發明專利技術的反應器設備包括反應裝置和出料裝置，其中，物流在分配裝置中的壓降是在反應器單元中的壓降的10倍以上。通過本發明專利技術的反應器設備，可以高效且準確地評價反應體系，更具體而言，可以高效且準確地評價酶催化反應體系。

Reactor device, reaction system including the reactor device, evaluation method and evaluation method

The present invention relates to a reactor apparatus, an evaluation apparatus including a reaction system of the reactor device, and an evaluation method for a reaction system. The reactor apparatus of the present invention includes a reaction device and a discharge device in which the pressure drop in the dispensing device is more than 10 times greater than the pressure drop in the reactor unit. By using the reactor equipment in the invention, the reaction system can be highly and accurately evaluated, and in particular, the enzyme catalyzed reaction system can be evaluated efficiently and accurately.

【技術實現步驟摘要】
反應器設備、包括該反應器設備的反應體系的評價設備以及評價方法
本專利技術涉及一種反應器設備、包括該反應器設備的反應體系的評價設備以及評價方法。更具體而言，本專利技術涉及一種能夠高效地、準確地評價反應體系的設備及其方法。
技術介紹
隨著生物技術的發展，生物催化因其獨特的性質和溫和友好的催化條件受到了人們越來越多的關注，也得到了迅猛的發展，在工業生產中占有重要的地位。另外，在油脂工業，生物催化技術也得到了越來越多的研究和應用。例如采用添加酶制劑來提高壓榨過程中油脂的得率的技術；目前正在大力推廣的使用磷脂酶用于植物油的脫膠技術；已經大規程產業化的酶法酯交換技術，用于生產低反人造奶油、起酥油以及一些特殊的結構酯產品的技術；以及具有重大前景的生物柴油技術。目前在油脂工業中廣泛應用的酶制劑以脂肪酶為主，例如諾維信公司生產的LipozymeTLIM。這是一種固定在硅膠載體上的脂肪酶，在工業上被廣泛的應用于酯交換反應。通常采用連續化的工藝，即將酶制劑填充在固定床反應器中，將原料通過泵連續地泵入反應器中以實現酯交換的目的。US8697393公開了一種酯交換工藝，其中，將經過前處理的原料油脂連續地通過四個填充酶的反應器進行酯交換反應。US8703442公開了一種用于酶法酯交換的反應器裝置，其中，將酶填充在反應器中，原料從反應器入口進由出口出來，通過間歇性更換反應器進口處的酶制劑來實現連續化生產。CN101595206公開了一種對脂質進行酶處理的連續化工藝和設備，其中，采用多個彼此串聯的含酶固定床反應器。上述的連續化生產技術在工業生產中具有顯著的優勢，能最大程度的利用酶制劑的催化活性，同時簡化操作流程。然而，目前制約生物技術在油脂工業中廣泛應用的主要問題之一是成本高，體現在酶制劑成本高、使用壽命短、反應速率不夠快、生產強度不高等方面。因此，如何延長酶制劑的使用壽命，以及開發更高效、成本更低的新型酶制劑一直是本領域的研究熱點之一。US8685680公開了一種延長酯交換反應中酶制劑催化壽命的方法，其中，測試的對象是諾維信公司生產的LipozymeTLIM，每個方案測試的時間從10-60天不等。US20050014237公開了一種增加酶法酯交換反應產率的方法，其中，測試的對象是諾維信公司生產的LipozymeTLIM，每個方案測試的時間從40-60天不等。除了通過改變工藝來增加酶制劑的壽命之外，蛋白質工程的手段也越來越多地用于改造酶制劑本身，以提高其催化能力。Nagao等人(Nagao,T.;Shimada,Y.;Sugihara,A.;Tominaga,Y.,IncreaseinstabilityofFusariumheterosporumlipase.JournalofMolecularCatalysisB:Enzymatic2002,17(3),125-132.)報道了通過定點突變的方法對來源于Fusariumheterosporum的脂肪酶進行改造，并將其固定在陰離子交換樹脂上用于催化制備結構脂OPO。通過測試，該酶制劑熱穩定性得到了大幅度提高，其半衰期達到了370天。專利文獻1：US8697393專利文獻2：US8703442專利文獻3：CN101595206專利文獻4：US8685680專利文獻5：US20050014237非專利文獻1：IncreaseinstabilityofFusariumheterosporumlipase.JournalofMolecularCatalysisB:Enzymatic2002,17(3),125-132。
技術實現思路
專利技術所要解決的技術問題如上所述，對于酶的催化性能的評價工作是一個非常耗時的過程，并且現有技術中，用于評價的裝置通常是串聯的填充床反應器，重復測試的工作會大幅度增加評價時間，降低評價效率。另外，由于是在各自獨立的評價實驗中進行評價，不能保證實驗條件的一致性，這導致難以比較不同酶之間的活性。另外，在現有的酶活性測定設備中，當反應裝置中的多個反應器是并聯連接時，可以在不同反應器中填充不同的酶催化劑，進行評價實驗。但是，在并聯的各反應器間仍然存在條件差異，即由于各反應器之間存在壓力不均，造成每個反應器之間的物流流量不同，這造成反應條件不一致，導致不同酶之間的活性比較不準確。另外，在使用相同的酶，評價不同結構的反應器的反應效率時，由于壓力不均造成每組反應器之間的物流流量等條件存在差異，這也造成反應條件不一致，也會導致難以準確地評價結構不同的反應器的反應效率的優劣。因此，需要開發一種高效且準確的反應體系的評價設備及評價方法。解決技術問題的技術手段為了解決上述技術問題，本專利技術的專利技術人經過深入地研究，結果發現，通過采用特定的反應器設備，可以在測定條件彼此相同的平行條件下對反應效率進行評價，由此可以高效且準確地評價不同酶或催化劑的活性。另外，通過本專利技術的反應器設備，可以高效且準確地比較不同結構的反應器單元的反應效率。由此解決了上述技術問題。本專利技術提供以下。一種反應器設備，其包括分配裝置和反應裝置，其中，所述分配裝置包括至少2條并聯的流路分配單元，在各流路分配單元上設有流量控制組件，所述反應裝置包括至少2個并聯的反應器單元，進入分配裝置的物流通過所述至少2條流路分配單元各自分別進入所述反應裝置的至少2個的反應器單元，物流在分配裝置中的壓降是在反應器裝置中的壓降的10倍以上，優選20倍以上，更優選50倍以上，最優選100倍以上。根據[1]所述的反應器設備，其中，所述分配裝置還包括用于引入物流的共口，引入的物流經由共口流入各流路分配單元。根據[1]或[2]所述的反應器設備，其中，所述流量控制組件是流量閥門。根據[1]或[2]所述的反應器設備，其中，所述流量控制組件是至少一個膜組，優選是串聯排列的兩個以上膜組。根據[4]所述的反應器設備，其中，所述膜組由透過性膜和固定該膜的固定件制成。根據[4]或105[5]所述的反應器設備，其中，所述膜組的膜的材質是陶瓷、金屬或塑料，優選所述塑料是選自H-PES、H-PVDF、H-PVC和H-PAN中的至少一種。根據[1]或[2]所述的反應器設備，其中，所述流量控制組件是微孔膜。根據[7]所述的反應器設備，其中，所述微孔膜具有孔徑為10um~100um的孔，優選孔徑為25-100um、25-50um、25-75um、50-100um、50-75um或者75-100um。根據[7]或[8]所述的反應器設備，其中，微孔膜的物流透過面積是可調節的。根據[7]~[9]任一項所述的反應器設備，其中，所述微孔膜帶有用于阻擋微孔的滑動部件。根據[7]~[10]任一項所述的反應器設備，其中，所述微孔膜是由陶瓷、金屬或塑料制成的，優選所述塑料是選自H-PES、H-PVDF、H-PVC和H-PAN中的至少一種。根據[1]~[11]任一項所述的反應器設備，其中，所述流路分配裝置具有2個以上32個以下的并聯的流路分配單元，優選為2個以上16個以下。根據[1]~[12]任一項所述的反應器設備，其中，所述反應器單元包括一個以上的反應器。根據[1]~[13]任一項所述的反應器設備，其中，當反應器單元包括兩個以上反應器時，反應器的連接方式選自串聯連接和并聯連接中的至少一種。根據[1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種反應器設備，其包括分配裝置和反應裝置，其中，所述分配裝置包括至少2條并聯的流路分配單元，在各流路分配單元上設有流量控制組件，所述反應裝置包括至少2個并聯的反應器單元，進入分配裝置的物流通過所述至少2條流路分配單元各自分別進入所述反應裝置的至少2個的反應器單元，物流在分配裝置中的壓降是在反應器裝置中的壓降的10倍以上，優選20倍以上，更優選50倍以上，最優選100倍以上；優選的，所述的分配裝置中的壓降通過流量控制組件調節，更優選的，通過流量閥門、模組或者微孔膜進行壓降調節。

【技術特征摘要】
1.一種反應器設備，其包括分配裝置和反應裝置，其中，所述分配裝置包括至少2條并聯的流路分配單元，在各流路分配單元上設有流量控制組件，所述反應裝置包括至少2個并聯的反應器單元，進入分配裝置的物流通過所述至少2條流路分配單元各自分別進入所述反應裝置的至少2個的反應器單元，物流在分配裝置中的壓降是在反應器裝置中的壓降的10倍以上，優選20倍以上，更優選50倍以上，最優選100倍以上；優選的，所述的分配裝置中的壓降通過流量控制組件調節，更優選的，通過流量閥門、模組或者微孔膜進行壓降調節。2.根據權利要求1所述的反應器設備，其中，所述分配裝置還包括用于引入物流的共口，引入的物流經由共口流入各流路分配單元；和/或，所述反應器單元包括一個以上的反應器。3.根據權要求1~2任一項所述的反應器設備，其中，所述分配裝置中的流路分配單元的數量與所述反應裝置中的反應器單元的數量相等，使得來自各流路分配單元的物流進入各反應器單元。4.一種反應體系的評價設備，其具有權利要求1~4任一項所述的反應器設備，優選的，還具有用于向權利要求1~4任一項所述的反應器設備的分配裝置進料的進料裝置；和/或用于接收來自權利要求1~4任一項所述的反應器設備的反應裝置的出料的出料裝置；和/或用于對出料進行采樣的采樣裝置，和/或用于分析采樣裝置得到的采樣的分析裝置。5.根據權利要求4所述的反應體系的評價設備，其中，所述設備進一步具有保溫裝置，優選所述反應器設備處于保溫裝置中，更優選所述反應器設備、采樣裝置處于保溫裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：倪克奉，徐奚祥，萬建春，羅尚官，吳學智，
申請(專利權)人：豐益上海生物技術研發中心有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31