[發明專利]多酶級聯反應分離耦合系統和方法

在審

• 申請號: 202110264566.5
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113088443A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 龔大春;王德林;張書銀;饒振輝;楊瀟
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12M1/38;C12M1/12;C12M1/02;C12M1/00;C12P17/02;C12P13/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：包括反應器（11），反應器（11）上設有輸入管道（7），輸入管道（7）上設有文丘里預混合器（10），輸入管道（7）的輸入端通過多根支管連接至不同的原料罐（1）與酶液罐（2）上，反應器（11）一端設有輸出管道（19），輸出管道（19）連接至超濾系統（18）上，超濾系統（18）中設有超透膜（182），超透膜（182）與輸出管道（19）之間的超濾系統（18）上設有回收酶總管（23），回收酶總管（23）連接至文丘里預混合器（10）上；

所述的超透膜（182）與遠離輸出管道（19）的超濾系統（18）一端之間上設有透過液輸出管（27），透過液輸出管（27）連接至另一反應器（11）上，透過液輸出管（27）上也設有文丘里預混合器（10），透過液輸出管（27）上的文丘里預混合器（10）上還通過管道與二次反應酶液罐（28）連接。

2.根據權利要求1所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的原料罐（1）上的輸入管道（7）支管路上設有原料輸入泵（3）和原料輸入閥（4），酶液罐（2）上的輸入管道（7）支管路上設有酶液輸入泵（5）和酶液輸入閥（6）；

所述的原料輸入閥（4）與酶液輸入閥（6）均與入料控制系統（9）連接。

3.根據權利要求2所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的輸入管道（7）上設有輸入管道閥（8），輸入管道閥（8）也與入料控制系統（9）連接。

4.根據權利要求1所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的反應器（11）內設有環狀的側腔體（111），側腔體（111）內設有盤管（14），盤管（14）兩端分別延伸至反應器（11）外，位于反應器（11）外的盤管（14）其中一端上設有加熱泵（15）和加熱閥（16），加熱閥（16）連接至反應溫控系統（17）上。

5.根據權利要求1或4所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的反應器（11）內設有多個折流板（12），反應器（11）底部還設有取樣管（13），單個取樣管（13）設置在相鄰兩個折流板（12）之間的反應器（11）上。

6.根據權利要求5所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的折流板（12）截面積大于1/2的反應器（11）截面積，小于2/3的反應器（11）截面積。

7.根據權利要求1所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：在所述的超透膜（182）與輸出管道（19）之間的超濾系統（18）中設有多個隔板（181），多個隔板（181）形成多個隔間，超透膜（182）設置在隔間遠離輸出管道（19）的一端上，不同隔間上對應設置的超透膜（182）孔徑不相同。

8.根據權利要求7所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的回收酶總管（23）一端上設有多個回收酶支管（21），回收酶支管（21）一一對應連接至多個隔間上；

所述的輸出管道（19）上設有輸出管道閥（20），回收酶支管（21）上設有支管閥（22），輸出管道閥（20）、支管閥（22）均連接至回收控制系統（26）上。

9.根據權利要求8所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統，其特征在于：所述的回收酶總管（23）上設有總管閥（25），總管閥（25）也連接至回收控制系統（26）上。

10.根據權利要求1-9任意一項所述的一種多酶級聯反應分離耦合系統的反應方法，其特征在于包括以下步驟：

1）通過入料控制系統（9）控制原料輸入閥（4）和酶液輸入閥（6）開啟，將原料與酶液輸入至一級反應器（11）中；

2）通過反應溫控系統（17）控制加熱閥（16）開啟，向一級反應器（11）中的盤管（14）內持續輸送熱水，控制一級反應器（11）內的反應溫度；

3）反應至酶液消耗為止；

4）通過回收控制系統（26）控制輸出管道（19）上的輸出管道閥（20）和回收酶支管（21）上的支管閥（22）開啟，實現反應后混合液的超濾，并對酶進行濃縮和純化后再次輸入至一級反應器（11）內；

5）經步驟4）所產出的透過液經透過液輸出管（27）輸送至二級反應器（11）中；

6）通過二次反應酶液罐（28）向二級反應器（11）中添加二次反應酶液；

7）重復步驟1）-4）后，將產出的透過液輸送至下一級反應器（11）中；

8）重復步驟1）-7），完成多酶級聯反應。