專利名稱：一種基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于質(zhì)構(gòu)磷脂的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法。
背景技術(shù)：
磷脂是分子中含有一個(gè)或多個(gè)磷酸基的、并且有極性的復(fù)合脂質(zhì)之一。它們廣泛地存在于微生物界、植物界和動物界，是構(gòu)成生物膜的基本成分之一，與和生命有關(guān)的各類物質(zhì)代謝活動都有關(guān)。但磷脂分子中的飽和脂肪酸會提高血液中有害的膽固醇含量，攝入過多會對人體健康造成威脅。質(zhì)構(gòu)磷脂是在酶的催化作用下、通過酯交換反應(yīng)將中碳鏈油脂、共軛亞油酸、植物甾醇或n-3系列多不飽和脂肪酸等不飽和脂肪酸引入磷脂分子中，替換磷脂分子中的飽和 脂肪酸而獲得，目前具有重要的研究價(jià)值和日益廣泛的實(shí)用推廣應(yīng)用需求。但現(xiàn)有大規(guī)模生產(chǎn)質(zhì)構(gòu)磷脂存在著轉(zhuǎn)化率低、溫度不易控制、操作繁瑣、成本高等缺陷。研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)器對提高酶法反應(yīng)轉(zhuǎn)化率具有重要的作用?！痘瘜W(xué)工業(yè)與工程》2001年第6期鄭成的文章“應(yīng)用不同形式反應(yīng)器對蔗渣酶水解的研究”，采用釜式反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器，作為纖維素酶酶解纖維素制備低聚糖的反應(yīng)器。釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活，但是該方法反應(yīng)時(shí)間較長、能源消耗量大而且產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率較低；固定化床反應(yīng)器反應(yīng)具有成本低、酶回收容易、操作簡單、轉(zhuǎn)化率較高等優(yōu)點(diǎn)，然而固定床反應(yīng)器傳熱性能較差，反應(yīng)器內(nèi)部溫度較難控制；《食品與機(jī)械》2008年第I期王文杰的文章“酶膜反應(yīng)器中水解大豆分離蛋白的研究”，采用截留分子量IOkDa切向流過濾酶膜反應(yīng)器，作為大豆分離蛋白的酶解反應(yīng)器制備小分子大豆多肽。該方法工藝簡單、產(chǎn)品產(chǎn)率較高。但是該方法亦存在酶泄露和酶活性下降等缺陷，導(dǎo)致反應(yīng)效率下降和生產(chǎn)成本增加。申請?zhí)枮?01120017106. 4的實(shí)用新型專利“酶反應(yīng)器”，設(shè)計(jì)制作了一種攪拌式的反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)部溫度分布較為均勻，即便局部溫度瞬間過高，也可通過攪拌將溫度降低，但是該反應(yīng)器有效容積減小，不適于大規(guī)模的生產(chǎn)。也沒有針對質(zhì)構(gòu)磷脂制備過程中的物料加入和流出的順序和方式、物料加入速度、冷卻手段進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。目前未見適宜的針對質(zhì)構(gòu)磷脂的制備反應(yīng)專門提供的酶反應(yīng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有質(zhì)構(gòu)磷脂制備技術(shù)中轉(zhuǎn)化率低、不易控制、不適于大規(guī)模生產(chǎn)等技術(shù)不足，提供一種基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，本發(fā)明方法轉(zhuǎn)化率高、控制方便、運(yùn)行成本低廉，而且適用于質(zhì)構(gòu)磷脂的大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
提供一種基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，包括以下步驟
(I)提供和準(zhǔn)備一種質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器，反應(yīng)器包括反應(yīng)罐與外夾套；外夾套包裹于反應(yīng)罐的外側(cè)，外夾套上設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口，冷卻水從此冷卻水入口進(jìn)入外夾套，流經(jīng)整個(gè)外夾套冷卻反應(yīng)罐后從冷卻水出口流出；
反應(yīng)罐設(shè)有物料入口，用于向反應(yīng)罐中添加按照一定比例混合的磷脂和不飽和脂肪酸勻液；設(shè)有加酶口，催化酶(脂肪酶或磷脂酶)按一定比例從加酶口進(jìn)入反應(yīng)罐；設(shè)有空氣入口和空氣分布器，凈化空氣從空氣入口進(jìn)入設(shè)于反應(yīng)罐內(nèi)的空氣分布器，空氣分布器上具有若干小孔，將空氣分散為均勻的小氣泡進(jìn)入反應(yīng)罐；設(shè)有空氣出口，用于反應(yīng)罐內(nèi)空氣的排出；設(shè)有一個(gè)物料出口，用于反應(yīng)液的排出；
(2)物料按照比例混合均勻后，從反應(yīng)罐的物料入口進(jìn)入反應(yīng)罐，物料進(jìn)料的速度為I 2m/s，按混合物料中磷脂質(zhì)量的10 20%的比例從加酶口向反應(yīng)罐加入催化用酶(月旨肪酶或磷脂酶);
(3)凈化空氣從空氣入口進(jìn)入反應(yīng)罐，空氣流速優(yōu)選為I 3m/s，凈化空氣從空氣入口經(jīng)空氣分布器分布成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，多余的空氣從空氣出口排出； 所述空氣分布器上的小孔孔徑優(yōu)選為2 4cm ;分布密度優(yōu)選為150 400個(gè)/m2 ;更為優(yōu)選地，所述空氣分布器上的小孔孔徑為2. 4 3. 2cm。優(yōu)選地，步驟(2)所述物料進(jìn)料的速度為I. 2 I. 6m/s ；
優(yōu)選地，步驟(3)所述空氣流速為I. 5 2. 5m/s ；
按照本發(fā)明所述空氣分布器的設(shè)置以及空氣流速的選擇，反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)以并流的方式進(jìn)行充分地循環(huán)；
(4)冷卻水從冷卻水入口閥通入外夾套，冷卻水的流速度為I 3m/s，冷卻水從冷卻水出口閥排出，起到冷卻反應(yīng)器內(nèi)部溫度的作用；
(5)反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口流出，反應(yīng)液流出的速度為I 2m/s。優(yōu)選地，所述酶法反應(yīng)器的反應(yīng)罐中間為圓柱體形，頂部和底部均為半球形，空氣出口設(shè)于反應(yīng)罐頂端，加酶口和物料入口分設(shè)于空氣出口兩邊；空氣入口設(shè)于反應(yīng)罐的底部，空氣入口連接內(nèi)徑同樣大小的圓環(huán)狀空氣分布器，空氣分布器上均勻地分布著小孔，反應(yīng)罐的底端設(shè)有物料出口。優(yōu)選地，所述質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器的反應(yīng)罐的高度為5 10m，直徑為2 4m ;反應(yīng)罐頂端物料入口內(nèi)徑為10 20cm，反應(yīng)罐頂端的加酶口內(nèi)徑為20 40cm，空氣出口內(nèi)徑為12 18cm?？諝馊肟诘膬?nèi)徑為5 10cm，反應(yīng)罐的底端物料出口內(nèi)徑為15 25cm ；外夾套包裹于反應(yīng)罐的外側(cè)，外夾套上的冷卻水入口與冷卻水出口內(nèi)徑為 12cm。更為優(yōu)選地，上述反應(yīng)罐的高度為6m，直徑為3m。反應(yīng)罐頂端物料入口內(nèi)徑為15cm，反應(yīng)罐頂端的加酶口內(nèi)徑為30cm，空氣出口內(nèi)徑為25cm?？諝馊肟诘膬?nèi)徑為8cm，反應(yīng)罐的底端物料出口內(nèi)徑為20cm。外夾套包裹于反應(yīng)罐的外側(cè)，外夾套上的冷卻水入口與冷卻水出口內(nèi)徑均為8cm?？諝夥植计魃厦恳粋€(gè)小孔的內(nèi)徑最佳為3cm,小孔分布的密度最佳為240個(gè)/m2，實(shí)現(xiàn)較佳的反應(yīng)液循環(huán)效果。本發(fā)明的有益效果是
基于本發(fā)明所述酶法反應(yīng)器以及精確確定的物料加入和流出方式、加入和流出速度、冷卻等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，本發(fā)明提供了一種整體優(yōu)化了的質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)制備方法。通過向反應(yīng)器中通入適宜流速的凈化空氣，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，顯著提高酶的催化效率，保證了較高的轉(zhuǎn)化率；同時(shí)加快了反應(yīng)器內(nèi)部的熱循環(huán)，并于與外夾套中適宜流速的冷循環(huán)水的配合使用，能夠方便有效地控制反應(yīng)體系的溫度。本發(fā)明方法生產(chǎn)成本較低，能量消耗量少，反應(yīng)罐中有效容積很大，適于規(guī)模化的生產(chǎn)，而且還可用作其他反應(yīng)釜或發(fā)酵罐。


圖I本發(fā)明的質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖 圖2本發(fā)明反應(yīng)器的俯視圖
圖3本發(fā)明空氣分布器的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例旨在說明本發(fā)明設(shè)計(jì)的酶法反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與所描述的進(jìn)出料速度等關(guān)鍵工藝結(jié)合得到的整體技術(shù)方案帶來的顯著技術(shù)效果，至于采用哪一種磷脂作為反應(yīng)原料、采用哪一種酶作為催化劑、原料具體配比等可參照本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)，在此不作一一贅述，但并不因此限定本發(fā)明。 實(shí)施例I
如附圖I所示，本發(fā)明基于一種新的酶法反應(yīng)器(1)，反應(yīng)器(I)包括反應(yīng)罐(2)與外夾套(3)。反應(yīng)罐(2)為圓柱形，頂部和底部和均為半球形，反應(yīng)罐(2)的高度為6m，直徑為3mο反應(yīng)罐(2)頂端物料入口(4)內(nèi)徑為10cm，反應(yīng)罐(2)頂端的加酶口(5)內(nèi)徑為25cm，空氣出口(7)內(nèi)徑為12cm。反應(yīng)罐(2)的底部有一個(gè)空氣入口(6)，空氣入口(6)的內(nèi)徑為5cm，空氣入口(6)連著內(nèi)徑同樣大小的圓環(huán)狀空氣分布器(8)，空氣分布器(8)上均勻的分布著內(nèi)徑為2cm小孔，小孔分布密度200個(gè)/m2，反應(yīng)罐(2)的底部物料出口(9)內(nèi)徑為15cm。外夾套(3)包裹于反應(yīng)罐(2)的外側(cè)，外夾套上(3)的冷卻水入口( 10)與冷卻水出口(11)內(nèi)徑均為8cm。大豆磷脂與亞油酸按一定比例混合均勻后，從物料入口(4)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，進(jìn)料的速度為lm/s ;按混合物料中磷脂質(zhì)量的10%的比例從加酶口(5)向反應(yīng)罐加入催化用酶(Novozym435 脂肪酶)
凈化后的空氣從空氣入口(6)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，空氣流速為lm/s，通過空氣分布器(8)成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)以并流的方式進(jìn)行循環(huán)?？諝鈴目諝獬隹?7)排出。冷卻水從冷卻水入口(10)處的水閥通入外夾套,冷卻水的流速為lm/s,冷卻水從冷卻水出口( 11)處的水閥排出。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口(9)流出，反應(yīng)液流出的速度為lm/s。本發(fā)明經(jīng)過反應(yīng)容器和反應(yīng)工藝條件的整體優(yōu)化和合理設(shè)計(jì)，成功擺脫機(jī)械攪拌裝置，擴(kuò)大了反應(yīng)容器的有效容積，促進(jìn)了反應(yīng)液的循環(huán)，顯著提高酶的催化效率，保證了較高的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)部熱循環(huán)的有效加快和外夾套中適宜流速的冷循環(huán)水的配合使用，能夠方便有效地控制反應(yīng)體系的溫度，能量消耗量少，生產(chǎn)成本較低，適于規(guī)?；纳a(chǎn)。從本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)效果來看，質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率達(dá)到67%，而在同等條件下釜式反應(yīng)器制備質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率僅為45%。實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器(I)，反應(yīng)器(I)包括反應(yīng)罐(2 )與外夾套(3 )。反應(yīng)罐(2)為圓柱形，頂部和底部和均為半球形，反應(yīng)罐(2)的高度為8m，直徑為3m。反應(yīng)罐(2)頂部的物料入口(4)內(nèi)徑為20cm，反應(yīng)罐(2)頂部的加酶口(5)內(nèi)徑為40cm，空氣出口(7)內(nèi)徑為15cm。反應(yīng)罐(2)的底部有一個(gè)空氣入口(6)，空氣入口(6)的內(nèi)徑為10cm，空氣入口(6)連著內(nèi)徑同樣大小的圓環(huán)狀空氣分布器(8)，空氣分布器(8)上均勻的分布著內(nèi)徑為3cm小孔，小孔分布密度200個(gè)/m2，反應(yīng)罐(2)的底部物料出口(9)內(nèi)徑為20cm。外夾套(3 )包裹于反應(yīng)罐(2 )的外側(cè)，外夾套(3 )上的冷卻水入口( 10 )與冷卻水出口( 11)內(nèi)徑均為10cm。大豆磷脂與亞油酸按一定比例混合均勻后，從物料入口(4)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，進(jìn)料的速度為lm/s ;按混合物料中磷脂質(zhì)量的10%的比例從加酶口(5)向反應(yīng)罐加入催化用酶(Novozym435 脂肪酶)
凈化后的空氣從空氣入口(6)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，空氣流速為lm/s，通過空氣分布器(8)成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)以并流的方式進(jìn)行循環(huán)?？諝鈴目諝獬隹?7)排出。
冷卻水從冷卻水入口(10)處的水閥通入外夾套(3)，冷卻水的流速為lm/s，冷卻水從冷卻水出口( 11)處的水閥排出。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口(9)流出，反應(yīng)液流出的速度為lm/s。本發(fā)明經(jīng)過反應(yīng)容器和反應(yīng)工藝條件的整體優(yōu)化和合理設(shè)計(jì)，成功擺脫機(jī)械攪拌裝置，擴(kuò)大了反應(yīng)容器的有效容積，促進(jìn)了反應(yīng)液的循環(huán)，顯著提高酶的催化效率，保證了較高的轉(zhuǎn)化率。同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)部熱循環(huán)的有效加快和外夾套中適宜流速的冷循環(huán)水的配合使用，能夠方便有效地控制反應(yīng)體系的溫度，能量消耗量少，生產(chǎn)成本較低，適于規(guī)模化的生產(chǎn)。從本實(shí)施例效果來看，本實(shí)施例質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率達(dá)到68%，而在同等條件下釜式反應(yīng)器制備質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率僅為45%。實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器(I)，反應(yīng)器(I)包括反應(yīng)罐(2 )與外夾套(3 )。反應(yīng)罐(2)為圓柱形，頂部和底部和均為半球形，反應(yīng)罐(2)的高度為8m，直徑為3m。反應(yīng)罐(2 )頂部的物料入口( 4)內(nèi)徑為15cm，反應(yīng)罐(2 )頂部的加酶口( 5 )內(nèi)徑為30cm，空氣出口(7)內(nèi)徑為15cm。反應(yīng)罐(2)的底部有一個(gè)空氣入口(6)，空氣入口(6)的內(nèi)徑為10cm，空氣入口(6)連接內(nèi)徑同樣大小的圓環(huán)狀空氣分布器(8)，空氣分布器(8)上均勻的分布著內(nèi)徑為3cm小孔，小孔分布密度為300個(gè)/m2，反應(yīng)罐(2)的底部物料出口(9)內(nèi)徑為20cm。外夾套(3)包裹于反應(yīng)罐(2)的外側(cè)，外夾套(3)上的冷卻水入口(10)與冷卻水出口(11)內(nèi)徑均為10cm。大豆磷脂與亞油酸按一定比例混合均勻后，從物料入口(4)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，進(jìn)料的速度為I. 5m/s ;按混合物料中磷脂質(zhì)量的20%的比例從加酶口(5)向反應(yīng)罐(2)加入催化用酶(Novozym435脂肪酶)
凈化后的空氣從空氣入口(6)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，空氣流速為2m/s，通過空氣分布器(8)成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)以并流的方式進(jìn)行循環(huán)。空氣從空氣出口(7)排出。冷卻水從冷卻水入口(10)處的水閥通入外夾套(3)，冷卻水的流速為2m/s，冷卻水從冷卻水出口( 11)處的水閥排出。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口(9)流出，反應(yīng)液流出的速度為I. 8m/s。
基于本實(shí)施例反應(yīng)器及反應(yīng)方法，質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率可達(dá)到71%，而在同等條件下釜式反應(yīng)器制備質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率僅為48%。實(shí)施例4
如附圖I所示，本發(fā)明基于一種新的酶法反應(yīng)器(1)，反應(yīng)器(I)包括反應(yīng)罐(2)與外夾套(3)。反應(yīng)罐(2)為圓柱形，頂部和底部和均為半球形，反應(yīng)罐(2)的高度為6m，直徑為3mο反應(yīng)罐(2)頂端物料入口(4)內(nèi)徑為20cm，反應(yīng)罐(2)頂端的加酶口(5)內(nèi)徑為40cm，空氣出口(7)內(nèi)徑為18cm。反應(yīng)罐(2)的底部有一個(gè)空氣入口(6)，空氣入口(6)的內(nèi)徑為IOcm,空氣入口(6)連著內(nèi)徑同樣大小的圓環(huán)狀空氣分布器(8)，空氣分布器(8)上均勻的分布著內(nèi)徑為2cm小孔，小孔分布密度400個(gè)/m2 ;反應(yīng)罐(2)的底部物料出口(9)內(nèi)徑為25cm。外夾套(3)包裹于反應(yīng)罐(2)的外側(cè)，外夾套上(3)的冷卻水入口( 10)與冷卻水出口(11)內(nèi)徑均為12cm。大豆磷脂與亞油酸按一定比例混合均勻后，從物料入口(4)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，進(jìn)料的速度為2m/s ;按混合物料中磷脂質(zhì)量的15%的比例從加酶口向反應(yīng)罐內(nèi)加入催化用酶(Novozym435 脂肪酶)
凈化后的空氣從空氣入口( 6 )進(jìn)入反應(yīng)罐(2 )，空氣流速為3m/s，通過空氣分布器(8 )成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)以并流的方式進(jìn)行循環(huán)。空氣從空氣出口(7)排出。冷卻水從冷卻水入口(10)處的水閥通入外夾套(3)，冷卻水的流速為3m/s，冷卻水從冷卻水出口( 11)處的水閥排出。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口(9)流出，反應(yīng)液流出的速度為2m/s?；诒緦?shí)施例反應(yīng)器及反應(yīng)方法，質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率可達(dá)到74%，而在同等條件下釜式反應(yīng)器制備質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率僅為51%。
實(shí)施例5
如附圖I所示，本發(fā)明基于一種新的酶法反應(yīng)器(1)，反應(yīng)器(I)包括反應(yīng)罐(2)與外夾套(3)。反應(yīng)罐(2)為圓柱形，頂部和底部和均為半球形，反應(yīng)罐(2)的高度為6m，直徑為3mο反應(yīng)罐(2)頂端物料入口(4)內(nèi)徑為15cm，反應(yīng)罐(2)頂端的加酶口(5)內(nèi)徑為30cm，空氣出口(7)內(nèi)徑為20cm。反應(yīng)罐(2)的底部有一個(gè)空氣入口(6)，空氣入口(6)的內(nèi)徑為8cm，空氣入口(6)連著內(nèi)徑同樣大小的圓環(huán)狀空氣分布器(8)，空氣分布器(8)上均勻的分布著內(nèi)徑為3cm小孔，小孔分布密度240個(gè)/m2 ;反應(yīng)罐(2)的底部物料出口(9)內(nèi)徑為20cm。外夾套(3)包裹于反應(yīng)罐(2)的外側(cè)，外夾套上(3)的冷卻水入口( 10)與冷卻水出口(11)內(nèi)徑均為8cm。大豆磷脂與亞油酸按一定比例混合均勻后，從物料入口(4)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，進(jìn)料的速度為I. 5m/s ;按混合物料中磷脂質(zhì)量的15%的比例從加酶口向反應(yīng)罐內(nèi)加入催化用酶(Novozym435 脂肪酶)
凈化后的空氣從空氣入口(6)進(jìn)入反應(yīng)罐(2)，空氣流速為2. 5m/s，通過空氣分布器
(8)成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)以并流的方式進(jìn)行循環(huán)?？諝鈴目諝獬隹?7)排出。冷卻水從冷卻水入口(10)處的水閥通入外夾套(3)，冷卻水的流速為3m/s，冷卻水從冷卻水出口( 11)處的水閥排出。
反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口(9)流出，反應(yīng)液流出的速度為2m/S。本實(shí)施例進(jìn)一步對反應(yīng)容器和反應(yīng)工藝條件的進(jìn)行更優(yōu)設(shè)計(jì)，基于本實(shí)施例反應(yīng)器及反應(yīng)方法，質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率可達(dá)到76%，而在同等條件下釜式反應(yīng)器制備質(zhì)構(gòu)磷脂的產(chǎn)率僅為51%。綜上 所述，本發(fā)明通過向反應(yīng)器中通入凈化空氣，促進(jìn)反應(yīng)液的循環(huán)，提高了脂肪酶的反應(yīng)效率，同時(shí)加快了反應(yīng)器內(nèi)部的熱循環(huán)，通過與冷循環(huán)水的配合使用，能夠有效的控制反應(yīng)內(nèi)部的溫度。此外，本發(fā)明提供的反應(yīng)器生產(chǎn)成本較低，能量消耗量少，反應(yīng)罐中有效容積很大，適于規(guī)?；a(chǎn)，而且還可用作其他反應(yīng)釜或發(fā)酵罐。
權(quán)利要求
1.一種基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)準(zhǔn)備質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器； 所述質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器包括反應(yīng)罐與外夾套；外夾套包裹于反應(yīng)罐的外側(cè)，外夾套上設(shè)有冷卻水入口和冷卻水出口，冷卻水從冷卻水入口進(jìn)入外夾套，流經(jīng)整個(gè)外夾套冷卻反應(yīng) ρ后從冷卻水出口流出； 反應(yīng)罐設(shè)有物料入口，用于向反應(yīng)罐中添加磷脂和不飽和脂肪酸混合液；設(shè)有加酶口，催化酶從加酶口進(jìn)入反應(yīng)罐；設(shè)有空氣入口和空氣分布器，凈化空氣從空氣入口進(jìn)入設(shè)于反應(yīng)罐底部的空氣分布器，空氣分布器上設(shè)有若干小孔，將空氣分散為均勻的小氣泡進(jìn)入反應(yīng)罐；設(shè)有空氣出口，反應(yīng)罐內(nèi)空氣從此排出；設(shè)有物料出口，反應(yīng)液從物料出口排出； (2)物料按照比例混合均勻后，從物料入口進(jìn)入反應(yīng)罐，物料進(jìn)料的速度為I 2m/s，然后按混合物料中磷脂質(zhì)量的10 20%的比例從加酶口向反應(yīng)罐加入催化酶； (3)凈化空氣從反應(yīng)器的空氣入口進(jìn)入反應(yīng)罐，空氣流速為I 3m/s，凈化空氣從空氣入口經(jīng)空氣分布器分布成為均勻的氣泡進(jìn)入反應(yīng)液，多余的空氣從空氣出口排出； (4)冷卻水從冷卻水入口閥通入外夾套，冷卻水的流速為I 3m/s，冷卻水從冷卻水出口閥排出； (5)反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液從物料出口流出，反應(yīng)液流出的速度為I 2m/s。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于步驟(2)所述物料進(jìn)料的速度為I. 2 I. 6m/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于所述空氣分布器上的小孔孔徑為2 4cm ;分布密度為150 400個(gè)/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于所述空氣分布器上的小孔孔徑為2. 4 3. 2cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于步驟(3)所述空氣流速為I. 5 2. 5m/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于所述質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器的反應(yīng)罐中間為圓柱形,頂部和底部均為半球形,空氣出口設(shè)于反應(yīng)罐頂端,力口酶口和物料入口分設(shè)于空氣出口兩邊；空氣入口設(shè)于反應(yīng)罐的底部，空氣入口連接空氣分布器，空氣入口和空氣分布器內(nèi)徑相同，空氣分布器為圓環(huán)狀，其上均勻分布小孔，反應(yīng)罐的底端設(shè)有物料出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于所述質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器的反應(yīng)罐的高度為5 10m，直徑為2 4m ;反應(yīng)罐頂端物料入口內(nèi)徑為10 20cm，反應(yīng)罐頂端的加酶口內(nèi)徑為20 40cm，空氣出口內(nèi)徑為12 18cm ;空氣入口的內(nèi)徑為5 10cm，反應(yīng)罐的底端物料出口內(nèi)徑為15 25cm ;外夾套包裹于反應(yīng)罐的外偵牝外夾套上的冷卻水入口與冷卻水出口內(nèi)徑為7 12cm ;所述空氣分布器上的小孔孔徑為2 4cm ;分布密度為150 400個(gè)/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法，其特征在于所述質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器的反應(yīng)罐高度為6m，直徑為3m ;反應(yīng)罐頂端物料入口內(nèi)徑為15cm，反應(yīng)罐頂端的加酶口內(nèi)徑為30cm，空氣出口內(nèi)徑為25cm ;空氣入口的內(nèi)徑為8cm，反應(yīng)罐的底端物料出口內(nèi)徑為20cm;外夾套包裹于反應(yīng)罐的外側(cè)，外夾套上的冷卻水入口與冷卻水出口內(nèi)徑均為8cm ; 空氣分布器上每一個(gè)小孔的內(nèi)徑為3cm，小孔分布的密度為240個(gè)/m2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于酶反應(yīng)器的質(zhì)構(gòu)磷脂制備方法。本發(fā)明提供一種質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器，包括反應(yīng)罐與外夾套，反應(yīng)罐上有物料入口、加酶口、空氣入口、空氣分布器、空氣出口、物料出口，外夾套上有冷卻水入口和冷卻水出口。反應(yīng)物料以1～2m/s的進(jìn)料速度從物料入口進(jìn)入反應(yīng)罐，催化酶按磷脂質(zhì)量10～20%的比例從加酶口進(jìn)入反應(yīng)罐，凈化空氣從空氣入口進(jìn)入反應(yīng)罐，凈化空氣經(jīng)空氣分布器成為分散的均勻的小氣泡，空氣流速為1～3m/s；反應(yīng)結(jié)束后，物料從物料出口流出，流出的速度為1～2m/s。本發(fā)明質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，有效反應(yīng)容積較大，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)構(gòu)磷脂；采用本發(fā)明質(zhì)構(gòu)磷脂酶法反應(yīng)器及反應(yīng)方法，能夠促進(jìn)反應(yīng)物料的充分循環(huán)，方便有效地控制反應(yīng)，顯著提高不飽和脂肪酸的轉(zhuǎn)化率。
文檔編號C12M1/40GK102827887SQ201210276840
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者彭述輝, 李小林, 熊波, 徐振林, 黃利華, 張挺 申請人:廣州城市職業(yè)學(xué)院, 廣州海莎生物科技有限公司