CN107236664A - 一种生产固定化酶或细胞的固定化装置及其固定化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产固定化酶或细胞的固定化装置及其固定化方法，该装置由混合器、物料分配器、滴定器和固化箱四个主要部分组成，集交联固化剂溶液制备、固定化载体与微生物细胞（或酶）混合溶液制备、固定化酶滴定与固化等功能于一体，批量生产固定化酶。

Description

一种生产固定化酶或细胞的固定化装置及其固定化方法

技术领域

本发明涉及微生物应用技术领域，具体涉及一种生产固定化酶或细胞的固定化装置及其固定化方法。

背景技术

酶的工业应用常常受限于其高成本和快速失活因素影响得不到应有的应用及推广，为了提高酶在工业应用上的经济价值，一般将酶固定于基质上，制成固定化酶。

固定化酶是用一定的材料将活性酶束缚或局限于一定的区域内，但仍能进行酶所特有的催化反应，并可回收和反复使用的一种新技术。与水溶酶相比，固定化酶在保持其专一、高效、温和以及酶的活性可调节控制等特性以外，还有便于分离和回收、可重复多次使用等优点。

目前固定化酶的研究主要集中在酶的固定化载体材料，和确保所转移的酶保持活性的方法上，而对固定化酶的制备设备和工业化应用推广的研究较少。目前专利报道的大多数固定化酶的制备方法中，是采用注射器将固定化载体材料与酶的混和液挤压滴入到交联剂中进行交联固化制备固定化酶，这样的酶固定化方式和工具无法满足工业化生产应用的要求。

因此，目前研究一种利用固定化设备工业化生产固定化酶或细胞的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生产固定化酶或细胞的固定化装置及其固定化方法。该装置或方法不需要加热或降温冷却等辅助设施，在常温条件下就能批量制备固定化酶或细胞，较好地解决了微生物酶或固定化细胞在固定化时由于高温等恶劣条件导致酶失活或活性大幅降低的技术问题，特别适合于生长环境温度在15℃～45℃范围的嗜温性微生物固定化酶的制备，如蔗糖异构酶等的固定化细胞或固定化酶的批量制备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先，本发明提供了一种生产固定化酶或细胞的固定化装置，该装置从上至下依次包括：

用于混合和溶解物料的混合器、物料分配器、用于滴定酶或细胞与固定化载体混合溶液的滴定器和用于盛装交联固化溶液以及形成固化酶或细胞的固化箱；

其中，所述物料分配器为三通分流阀门，所述三通分流阀门包括进口端、出口端和换向口端，所述进口端连接混合器下端的物料出口端，所述出口端连接滴定器的物料入口端，所述换向口端通过导流管连接固化箱；

所述滴定器上设有压缩空气入口，其内的底部设有可拆卸的滴定筛板，所述酶或细胞与固定化载体混合溶液通过滴定筛板形成珠状液滴，珠状液滴滴入固化箱中的交联固化溶液中进行固化。

在本发明中，所述混合器为可以用来将物料混合和溶解的一种装置，这是本领域技术人员所熟知的一种混合搅拌设备，在此并不需要进行特别的限定。

优选的，所述混合器包括一用来盛装物料的容器、搅拌器和电机，搅拌器从容器的上方伸入到容器内，容器的下端物料出口连接物料分配器。

进一步优选的，所述容器为锥形容器。

进一步优选的，所述容器上面设有遮挡盖板，用来遮挡容器。

进一步优选的，所述电机为变频电机，可根据实际需要调节搅拌器的转速；电机固定在支掌架的承重杆上，通过支撑架上的调节固件可以对搅拌器的高度和水平伸缩度进行调节，所述支撑架的底部固定在固化箱底部侧边的承重杆上。

进一步优选的，所述混合器上设有进水口。

优选的，所述三通分流阀门的出口端设有出口控制阀门，用来控制出口端的开与关。

优选的，所述三通分流阀门的换向口端设有换向口控制阀门，用来控制换向口端的开与关。

在本发明中，滴定器为一能用来盛装物料的容器，对该容器的外形并没有特别的限定。

优选的，所述滴定器的外观为圆柱体或非圆柱体如长方体、正方体等形状；非圆柱体的滴定器的内壁四周的内角有一定的弧度，便于清洁。

优选的，所述滴定器的上部设有物料入口、排气口和压力表。

优选的，所述滴定器的下部的相对两侧外壁均设有固位侧板，所述固位侧板搭在固化箱顶部两侧边的承重杆固位边上。

在本发明中，所述筛板上的孔洞的形状并没有特别的限定，可以为圆形、方形、三角形等形状，优选的，孔径大小为0.1mm～3mm，筛板每平方厘米有1～25目数孔洞，根据固定化载体材料的特性和固定化酶或细胞的要求选择相应孔径大小和孔目数的筛板；也可在滴定筛板上安装同等孔径大小、数目的针头来代替孔洞；滴定筛板通过螺栓固定于滴定器下端口，接合处有密封胶垫密封。

在本发明中，固化箱的外形并没有特别限定，具有一定空间的无盖箱体结构即可。

优选的，所述固化箱为长方体，该固化箱的内部分为三个区域，两侧区域为固定化酶或细胞收集区域，中间区域为滴定器的滴定区域，滴定器位于滴定区域的上方。

进一步优选的，所述固定化酶或细胞收集区域的上部设有遮挡盖。

进一步优选的，所述固化箱的内部装有固定化酶或细胞收集网，固化箱体内部设有位于收集网网口上方的、横于箱体两较长侧壁的滑杆，该滑杆穿过收集网的底部、并托起收集网，使得收集网的外观类似为“W”形状，在两侧壁上各设有一条供滑杆移动的滑行轨道。

进一步优选的，所述收集网的网口用有弹性的绳束缚收紧，绳被固定于固化箱四周内壁的固位器上，同时，收集网的底部四角分别固定在固化箱底部对应的四角固位器上，这使收集网相对固定，不会随滑杆的移动而走位。

进一步优选的，所述固化箱的两端收集区域侧壁上均设有线孔，在滑杆上至少各引一根拉绳向固化箱的两端收集区域侧壁的线孔，拉绳从网底穿过，并从两端收集区域侧壁上的线孔穿出，拉动拉绳能够使滑杆向拉力方向所指的一端移动，从而使收集网内的固定化酶或细胞颗粒向收缩一端的区域聚集。

优选的，所述固化箱底部设有出水口。

优选的，所述固化箱箱体上设有若干承重杆和支撑杆，用来支撑整个装置，使其保持稳定。

优选的，所述固化箱底部设有若干移动轮。

优选的，所述滴定筛板与收集网网口的距离为不小于20cm。

其次，本发明还提供一种生产固定化酶或细胞的方法，采用上述装置制备固定化酶或固定化细胞。

具体包括以下步骤：

(1)配制交联固化剂溶液：

在混合器中配制交联固化剂溶液，配制结束后，该交联固化剂溶液通过物料分配器和导流管引入固化箱中；

(2)配制酶或细胞与固定化载体混合溶液：

在混合器中配制酶或细胞与固定化载体混合溶液，配制结束后，该混合溶液通过物料分配器进入滴定器；

(3)固定化酶或细胞的滴定：

通过压缩空气入口向滴定器内通入压缩空气，使混合溶液在重力和罐体压力双重作用下从滴定筛板的孔洞滴落到固化箱中的交联固化剂溶液中，进行固化，固化结束后即得到固定化酶或固定化细胞。

步骤(1)中，具体的操作步骤为：

关闭物料分配器的出口控制阀门和换向口控制阀门，并将1根导流管的一端连接换向口控制阀，另一端接到固化箱内，关闭固化箱出水口；打开混合器的遮挡盖板，向混合器的容器内加入交联固化剂原料，再通过混合器的进水口加水；最后，调节搅拌器的位置，盖上遮挡盖板，开启电机对交联固化剂溶液进行搅拌溶解；物料溶解完全后，关闭电机，打开物料分配器的换向口控制阀门，将固化剂溶液转移到固化箱中；关闭换向口控制阀，将导流管从固化箱内移出，再通过混合器的进水口加水清洗混合器的容器、搅拌器、物料分配器，清洗液通过换向口端转移至废水收集容器中；需要再次配制固化剂时，重复该步骤的操作过程即可。

步骤(2)中，具体的操作步骤为：

关闭物料分配器的换向口控制阀，向混合器的容器内加入固定化载体(比如凝胶剂：海藻酸钠等)、含酶或细胞物质，再通过混合器的进水口加水；最后，盖上遮挡盖板，开启电机对物料溶液进行慢速搅拌分钟；固定化载体完全溶解、物料混合均匀后，关闭电机，打开物料分配器的出口控制阀门，将酶或细胞与固定化载体混合溶液转移到滴定器中，物料转移完毕，关闭物料分配器的出口控制阀门、滴定器的排气口；通过混合器的进水口加水清洗混合器的容器、搅拌器，清洗液从物料分配器的换向口端转移至废水收集容器中。需要再次配制酶或细胞与固定化载体混合溶液时，重复该步骤的操作过程即可。

步骤(3)中，具体的操作步骤为：

通过压缩空气入口向滴定器内通入压缩空气，使混合液在重力和罐体压力双重作用力下从滴定筛板的孔洞滴落到固化箱中的交联固化剂溶液中。其中滴定器内的压力控制为0.01MPa～0.05MPa,以从滴定筛板滴落的液滴呈珠状为准。

当滴定区域内的固定化酶或细胞颗粒较多时，拉动拉绳使得滑杆沿着滑行轨道向一端移动，以使滴定区域内的固定化酶颗粒向收集区域；进一步的，将固定化酶或细胞取出放入到盛有交联固化剂溶液的容器中继续固化一定时间(优选2h)，即得到固定化酶或细胞。

优选的，所述固定化酶为固定化蔗糖异构酶。

与现有技术相比，本发明的其中一些技术方案具有如下有益效果：

(1)采用本发明的装置和/或方法能够实现常温下制备固定化酶，不存在高温条件而产生对酶或细胞不利的影响，有效的保证了固定化酶的酶活性或固定化细胞的生物活性。

(2)采用混合器将载体材料搅拌溶解制备凝胶的方法，相比于载体自身缓慢吸收溶剂形成凝胶的方法，大大地缩短了固定化酶制备的时间:如制备3％海藻酸钠溶液，传统的做法是将海藻酸钠用水浸泡，浸泡4h以后才完全溶解而没有粉末状颗粒，而采用本发明的搅拌溶解法，仅需30分钟左右就能获得完全溶解好的海藻酸钠溶液，时间缩短8倍以上；同时，在完成制备一批载体的混合溶解和放料以后，可以继续投入下一批物料进行混合溶解，即进行连续化生产作业。

(3)本发明的滴定器可以一次滴定大批量凝胶颗粒，生产效率之高远非人工手动针管滴定方法可比；在滴定完一批料液后，通过排气口放空罐压，可以继续加入物料进行滴定，即进行连续化生产作业。

(4)本发明的收集网在滑杆的推动下，将固化箱滴定区域内初步固化的固定化酶或细胞收集到固化箱一端的收集区域内，便于及时将固定化酶或细胞从中取出；采用这种每隔一段时间收集一次固定化酶或细胞的方法，优点在于避免滴定区域内固定化酶或细胞粘连在一起：如果滴定区域内交联固化剂溶液中的固定化酶或细胞颗粒过多、挤压重叠在一起，当有新滴落的凝胶液下落到交联固化剂溶液时，就无法获得进入固化剂溶液的空间，那么新滴落的凝胶液就会与下方的固定化酶或细胞颗粒粘连在一起结成团、或块；同时，采用收集网定期收集固定化酶或细胞的方法也为前工段的连续化生产作业有效提供保障。

(5)本发明采用混合器与物料分配器连接使用的方法，使混合器既可作为固定化载体混合溶解之器具，也可以作为交联固化剂溶解混合之器具，节省了生产设备投入费用。

(6)本发明的物料分配器带有换向口端，便于生产过程中轮换制备固定化载体混合溶液和交联固化剂溶液，有利于提高生产效率:固定化载体混合溶液从物料分配器的出口端进入滴定器，交联固化剂溶液从换向口端进入固化箱，清洗混合器的废液从换向口端进入废液收集容器。

(7)本发明的装置拆卸方便，便于进行离位清洁、消毒，满足微生物对器具洁净度的高标准要求。

(8)本发明的装置结构简单、加工制造成本低，维修和保养成本低廉。

(9)本发明的装置使用方法简单、安全，固定化酶或细胞的固定化方法便于推广。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明固定化装置的结构示意图。

图2为固化箱的结构示意图。

其中，1-混合器，2-物料分配器，3-滴定器，4-固化箱；

11-容器，12-搅拌器，13-电机，14-遮挡盖板，15-进水阀；

21-出口控制阀门，22-换向口控制阀门；

31-压缩空气入口，32-排气口，33-压力表，34-滴定筛板，35-固位侧板；

401-收集区域，402-滴定区域，403-固位边，404-收集网，405-滑杆，406-滑行轨道，

407-出水口，408-承重杆，409-支掌杆，410-移动轮，411-拉绳，412-线孔，413-遮挡盖。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

正如背景技术所介绍的，现有技术中固定化酶的制备设备和工业化应用推广的研究较少，无法满足固定化酶或细胞的工业化生产应用的要求，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种生产固定化酶或细胞的固定化装置，从上至下依次包括：用于混合和溶解物料的混合器1、物料分配器2、滴定器3和固化箱4；集交联固化剂溶液制备、固定化载体与微生物细胞(或酶)混合溶液制备、固定化酶(或细胞)滴定与固化等功能于一体，批量生产固定化酶。详见图1。

其中，所述物料分配器2为三通分流阀门，所述三通分流阀门包括进口端、出口端和换向口端，所述进口端连接混合器1下端的物料出口端，所述出口端连接滴定器3的物料入口端，所述换向口端通过导流管连接固化箱4；

所述滴定器3上设有压缩空气入口31，其内的底部设有可拆卸的滴定筛板34。

在本发明优选的实施方式中，所述混合器1包括一用来盛装物料的容器11、搅拌器12和电机13，搅拌器12从容器11的上方伸入到容器11内，容器11的下端物料出口连接物料分配器2。

其中，所述容器11的为一锥形圆柱体(上面的圆柱体和下面锥形体结合而成)或其他形状，在其上面设有遮挡盖板14，遮挡盖板14为可自由开启和拆卸的两个半圆型扇叶，一个扇叶上有进水口15，扇叶直线边缘中心位置开有一个凹形开口，开口略比搅拌器轴径大。所述电机13为变频电机，可根据实际需要调节搅拌器12的转速；电机13固定在支掌架的承重杆上，通过支撑架上的调节固件可以对搅拌器12的高度和水平伸缩度进行调节，所述支撑架的底部固定在固化箱4底部侧边的承重杆上。

在本发明优选的实施方式中，所述三通分流阀门的出口端设有出口控制阀门21，用来控制出口端的开与关；所述三通分流阀门的换向口端设有换向口控制阀门22，用来控制换向口端的开与关。

在本发明优选的实施方式中，所述滴定器3的外观为圆柱体或非圆柱体如长方体、正方体等形状；非圆柱体的滴定器3的内壁四周的内角有一定的弧度，便于清洁。滴定器3的顶部设有物料入口、排气口32和压力表33；物料入口与物料分配器2的出口端连接；滴定器3的下部的相对两侧外壁均设有固位侧板35，所述固位侧板35搭在固化箱4顶部两侧边的承重杆固位边403上，通过螺栓稳固。

在本发明优选的实施方式中，滴定筛板34上的孔洞可为圆形、方形、三角形等形状，孔径大小为0.1mm～3mm，筛板每平方厘米有1～25目数孔洞，根据固定化载体材料的特性和固定化酶的要求选择相应孔径大小和孔目数的筛板；也可在筛板上安装同等孔径大小、数目的针头来代替网孔；筛板通过螺栓固定于滴定器下端口，接合处有密封胶垫密封。

在本发明优选的实施方式中，固化箱4为长方体，两端为固定化酶或细胞收集区域401，每个区域都有1个可以自由开启拆卸的遮挡盖413；中间区域是滴定器3的滴定区域402，滴定器垂直悬挂在固化箱顶部相对两侧边的承重杆固位边403上，通过螺栓固定；固化箱4内安装有固定化酶或细胞收集网404，网口水平面上方(距离网口水平面2cm左右)有一根横于两侧壁的滑杆405，在两侧壁同一水平位置上各有一条供滑杆405移动的滑行轨道406，离滴定器3的滴定筛板34距离收集网404网口水平面高20cm以上，以保证酶或细胞与固定化载体的混合液在下落过程中形成珠状需要的时间；固化箱4底部设有出水口407，底部相对的两侧边各有一承重杆408与侧面的承重支掌杆409连接，在底部承重杆408之间有承重杆连接，两侧的承重杆408上安装有供该装置移动的移动轮410。详见图2。

在本发明优选的实施方式中，滑杆405穿过收集网404底部、并托起收集网404，横置于固化箱4两侧壁的滑杆滑行轨道406上；收集网404外观类似为“W”形状，网线具有一定的柔韧性，网孔比较细密；网口用有弹性的橡皮绳或弹簧绳束缚收紧，橡皮绳被固定于箱内壁的固位器上，同时，网的底部四角分别固定在箱底对应的四角固位器上，这使收集网相对固定，不会随滑杆的移动而走位；在滑杆405中心部位各引1根拉绳411向固化箱4的两端箱壁的线孔412，滑杆405与线孔412同一水平的位置，拉绳411从网底穿过，并从线孔412穿出，拉动拉绳411使滑杆405向相应的一端移动，从而使收集网404内的固定化酶或细胞颗粒向收缩一端的收集区域401聚集。

实施例2

一种利用实施例1中固定化装置工业化生产固定化蔗糖异构酶的方法，包括如下步骤：

(1)配制6％氯化钙蔗糖溶液(交联固化剂溶液)：关闭物料分配器2的出口控制阀门21和换向口控制阀门22，并用1根硅胶管的一端连接换向口控制阀22，另一端接到固化箱4内，关闭固化箱4出水口407；打开混合器1的遮挡盖板14，向混合器1的容器11内加入6％(W/V)氯化钙、30％(W/V)白砂糖，再开启进水阀15加入50L水；最后，调节搅拌器12的位置，盖上遮挡盖板14，开启电机13对交联固化剂溶液进行搅拌溶解；物料溶解完全后，关闭电机13，打开物料分配器2的换向口控制阀门22，将固化剂溶液转移到固化箱4中；关闭换向口控制阀22，将硅胶管从固化箱4内移出，打开进水阀15加入适量水清洗混合器1的容器11、搅拌器12、物料分配器2，清洗液通过换向口端转移至废水收集容器中。需要再次配制固化剂时，重复该步骤的操作过程即可。

(2)酶与海藻酸钠混合溶液的制备：关闭物料分配器2的换向口控制阀门22，向混合器1的容器11内加入2.5％(W/V)海藻酸钠、10％(W/V)蔗糖异构酶菌泥，再开启进水阀15加入50L水；最后，盖上遮挡盖板14，开启电机13对物料溶液进行慢速搅拌30分钟；海藻酸钠完全溶解、物料混合均匀后，关闭电机13，打开物料分配器2出口控制阀门21，将酶与海藻酸钠混合溶液转移到滴定器3中，物料转移完毕，关闭物料分配器2的出口控制阀门21、滴定器3的排气口32；打开进水阀15加入适量水清洗混合器1的容器11、搅拌器12，清洗液从物料分配器2的换向口端转移至废水收集容器中。需要再次配制酶与海藻酸钠混合溶液时，重复该步骤的操作过程即可。

(3)固定化酶的滴定:打开压缩空气入口阀(压缩空气入口31)缓慢通入压缩空气，使混合液在重力和罐体压力双重作用力下从滴定筛板34(筛板孔径约2mm)的孔洞滴落到固化箱4的氯化钙蔗糖溶液中；当混合液的液位高时需要的罐空气压力可以低些，液位低时需要的罐空气压高些，一般压力表的指数在0.01MPa～0.05MPa,以从滴定筛板34滴落的液滴呈珠状为准。

(4)固定化酶的固化和收集:当滴定区域402内的固定化酶颗粒比较多时，拉动拉绳411使得滑杆405沿着滑行轨道向一端移动，以使滴定区域402内的固定化酶颗粒向收集区域401，将固定化酶取出放入到盛有氯化钙蔗糖溶液的容器中继续固化2h；固化好的固定化蔗糖异构酶如绿豆颗粒状、直径3mm左右大小，富有弹性，用力挤压不会碎裂。

固定化蔗糖异构酶的使用效果：

将制备好的固定化蔗糖异构酶颗粒装填到转化柱中进行蔗糖异构化，在28℃和PH5.5左右的白砂糖溶液中连续转化20批次，固定化酶颗粒依然完整、有弹性，用力挤压不易碎裂，固定化酶对蔗糖的异构化能力保持原有的80％左右。

实施例3

一种利用固定化装置工业化生产固定化蔗糖异构酶的方法，包括如下步骤：

(1)配制3％氯化钙蔗糖溶液(交联固化剂溶液)：关闭物料分配器2出口控制阀门21和换向口控制阀门22，并用1根硅胶管的一端连接换向口控制阀22，另一端接到固化箱4内，关闭固化箱4出水口407；打开混合器1的遮挡盖板14，向混合器1的容器11内加入3％(W/V)氯化钙、25％(W/V)白砂糖，再开启进水阀15加入50L水；最后，调节搅拌器12的位置，盖上遮挡盖板14，开启电机13对交联固化剂溶液进行搅拌溶解；物料溶解完全后，关闭电机13，打开物料分配器2的换向口控制阀门22，将固化剂溶液转移到固化箱4中；关闭换向口控制阀门22，将硅胶管从固化箱4内移出，打开进水阀15加入适量水清洗混合器1的容器11、搅拌器12、物料分配器2，清洗液通过换向口端转移至废水收集容器中。需要再次配制固化剂时，重复该步骤的操作过程即可。

(2)酶与海藻酸钠混合溶液的制备：关闭物料分配器2的换向口控制阀22，向混合器1的容器11内加入1.5％(W/V)海藻酸钠、6％(W/V)蔗糖异构酶菌泥，再开启进水阀15加入50L水；最后，盖上遮挡盖板14，开启电机13对物料溶液进行慢速搅拌30分钟；海藻酸钠完全溶解、物料混合均匀后，关闭电机13，打开物料分配器2的出口控制阀门21，将酶与海藻酸钠混合溶液转移到滴定器3中，物料转移完毕，关闭物料分配器2的出口控制阀门21、滴定器3的排气口32；打开进水阀15加入适量水清洗混合器1的容器11、搅拌器12，清洗液从物料分配器2的换向口端转移至废水收集容器中。需要再次配制酶与海藻酸钠混合溶液时，重复该步骤的操作过程即可。

(3)固定化酶的滴定:打开压缩空气入口阀(压缩空气入口31)缓慢通入压缩空气，使混合液在重力和罐体压力双重作用力下从滴定筛板34(筛板上的针头孔径约1mm)的针头滴落到固化箱3的氯化钙蔗糖溶液中；当混合液的液位高时需要的罐空气压力可以低些，液位低时需要的罐空气压高些，一般压力表的指数在0.03MPa～0.06MPa,以从滴定筛板34滴落的液滴呈珠状为准。

(4)固定化酶的固化和收集:当滴定区域402内的固定化酶颗粒比较多时，拉动拉绳411使得滑杆405沿着滑行轨道向一端移动，以使滴定区域402内的固定化酶颗粒向收集区域401，将固定化酶取出放入到盛有氯化钙蔗糖溶液的容器中继续固化2h；固化好的固定化蔗糖异构酶如绿豆颗粒状、直接2mm左右大小，富有弹性，用力挤压不会碎裂。

固定化蔗糖异构酶的使用效果：

将制备好的固定化蔗糖异构酶颗粒装填到转化柱中进行蔗糖异构化，在28℃和PH5.5左右的白砂糖溶液中连续转化20批次，固定化酶颗粒依然完整、有弹性，用力挤压不易碎裂，固定化酶对蔗糖的异构化能力保持原有的80％左右。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生产固定化酶或细胞的固定化装置，其特征是，该装置从上至下依次包括：

用于混合和溶解物料的混合器、物料分配器、用于滴定酶或细胞与固定化载体混合溶液的滴定器和用于盛装交联固化剂溶液以及形成固化酶或细胞的固化箱；

其中，所述物料分配器为三通分流阀门，所述三通分流阀门包括进口端、出口端和换向口端，所述进口端连接混合器下端的物料出口端，所述出口端连接滴定器的物料入口端，所述换向口端通过导流管连接固化箱；

所述滴定器上设有压缩空气入口，其内的底部设有可拆卸的滴定筛板，所述酶或细胞与固定化载体混合溶液通过滴定筛板形成珠状液滴，珠状液滴滴落至固化箱中的交联固化剂溶液中进行固化。

2.如权利要求1所述的固定化装置，其特征是：所述混合器包括一用来盛装物料的容器、搅拌器和电机，搅拌器从容器的上方伸入到容器内，容器的下端物料出口连接物料分配器；

优选的，所述混合器上设有进水口；

优选的，所述容器为锥形容器；

优选的，所述容器上面设有遮挡盖板；

优选的，所述电机为变频电机；

进一步优选的，电机固定在支掌架的承重杆上，通过支撑架上的调节固件对搅拌器的高度和水平伸缩度进行调节，所述支撑架的底部固定在固化箱底部侧边的承重杆上；

优选的，所述三通分流阀门的出口端设有出口控制阀门；所述三通分流阀门的换向口端设有换向口控制阀门。

3.如权利要求1所述的固定化装置，其特征是：所述滴定器的外观为圆柱体或非圆柱体；非圆柱体的滴定器的内壁四周的内角有一定的弧度；

优选的，所述滴定器的上部设有物料入口、排气口和压力表；

优选的，所述滴定器的下部的相对两侧外壁均设有固位侧板，所述固位侧板搭在固化箱顶部两侧边的承重杆固位边上。

4.如权利要求1所述的固定化装置，其特征是：所述滴定筛板的孔洞为圆形、方形、三角形；

优选的，孔洞的大小为0.1mm～3mm，筛板每平方厘米有1～25目数孔洞；

优选的，滴定筛板上安装同等孔径大小、数目的针头来代替孔洞；

优选的，滴定筛板通过螺栓固定于滴定器下端口，接合处有密封胶垫密封。

5.如权利要求1所述的固定化装置，其特征是：所述固化箱为长方体，该固化箱的内部分为三个区域，两侧区域为固定化酶或细胞收集区域，中间区域为滴定器的滴定区域，滴定器位于滴定区域的上方；

优选的，所述固定化酶或细胞收集区域的上部设有遮挡盖；

优选的，所述固化箱底部设有出水口；

优选的，所述固化箱箱体上设有若干承重杆和支撑杆；

所述固化箱底部设有若干移动轮。

6.如权利要求1所述的固定化装置，其特征是：所述固化箱的内部装有固定化酶或细胞收集网，固化箱体内部设有位于收集网网口上方的、横于箱体两较长侧壁的滑杆，该滑杆穿过收集网的底部、并托起收集网，在两侧壁上各设有一条供滑杆移动的滑行轨道；

优选的，所述收集网的网口用有弹性的绳束缚收紧，绳被固定于固化箱四周内壁的固位器上，同时，收集网的底部四角分别固定在固化箱底部对应的四角固位器上。

7.如权利要求6所述的固定化装置，其特征是：所述固化箱的两端收集区域侧壁上均设有线孔，在滑杆上至少各引一根拉绳向固化箱的两端收集区域侧壁的线孔，拉绳从网底穿过，并从两端收集区域侧壁上的线孔穿出，拉动拉绳能够使滑杆向拉力方向所指的一端移动，从而使收集网内的固定化酶或细胞颗粒向收缩一端的区域聚集。

8.如权利要求6所述的固定化装置，其特征是：所述滴定筛板与收集网网口的距离为不小于20cm。

9.一种生产固定化酶或细胞的方法，其特征是，采用权利要求1~8中任一项所述的装置制备固定化酶或固定化细胞。

10.如权利要求9所述的方法，其特征是，具体包括以下步骤：

（1）配制交联固化剂溶液：

在混合器中配制交联固化剂溶液，配制结束后，该交联固化剂溶液通过物料分配器和导流管引入固化箱中；

（2）配制酶或细胞与固定化载体混合溶液：

在混合器中配制酶或细胞与固定化载体混合溶液，配制结束后，该混合溶液通过物料分配器进入滴定器；

（3）固定化酶或细胞的滴定：

通过压缩空气入口向滴定器内通入压缩空气，使混合溶液在重力和罐体压力双重作用下从滴定筛板的孔洞滴落到固化箱中的交联固化剂溶液中，进行固化，固化结束后即得到固定化酶或固定化细胞。