CN115141748A - 一种微孔膜管反应器及其用于固定化酶催化反应中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微孔膜管反应器及其用于固定化酶催化反应中的应用，包括气泡发生模块、浆料反应模块和产物收集模块。气泡发生模块包括供气组件和微孔膜管；浆料反应模块包括供料组件和反应罐；产物收集模块包括排料组件和产物收集罐；微孔膜管设置在反应罐内，与位于反应罐外部的供气组件连接，通过微孔膜管在反应罐内产生微纳米气泡；反应罐通过供料组件向罐内输送物料，在微纳米气泡下强化反应；产物收集罐通过排料组件与反应罐连接，将反应产物送入产物收集罐内。本发明通过微气泡与搅拌器的共同作用使气‑液、液‑液、固‑液混合更充分，提高酶与氧气、酶与底物的传质效率，同时减弱搅拌器对固定化酶产生的损害作用，实现高的底物转化率。
Description
技术领域
本发明属于生物催化领域，涉及一种微孔膜管反应器及其在固定化酶催化反应中的用途。
背景技术
羟基酪醇(Hydroxytyrosol,HT)是一种具有邻苯二酚结构的化学物质，由于具有酚羟基与醇羟基结构使羟基酪醇兼具水溶性与脂溶性，且多羟基也使羟基酪醇具有超强抗氧化能力自由基清除能力。研究表明，羟基酪醇的性质使它具有消炎作用，扩张血管、抗菌和抗衰老作用，可以降低某些癌症如乳腺、子宫癌、消化道癌等的发病率等作用。基于羟基酪醇优秀的生理药理活性，羟基酪醇的制备方法一直是该领域的研究热点。相对于传统酸、碱、高温降解橄榄苦苷或化学合成法制备羟基酪醇，固定化酶法制备羟基酪醇具有更高的选择性、温和性、环境友好性和经济循环性。
酪氨酸酶(EC 1.14.18.1)是一种含铜氧化还原酶，在催化反应中酪氨酸酶具有单酚酶活性和双酚酶活性，在氧气作用下可以将单酚物质氧化为邻二酚物质，进一步将邻二酚氧化为邻醌。利用酪氨酸酶独特的催化活性合成邻二酚结构的羟基酪醇已饱受关注，为避免羟基酪醇被酪氨酸酶过化转化为邻醌结构的3,4-醌-苯乙醇，在反应中投入还原剂可以还原邻醌物质为邻酚物质从而促进羟基酪醇产物积累。葡萄糖脱氢酶(Glucosedehydrogenase,GCDH)是一种NAD(P)+依赖型的氧化还原酶，催化D-葡萄糖和NAD(P)生成D-葡萄糖内酯和NAD(P)H。利用共固定酪氨酸酶与葡萄糖脱氢酶，以酪醇、NAD+、葡萄糖为底物可以制备高产率羟基酪醇。
在氧化还原酶催化体系中，传质效率和氧气含量是影响酶催化效率的重要因素。Fujikawa以扩散板作为气体分布器制造微纳米气泡，通过调节扩散板转速和进气量实现对气泡尺寸和数量的控制。发明专利CN 205252919公开了一种基于溶气释气法产生微纳米气泡，以文丘里高效气液混合器作为气液混合器，雾化喷头作为气体分布器。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种微孔膜管反应器，利用微纳米气泡实现反应体系的充分混合，提高反应传质效率。
本发明的另一目的，在于提供该微孔膜管反应器在固定化酶催化反应中的应用。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种微孔膜管反应器，包括气泡发生模块、浆料反应模块和产物收集模块。
其中，所述气泡发生模块包括供气组件和微孔膜管；所述浆料反应模块包括供料组件和反应罐；所述产物收集模块包括排料组件和产物收集罐；
所述微孔膜管设置在反应罐内，与位于反应罐外部的供气组件连接，通过微孔膜管在反应罐内产生微纳米气泡；所述反应罐通过供料组件向罐内输送物料，在微纳米气泡下强化反应；产物收集罐通过排料组件与反应罐连接，将反应产物送入产物收集罐内。
具体地，所述供气组件包括压缩空气瓶、截止阀和气体流量计；所述压缩空气瓶通过气体管道与反应罐内的微孔膜管连接，所述截止阀和气体流量计依次设置在该气体管道上。压缩空气瓶用于储备压缩空气；截止阀用于控制气体流动；气体流量计用于记录气体流量。微孔膜管作为气体分布器，从反应罐底部安装，气体从压缩空气瓶出口经截止阀，气体流量计由微孔膜管底端进入微孔膜管内，维持管内压力大于管外压力，在内外压差作用下，气体被微孔膜管的微孔离散形成微气泡，管外流动的剪切流带走气泡形成气液混合体系。
具体地，所述供料组件包括固体储罐和液体储罐；所述固体储罐底部的固体储罐出料口与位于反应罐顶部的反应罐固体进料口通过管道连接，向反应罐内输送固体物料；所述液体储罐底部的液体储罐出料口与位于反应罐顶部的反应罐液体进料口通过管道连接，向反应罐内输送液体物料；所述液体储罐出料口与反应罐液体进料口之间的管道上，还设有第一气相平衡管。
具体地，所述反应罐内设置搅拌器，所述搅拌器的搅拌电机安装在反应罐的顶部外侧；反应罐的顶部设有排气口，底部设有出料口；所述出料口通过管道与产物收集罐连接。固体储罐储备反应所需固定化酶，固定化酶可以是但不限于亲和吸附共固定化酶、物理吸附共固定化酶、包埋共固定化酶、通过共价作用或离子作用形成的固定化酶颗粒/粉末。液体储罐储备反应所需底物混合物；反应罐为固定化酶与底物反应装备。搅拌器为反应罐内固液气混合辅助设备。
进一步地，所述反应罐的外壁上设有控温夹套，所述控温夹套的入水口和出水口分别位于反应罐上部的两侧。
更进一步地，所述出料口处，还安装有过滤组件。过滤组件用于固定化酶与反应液固液分离。固定化酶反应结束后固定化酶固体颗粒/粉末被过滤组件截留在反应罐内继续缓冲液或纯水冲洗后重复使用。
具体地，所述的排料组件包括第一离心泵、旋风分离器和第二离心泵；所述第一离心泵和旋风分离器依次安装在排气口与产物收集罐之间的连接管道上，通过第一离心泵将反应罐内气相产物抽至旋风分离器中进行气液分离，分离出的液相送入产物收集罐内；所述第二离心泵安装在出料口与产物收集罐之间的连接管道上，用于将反应罐内液相产物输送至产物收集罐内；所述排气口与产物收集罐之间的连接管道上还设有第二气相平衡管。
固定化酶反应时，反应多余气体从反应罐排气口依次经过第一离心泵、气相平衡管进入旋风分离器；旋风分离器侧壁上方设置废气排气口，下方设置液体出料口。进入旋风分离器的气体经过分离后从废气排气口排出，若气体携带少量液体或水汽经过分离后从旋风分离器底端液体出料口排出。该液体出料口连接产物收集罐顶端进料口；产物收集罐与反应罐出料口通过第二离心泵连接，反应罐底端出料口依次连接第二离心泵、产物收集罐左侧进料口。
优选地，所述的微孔膜管为陶瓷微孔膜管、金属微孔膜管、塑料微孔膜管中的任意一种。其中，陶瓷微孔膜管是但不限于氧化铝微孔膜；金属微孔膜管是但不限于钛金属微孔莫管、镍金属微孔膜管、不锈钢金属微孔膜管；塑料微孔膜管是但不限于聚乙烯微孔膜管、聚四氟乙烯微孔膜管、聚丙烯微孔膜管。陶瓷微孔膜管孔径在0.3μm-4μm范围之间；金属微孔膜管孔径在0.3μm～1μm范围之间；塑料微孔膜管孔径在0.01～10μm范围之间。陶瓷微孔膜管、金属微孔膜管、塑料微孔膜管产生气泡平均粒径在20～50μm之间。
进一步地，本发明还要求保护上述微孔膜管反应器在用于固定化酶催化反应中的应用。
优选地，所述的固定化酶催化反应为固定酪氨酸酶和葡萄糖脱氢酶催化反应制备羟基酪醇。
具体地，上述反应器在固定酪氨酸酶和葡萄糖脱氢酶催化反应制备羟基酪醇的具体步骤包括：
(1)首先将微孔膜管封装在固定化酶反应罐内，2-10g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口经反应罐固体进料口进入反应罐。
(2)将反应底物为质量分数15％～20％的酪醇、40％～60％的葡萄糖、35％～55％％的NAD+pH 7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口经第一气相平衡管和反应罐液体进料口进入反应罐。
(3)启动搅拌器，调节气体流量计使压缩空气0.4-0.8L/min进入微孔膜管微气泡发生器，在内外压差和微孔膜管离散作用下压缩空气形成微气泡被流动固液混合物带走均匀分散在反应罐中。反应罐内多余空气经反应罐排气口及与排气口连接的第一离心泵流出至旋风分离器分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经反应罐出料口在第二离心泵作用下进入产物收集罐。最后取样品进行检测酪醇转化率与羟基酪醇产率。
有益效果：
(1)本发明将微孔膜管发生器与固定化酶反应装置组合，微孔膜管产生更小粒径和不同的界面性质的微气泡，有大的比表面积、在水中停留时间久、溶解度更大等特性。微气泡与搅拌器的共同作用使气-液、液-液、固-液混合更充分，提高酶与氧气、酶与底物的传质效率，同时实现高的底物转化率。
(2)本发明除了可以提高传质效率，使用微气泡发生器还可以减弱搅拌器对固定化酶产生的损害作用。无微气泡发生器时搅拌器需要更高的转速产生更大的剪切力使反应釜内固液气充分混合，但大的剪切力对固定化酶容易造成不可逆转的损害，如酶活损失、酶脱落、载体被破坏等。使用微气泡发生器既可以保证良好的固液气混合效果，又可以降低流体剪切力对固定化酶的损害，保证固定化酶的催化效果与使用批次不受影响。
(3)本发明使用微孔膜管作为微气泡发生装置，相对于其他微气泡发生装置微孔管具有更小的孔径，形成气泡粒径更小，不易发生固定化酶堵塞孔径现象。且通过控制微孔膜管孔径和气体流速可以控制气泡大小和数量进一步控制传质效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是该微孔膜管反应器的整体结构示意图。
其中，各附图标记分别代表：
1压缩空气瓶；2截止阀；3气体流量计；4微孔膜管；5固体储罐；6固体储罐出料口；7反应罐固体进料口；8反应罐；9控温夹套；10入水口；11搅拌器；12液体储罐；13液体储罐出料口；14第一气相平衡管；15反应罐液体进料口；16排气口；17出水口；18第一离心泵；19第二气相平衡管；20旋风分离器；21废气排气口；22过滤组件；23出料口；24第二离心泵；25产物收集罐。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
如图1所示，本发明微孔膜管反应器包括气泡发生模块、浆料反应模块和产物收集模块。
其中，气泡发生模块包括供气组件和微孔膜管4；浆料反应模块包括供料组件和反应罐8；所述产物收集模块包括排料组件和产物收集罐25。
微孔膜管4设置在反应罐8内，与位于反应罐8外部的供气组件连接，通过微孔膜管4在反应罐8内产生微纳米气泡；所述反应罐8通过供料组件向罐内输送物料，在微纳米气泡下强化反应；产物收集罐25通过排料组件与反应罐8连接，将反应产物送入产物收集罐25内。
供气组件包括压缩空气瓶1、截止阀2和气体流量计3；所述压缩空气瓶1通过气体管道与反应罐8内的微孔膜管4连接，所述截止阀2和气体流量计3依次设置在该气体管道上。压缩空气瓶用于储备压缩空气；截止阀用于控制气体流动；气体流量计用于记录气体流量。微孔膜管4作为气体分布器，从反应罐8底部安装，气体从压缩空气瓶1出口经截止阀2，气体流量计3由微孔膜管底端进入微孔膜管内，维持管内压力大于管外压力，在内外压差作用下，气体被微孔膜管的微孔离散形成微气泡，管外流动的剪切流带走气泡形成气液混合体系。
供料组件包括固体储罐5和液体储罐12；所述固体储罐5底部的固体储罐出料口6与位于反应罐8顶部的反应罐固体进料口7通过管道连接，向反应罐8内输送固体物料；所述液体储罐12底部的液体储罐出料口13与位于反应罐8顶部的反应罐液体进料口15通过管道连接，向反应罐8内输送液体物料；所述液体储罐出料口13与反应罐液体进料口15之间的管道上，还设有第一气相平衡管14。
反应罐8内设置搅拌器11，所述搅拌器11的搅拌电机安装在反应罐8的顶部外侧；反应罐8的顶部设有排气口16，底部设有出料口23；所述出料口23通过管道与产物收集罐25连接。固体储罐5储备反应所需固定化酶，固定化酶可以是但不限于亲和吸附共固定化酶、物理吸附共固定化酶、包埋共固定化酶、通过共价作用或离子作用形成的固定化酶颗粒/粉末。液体储罐12储备反应所需底物混合物；反应罐8为固定化酶与底物反应装备。搅拌器11为反应罐8内固液气混合辅助设备。
反应罐8的外壁上设有控温夹套9，所述控温夹套9的入水口10和出水口17分别位于反应罐8上部的两侧。
出料口23处，还安装有过滤组件22。过滤组件用于固定化酶与反应液固液分离。固定化酶反应结束后固定化酶固体颗粒/粉末被过滤组件22截留在反应罐8内继续缓冲液或纯水冲洗后重复使用。
排料组件包括第一离心泵18、旋风分离器20和第二离心泵24；所述第一离心泵18和旋风分离器20依次安装在排气口16与产物收集罐25之间的连接管道上，通过第一离心泵18将反应罐8内气相产物抽至旋风分离器20中进行气液分离，分离出的液相送入产物收集罐25内；所述第二离心泵24安装在出料口23与产物收集罐25之间的连接管道上，用于将反应罐8内液相产物输送至产物收集罐25内；所述排气口16与产物收集罐25之间的连接管道上还设有第二气相平衡管19。
固定化酶反应时，反应多余气体从反应罐排气口16依次经过第一离心泵18、气相平衡管19进入旋风分离器；旋风分离器20侧壁上方设置废气排气口21，下方设置液体出料口。进入旋风分离器20的气体经过分离后从废气排气口21排出，若气体携带少量液体或水汽经过分离后从旋风分离器底端液体出料口排出。该液体出料口连接产物收集罐25顶端进料口；产物收集罐25与反应罐出料口23通过第二离心泵24连接，反应罐底端出料口23依次连接第二离心泵24、产物收集罐25左侧进料口。
微孔膜管4为陶瓷微孔膜管、金属微孔膜管、塑料微孔膜管中的任意一种。其中，陶瓷微孔膜管是但不限于氧化铝微孔膜；金属微孔膜管是但不限于钛金属微孔莫管、镍金属微孔膜管、不锈钢金属微孔膜管；塑料微孔膜管是但不限于聚乙烯微孔膜管、聚四氟乙烯微孔膜管、聚丙烯微孔膜管。陶瓷微孔膜管孔径在0.3μm-4μm范围之间；金属微孔膜管孔径在0.3μm～1μm范围之间；塑料微孔膜管孔径在0.01～10μm范围之间。陶瓷微孔膜管、金属微孔膜管、塑料微孔膜管产生气泡平均粒径在20～50μm之间。
实施例1
将微孔膜管微气泡发生器应用于亲和吸附共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶催化酪醇合成羟基酪醇体系：将陶瓷微孔膜管封装在固定化酶反应罐内8，5g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口6经反应罐固体进料口7进入反应罐8。反应底物为质量分数16.6％的酪醇、43.4％的葡萄糖、40％的NAD+pH 7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口13经第一气相平衡管14和反应罐液体进料口15进入反应罐8。启动搅拌器11，调节气体流量计3使压缩空气0.4-0.8L/min进入微孔膜管微气泡发生器，在内外压差和微孔膜管4离散作用下压缩空气形成微气泡被流动固液混合物带走均匀分散在反应罐中。反应罐内多余空气经反应罐排气口16及与排气口连接的第一离心泵18流出至旋风分离器20分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经反应罐出料口23在第二离心泵24作用下进入产物收集罐25。取样品进行检测，检测结果显示底物酪醇的转化率为100％，产物羟基酪醇的产率为97.32％。
实施例2
将微孔膜管微气泡发生器应用于亲和吸附共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶催化酪醇合成羟基酪醇体系：将金属微孔膜管封装在固定化酶反应罐内8，5g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口6经反应罐固体进料口7进入反应罐8。反应底物为质量分数16.6％的酪醇、43.4％的葡萄糖、40％的NAD+pH7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口13经第一气相平衡管14和反应罐液体进料口15进入反应罐8。启动搅拌器11，调节气体流量计3使压缩空气以0.4-0.8L/min进入微孔膜管微气泡发生器，在内外压差和微孔膜管4离散作用下压缩空气形成微气泡被流动固液混合物带走均匀分散在反应罐中。反应罐内多余空气经反应罐排气口16及与排气口连接的第一离心泵18流出至旋风分离器20分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经反应罐出料口23在第二离心泵24作用下进入产物收集罐25。取样品进行检测，检测结果显示底物酪醇的转化率为100％，产物羟基酪醇的产率为95.64％。
实施例3
将微孔膜管微气泡发生器应用于亲和吸附共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶催化酪醇合成羟基酪醇体系：将塑料微孔膜管封装在固定化酶反应罐内8，5g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口6经反应罐固体进料口7进入反应罐8。反应底物为质量分数16.6％的酪醇、43.4％的葡萄糖、40％的NAD+pH7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口13经第一气相平衡管14和反应罐液体进料口15进入反应罐8。启动搅拌器11，调节气体流量计3使压缩空气以0.4-0.8L/min进入微孔膜管微气泡发生器，在内外压差和微孔膜管4离散作用下压缩空气形成微气泡被流动固液混合物带走均匀分散在反应罐中。反应罐内多余空气经反应罐排气口16及与排气口连接的第一离心泵18流出至旋风分离器20分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经反应罐出料口23在第二离心泵24作用下进入产物收集罐25。取样品进行检测，检测结果显示底物酪醇的转化率为100％，产物羟基酪醇的产率为98.10％。
实施例4
将微孔膜管微气泡发生器应用于亲和吸附共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶催化酪醇合成羟基酪醇体系：将陶瓷微孔膜管封装在固定化酶反应罐内8，0.05g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口6经反应罐固体进料口7进入反应罐8。反应底物为质量分数16.6％的酪醇、43.4％的葡萄糖、40％的NAD+pH 7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口13经第一气相平衡管14和反应罐液体进料口15进入反应罐8。启动搅拌器11，调节气体流量计3使压缩空气0.4-0.8L/min进入微孔膜管微气泡发生器，在内外压差和微孔膜管4离散作用下压缩空气形成微气泡被流动固液混合物带走均匀分散在反应罐中。反应罐内多余空气经反应罐排气口16及与排气口连接的第一离心泵18流出至旋风分离器20分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经反应罐出料口23在第二离心泵24作用下进入产物收集罐25。取样品进行酶活性检测，检测结果显示共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢比酶活为10.26U/g。
对比例1
无微孔膜管微气泡发生器，打开截止阀调节气体流量计3使压缩空气以0.4-0.8L/min进入反应罐8，5g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口6经反应罐固体进料口7进入反应罐8。反应底物为质量分数16.6％的酪醇、43.4％的葡萄糖、40％的NAD+pH7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口13经第一气相平衡管14和反应罐液体进料口15进入反应罐8。启动搅拌器11。反应罐内多余空气经反应罐排气口16及与排气口连接的第一离心泵18流出至旋风分离器20分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，打开反应罐底端出料口22，反应后的液体样品经反应罐出料口在第二离心泵24作用下进入产物收集罐25。取样品进行检测，检测结果显示底物酪醇的转化率为61.37％，产物羟基酪醇的产率为59.12％。
对比例2
无微孔膜管微气泡发生器，打开截止阀调节气体流量计3使压缩空气以0.4-0.8L/min进入反应罐8，0.05g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶(共固定时酪氨酸酶：葡萄糖脱氢酶体积比为1:15)固体颗粒由固体储罐出料口6经反应罐固体进料口7进入反应罐8。反应底物为质量分数16.6％的酪醇、43.4％的葡萄糖、40％的NAD+pH7.5的混合液，底物混合液由液体储罐出料口13经第一气相平衡管14和反应罐液体进料口15进入反应罐8。启动搅拌器11。反应罐内多余空气经反应罐排气口16及与排气口连接的第一离心泵18流出至旋风分离器20分离后排出。控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经反应罐出料口23在第二离心泵24作用下进入产物收集罐25。对照实施例4相同条件下，取样品进行酶活性检测，检测结果显示共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢比酶活为6.07U/g。
本发明提供了一种微孔膜管反应器及其用于固定化酶催化反应中的应用的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种微孔膜管反应器，其特征在于，包括气泡发生模块、浆料反应模块和产物收集模块；
所述气泡发生模块包括供气组件和微孔膜管(4)；所述浆料反应模块包括供料组件和反应罐(8)；所述产物收集模块包括排料组件和产物收集罐(25)；
所述微孔膜管(4)设置在反应罐(8)内，与位于反应罐(8)外部的供气组件连接，通过微孔膜管(4)在反应罐(8)内产生微纳米气泡；所述反应罐(8)通过供料组件向罐内输送物料，在微纳米气泡下强化反应；产物收集罐(25)通过排料组件与反应罐(8)连接，将反应产物送入产物收集罐(25)内。
2.根据权利要求1所述的微孔膜管反应器，其特征在于，所述供气组件包括压缩空气瓶(1)、截止阀(2)和气体流量计(3)；所述压缩空气瓶(1)通过气体管道与反应罐(8)内的微孔膜管(4)连接，所述截止阀(2)和气体流量计(3)依次设置在该气体管道上。
3.根据权利要求1所述的微孔膜管反应器，其特征在于，所述供料组件包括固体储罐(5)和液体储罐(12)；所述固体储罐(5)底部的固体储罐出料口(6)与位于反应罐(8)顶部的反应罐固体进料口(7)通过管道连接，向反应罐(8)内输送固体物料；所述液体储罐(12)底部的液体储罐出料口(13)与位于反应罐(8)顶部的反应罐液体进料口(15)通过管道连接，向反应罐(8)内输送液体物料；所述液体储罐出料口(13)与反应罐液体进料口(15)之间的管道上，还设有第一气相平衡管(14)。
4.根据权利要求1所述的微孔膜管反应器，其特征在于，所述反应罐(8)内设置搅拌器(11)，所述搅拌器(11)的搅拌电机安装在反应罐(8)的顶部外侧；反应罐(8)的顶部设有排气口(16)，底部设有出料口(23)；所述出料口(23)通过管道与产物收集罐(25)连接。
5.根据权利要求4所述的微孔膜管反应器，其特征在于，所述反应罐(8)的外壁上设有控温夹套(9)，所述控温夹套(9)的入水口(10)和出水口(17)分别位于反应罐(8)上部的两侧；
所述出料口(23)处，还安装有过滤组件(22)。
6.根据权利要求4所述的微孔膜管反应器，其特征在于，所述的排料组件包括第一离心泵(18)、旋风分离器(20)和第二离心泵(24)；所述第一离心泵(18)和旋风分离器(20)依次安装在排气口(16)与产物收集罐(25)之间的连接管道上，通过第一离心泵(18)将反应罐(8)内气相产物抽至旋风分离器(20)中进行气液分离，分离出的液相送入产物收集罐(25)内；所述第二离心泵(24)安装在出料口(23)与产物收集罐(25)之间的连接管道上，用于将反应罐(8)内液相产物输送至产物收集罐(25)内；所述排气口(16)与产物收集罐(25)之间的连接管道上还设有第二气相平衡管(19)。
7.根据权利要求1所述的微孔膜管反应器，其特征在于，所述的微孔膜管(4)为陶瓷微孔膜管、金属微孔膜管、塑料微孔膜管中的任意一种。
8.权利要求1～7中任意一项所述的微孔膜管反应器在用于固定化酶催化反应中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，所述的固定化酶催化反应为固定酪氨酸酶和葡萄糖脱氢酶催化反应制备羟基酪醇。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：
(1)首先将微孔膜管封装在固定化酶反应罐内，2-10g/L共固定酪氨酸酶/葡萄糖脱氢酶固体颗粒由供料组件送入反应罐；
(2)将反应底物混合液由供料组件送入反应罐；
(3)启动反应罐内搅拌器，调节气体流量计使压缩空气以0.4-0.8L/min进入微孔膜管微气泡发生器，在内外压差和微孔膜管离散作用下压缩空气形成微气泡被流动固液混合物带走均匀分散在反应罐中；控制反应罐温度30℃反应30min后停止气体输送，反应后的液体样品经排料组件送入产物收集罐。
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