CN105693884A - 一种骨多肽与硫酸软骨素的联产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及联产装置。更具体地说，本发明涉及骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，包括：第一罐体，其具有一允许经热压提取后的鸡骨架提取液进入的第一进口和一将清汤料液引出至树脂柱的第一出口，第一出口经一换热器连通至树脂柱；树脂柱，其上部具有三个进料口，下部具有三个出料口；第二罐体，其具有一允许洗脱液进入的第二进口和一将洗脱液引出至树脂柱的第二出口；第三罐体，其具有一允许清洗液进入的第三进口和一将清洗液引出至树脂柱的第三出口；第一出口、第二出口和第三出口与树脂柱的三个进料口之间分别设置第一流量控制阀、第二流量控制阀和第三流量控制阀。本发明降低了生产成本，提高了经济效益，减少了酸碱、酶的使用量。

Description

一种骨多肽与硫酸软骨素的联产设备
技术领域
本发明涉及一种联产装置。更具体地说，本发明涉及一种骨多肽与硫酸软骨素的联产设备。
背景技术
硫酸软骨素(CS)是共价连接在蛋白质上形成蛋白聚糖的一类糖胺聚糖。硫酸软骨素广泛分布于动物组织的细胞外基质和细胞表面，糖链由交替的葡萄糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺(又称N-乙酰氨基半乳糖)二糖单位组成，通过一个似糖链接区连接到核心蛋白的丝氨酸残基上。CS一般是从动物组织中提取制备的酸性粘多糖类物质，为白色或类白色粉末；无臭；有引湿性。
常规的提取硫酸软骨素方法大多采用酸碱法、酶法从专用的动物软骨中提取硫酸软骨素，其生产过程中会产生大量含蛋白的废水，造成资源浪费和环境污染。由于动物软骨原料来源稀少，而生产过程复杂、收率低，而应用范围却非常广泛，造成了供需矛盾突出。
现在规模化养殖的白羽鸡生长周期一般为35～40天左右，由于生长速度快，当达到屠宰重量时其骨架仍没有完全钙化，由此骨架中含有了含量较高的硫酸软骨素。在工业生产中，常常利用鸡骨架用来生产骨多肽，提取方法一般采用热压抽提法。通常的热压抽提法是将原料骨在高温高压下(一般采用125～145℃，0.2～0.4MPa)抽提，在这样的提取工艺当中通过热解能够将CS与蛋白质的共价键解离。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种可同时生产骨多肽与硫酸软骨素的设备，以降低生产成本，提高经济效益，同时减少酸碱、酶的使用量，降低生产难度，减少废水排放。
为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，包括：
第一罐体，其具有一允许经热压提取后的鸡骨架提取液进入第一罐体的主体部的第一进口和一将静置分离后的鸡骨架提取液的清汤料液引出至树脂柱的一个进料口的第一出口，所述第一出口经一换热器连通至所述树脂柱，所述换热器用以将静置分离后的鸡骨架提取液的清汤料液降温至40～60℃；
树脂柱，其上部具有允许清汤料液、洗脱液和清洗液分别流入柱体的三个进料口，下部具有允许骨多肽溶液、硫酸软骨素和清洗液分别流出柱体的三个出料口，所述树脂柱中填充有允许骨多肽溶液通过，同时阻止硫酸软骨素通过的树脂颗粒；
第二罐体，其具有一允许洗脱液进入第二罐体的主体部的第二进口和一将洗脱液引出至所述树脂柱的另一个进料口的第二出口；
第三罐体，其具有一允许清洗液进入第三罐体的主体部的第三进口和一将清洗液引出至所述树脂柱的第三个进料口的第三出口；
其中，所述第一罐体的第一出口、第二罐体的第二出口和第三罐体的第三出口与所述树脂柱的三个进料口之间分别设置有调节液体流速的第一流量控制阀、第二流量控制阀和第三流量控制阀；所述树脂柱的骨多肽溶液的出料口和硫酸软骨素的出料口分别连接有用于储存骨多肽溶液的第一暂存罐和用于储存硫酸软骨素的第二暂存罐；所述第一暂存罐的出口连接有用于对骨多肽溶液进行杀菌处理的杀菌机。
鸡骨架提取液经静置后流入树脂柱中进行吸附分离，由此得到骨多肽溶液，被吸附在树脂柱的溶液在洗脱液的洗脱作用下，分离出硫酸软骨素，实现了硫酸软骨素与骨多肽提取的无缝嵌入，不影响骨多肽的提取流程，同时减少了酸碱、酶的使用量，降低了生产难度，减少了废水排放，实现了同一原料同一工艺的高效益产品分离。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第一罐体的侧壁上部和下部各安装有一个用于控制主体部的内部液位的第一液位传感器和第二液位传感器，以随时观察第一罐体中的液位，并给供料液泵提供信号，及时补充原料液。。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第一罐体为上下锥体立式罐，下锥体的角度为90～120°，且在下锥体的底部中央设置有用于将鸡骨架提取液中的残渣排出的第四出口，以方便液体的静置分离和残渣的排出。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述换热器为浮头列管式立式换热器，方便清洗和连接，且换热效果好。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第二罐体和第三罐体均采用聚丙烯材料制成，耐腐蚀。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述杀菌机为盘管杀菌式，所述杀菌机的后端设置有换热及冷却段，杀菌效果好。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述杀菌机的杀菌段的温度为137℃，时间为3～5s，换热及冷却段的温度为50～80℃。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，鸡骨架原料进行热压提取的温度为110～125℃，提取效果好，同时将硫酸软骨素与蛋白质的共价键解离。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第二罐体中的洗脱液为质量分数为10～15％的盐水。
优选的是，所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第三罐体中的清洗液为质量分数为2～3％的碱液。
本发明至少包括以下有益效果：鸡骨架提取液经静置后，清汤料液流入树脂柱中进行吸附分离，再经杀菌和低温浓缩后由此得到骨多肽溶液。被吸附在树脂柱的溶液在洗脱液的洗脱作用下，分离出硫酸软骨素粗液，再经精细纯化后，得到硫酸软骨素，从而实现了硫酸软骨素与骨多肽提取的无缝嵌入，不影响骨多肽的提取流程，同时减少了酸碱、酶的使用量，降低了生产难度，减少了废水排放，实现了同一原料同一工艺的高效益产品分离。以硫酸软骨素含量较高的鸡骨架为原料，大大拓宽了硫酸软骨素的原料来源，降低了生产成本，提高了经济效益。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备的示意图；
图2为本发明的骨多肽与硫酸软骨素的联产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，包括：
第一罐体1，其具有一允许经热压提取后的鸡骨架提取液进入第一罐体的主体部11的第一进口12和一将静置分离后的鸡骨架提取液的清汤料液引出至树脂柱的一个进料口41的第一出口13。第一进口设置在第一罐体的顶部，第一出口设置在第一罐体的下部，即主体部与下锥体14的连接处，第一罐体为除油去渣罐，除油去渣罐的筒体及锥底上均安装有玻璃视镜，玻璃视镜的可视范围一般为2～3cm，玻璃视镜与罐体内壁平齐，以方便清洗，不留有死角。所述第一出口经一换热器5连通至所述树脂柱，所述换热器用以将静置分离后的鸡骨架提取液的清汤料液降温至40～60℃。换热器通过管道与除油去渣罐连接，换热器采用内部镜面无缝管，方便清洗。
树脂柱4，其上部具有允许清汤料液、洗脱液和清洗液分别流入柱体的三个进料口，下部具有允许骨多肽溶液、硫酸软骨素和清洗液分别流出柱体的三个出料口44，所述树脂柱中填充有允许骨多肽溶液通过，同时阻止硫酸软骨素通过的树脂颗粒。树脂柱为内衬防腐材料的圆柱浮头筒，由上下法兰封头和不锈钢筒体45焊接而成，筒体及上下封头安装有视镜及流量计，上法兰46安装有进料分布器，下法兰47设计有防止树脂流失并可以流通的数量与流量相配套的水帽，水帽通过螺纹连接在树脂柱的下法兰上。
第二罐体2，其具有一允许洗脱液进入第二罐体的主体部21的第二进口22和一将洗脱液引出至所述树脂柱的另一个进料口42的第二出口23，第二进口设置在第二罐体的顶部，第二出口设置在第二罐体的底部。第二罐体为洗脱液罐，第二罐体的筒体上设置有液位计，方便观察洗脱液的容量，第二罐体通过管道与树脂柱连接。
第三罐体3，其具有一允许清洗液进入第三罐体的主体部31的第三进口32和一将清洗液引出至所述树脂柱的第三个进料口43的第三出口33，第三进口设置在第三罐体的顶部，第三出口设置在第三罐体的底部。第三罐体为清洗液罐，第三罐体的筒体上设置有液位计，方便观察清洗液的容量，第三罐体通过管道与树脂柱连接。
其中，所述第一罐体的第一出口、第二罐体的第二出口和第三罐体的第三出口与所述树脂柱的三个进料口之间分别设置有调节液体流速的第一流量控制阀15、第二流量控制阀24和第三流量控制阀34。所述树脂柱的骨多肽溶液的出料口和硫酸软骨素的出料口分别连接有用于储存骨多肽溶液的第一暂存罐6和用于储存硫酸软骨素的第二暂存罐7；所述第一暂存罐的出口连接有用于对骨多肽溶液进行杀菌处理的杀菌机8，杀菌处理后的骨多肽溶液再经低温浓缩后得到骨多肽成品，进入第二暂存罐的硫酸软骨素粗品精细纯化后得到硫酸软骨素。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第一罐体的侧壁上部和下部各安装有一个用于控制主体部的内部液位的第一液位传感器16和第二液位传感器17。第一液位传感器和第二液位传感器将第一罐体内部的液位变化信息发送给供料液泵，以随时补充原料液。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第一罐体为上下锥体立式罐，下锥体的角度为90～120°，且在下锥体的底部中央设置有用于将鸡骨架提取液中的残渣排出的第四出口，静置后的鸡骨架提取液中的碎渣通过第四出口排出第一罐体。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述换热器为浮头列管式立式换热器。换热器可以为单程列管形式，也可为浮头形式，两端封头采用法兰连接，拆卸容易。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第二罐体和第三罐体均采用聚丙烯材料制成，耐腐蚀，使用寿命长。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述杀菌机为盘管杀菌式，所述杀菌机的后端设置有换热及冷却段。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述杀菌机的杀菌段的温度为137℃，时间为3～5s，换热及冷却段的温度为50～80℃。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，鸡骨架原料进行热压提取的温度为110～125℃。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第二罐体中的洗脱液为质量分数为10～15％的盐水。
所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备中，所述第三罐体中的清洗液为质量分数为2～3％的碱液。
如图2所示，骨多肽与硫酸软骨素的联产工艺为：将鸡骨架原料在温度为110～125℃时进行热压抽提，得到鸡骨架提取液。然后将鸡骨架提取液通过第一罐体的第一进口注入第一罐体的主体部中，随后，鸡骨架提取液经过1～1.5h的静置，料液中的油脂上浮，形成上层骨油，精炼；料液中的碎渣沉积，形成下层残渣，由第一罐体的第四出口排出；中间层静置后得到清汤料液。由于处于中间的清汤料液温度较高，不能满足树脂吸附的温度，因此开启第一出口后，清汤料液进入换热器降温至40～60℃。
此时通过调节第一流量控制阀，使得清汤料液按照3～8倍的外水体积流速(V0)进入树脂柱进行吸附。由于树脂柱中的树脂颗粒允许骨多肽溶液通过，同时阻止硫酸软骨素通过，因此经过吸附的骨多肽溶液进入第一暂存罐中，此时的物料由于温度较低和流经树脂柱会有微生物的污染和生长，因此需要开启UHT杀菌机，使物料进入UHT杀菌机中进行灭菌处理，杀菌的温度为137℃，时间为3～5s，再经低温浓缩至55～60℃，得到骨多肽成品。
当经过物料流经的树脂柱上吸附饱和后，需要使用清水将残留料液清洗干净，同样按照3～8倍的外水体积流速使得清水进入树脂柱。清洗后，第二罐体中注满质量分数为10～15％的盐水，通过控制第二流量控制阀，使得盐水以2～5倍的外水体积流速进入树脂柱，对树脂柱上吸附的硫酸软骨素进行洗脱。洗脱液进入到第二暂存罐中，之后再进入到单独的精制阶段进行精细纯化，例如酶解、醇沉等，得到硫酸软骨素。
由此便完成了一次的吸附操作过程。
当树脂柱使用一段时间吸附性能下降后，需要使用清洗液进行清洗再生。在第三罐体中注入质量分数为2～3％的碱液，首先将树脂柱注满碱液，浸泡20～24h后，通过控制第三流量控制阀，使得碱液以1～5倍的外水体积流速进入树脂柱中，对树脂柱进行清洗再生。清洗完成后，再使用清水将残留料液采用3～8倍的外水体积流速冲洗干净，并排出。
本发明的设备操作较简单，与骨多肽提取生产线中无缝嵌入，对于原骨多肽提取流程不影响，而且对设备要求降低，提高了生产效益，降低了生产成本。与现有传统的方法相比，本发明大大拓宽了硫酸软骨素的原料来源，减少了酸碱、酶的使用，降低了生产难度，减少了废水排放，大幅降低了生产成本。本发明实现了同一原料同一工艺高效益产品分离，设备投资少、占地面积小，所得到的硫酸软骨素与骨多肽产品经济效益提高。本发明工艺操作较简单，人为干扰因素少，适合规模化生产。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，包括：
第一罐体，其具有一允许经热压提取后的鸡骨架提取液进入第一罐体的主体部的第一进口和一将静置分离后的鸡骨架提取液的清汤料液引出至树脂柱的一个进料口的第一出口，所述第一出口经一换热器连通至所述树脂柱，所述换热器用以将静置分离后的鸡骨架提取液的清汤料液降温至40～60℃；
树脂柱，其上部具有允许清汤料液、洗脱液和清洗液分别流入柱体的三个进料口，下部具有允许骨多肽溶液、硫酸软骨素和清洗液分别流出柱体的三个出料口，所述树脂柱中填充有允许骨多肽溶液通过，同时阻止硫酸软骨素通过的树脂颗粒；
第二罐体，其具有一允许洗脱液进入第二罐体的主体部的第二进口和一将洗脱液引出至所述树脂柱的另一个进料口的第二出口；
第三罐体，其具有一允许清洗液进入第三罐体的主体部的第三进口和一将清洗液引出至所述树脂柱的第三个进料口的第三出口；
其中，所述第一罐体的第一出口、第二罐体的第二出口和第三罐体的第三出口与所述树脂柱的三个进料口之间分别设置有调节液体流速的第一流量控制阀、第二流量控制阀和第三流量控制阀；所述树脂柱的骨多肽溶液的出料口和硫酸软骨素的出料口分别连接有用于储存骨多肽溶液的第一暂存罐和用于储存硫酸软骨素的第二暂存罐；所述第一暂存罐的出口连接有用于对骨多肽溶液进行杀菌处理的杀菌机。
2.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述第一罐体的侧壁上部和下部各安装有一个用于控制主体部的内部液位的第一液位传感器和第二液位传感器。
3.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述第一罐体为上下锥体立式罐，下锥体的角度为90～120°，且在下锥体的底部中央设置有用于将鸡骨架提取液中的残渣排出的第四出口。
4.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述换热器为浮头列管式立式换热器。
5.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述第二罐体和第三罐体均采用聚丙烯材料制成。
6.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述杀菌机为盘管杀菌式，所述杀菌机的后端设置有换热及冷却段。
7.如权利要求6所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述杀菌机的杀菌段的温度为137℃，时间为3～5s，换热及冷却段的温度为50～80℃。
8.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，鸡骨架原料进行热压提取的温度为110～125℃。
9.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述第二罐体中的洗脱液为质量分数为10～15％的盐水。
10.如权利要求1所述的骨多肽与硫酸软骨素的联产设备，其特征在于，所述第三罐体中的清洗液为质量分数为2～3％的碱液。
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