CN105713111A - 一种软骨素立体化生产方法 - Google Patents

Abstract

一种软骨素立体化生产方法，包括如下步骤：1.前处理：将软骨原料进行粉碎成肉泥后入反应罐中。2.煮料、碱解、酶解。3.过滤、超滤：将步骤2中酶解完的软骨素溶液进行过滤，去除废渣。过滤液经过分离浓缩得浓缩液。4.氧化、过滤、醇沉、离心、干燥：将步骤3中的硫酸软骨素浓缩液在氧化罐中氧化。然后进行过滤，过滤后的硫酸软骨素溶液里加入盐酸和酒精，静止，过滤得到硫酸软骨素沉淀。将沉淀离心、干燥。5.粉碎、过筛、包装：将步骤4中得到的干品硫酸软骨素研磨成粉末，而后过筛，最后称量包装。本发明方法工艺得到优化，产品质量得到了进一步提升；生产线规划合理，立体化设计，节约土地面积，达到清洁生产的要求。

Description

一种软骨素立体化生产方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种软骨素立体化生产方法。

背景技术

硫酸软骨素包括硫酸软骨素钠盐、酸软骨素钙盐等，是哺乳动物结缔组织的主要成分之一，多分布于软骨、鼻骨、喉骨、韧带、肌膜中。在医学上主要的应用途径是作为治疗关节疾病的药品，与氨基葡萄糖配合使用，具有止痛，促进软骨再生的功效，可以从根本改善关节问题。通过高科技深加工，可以治疗神经性头疼、三叉神经痛、冠心病、心绞痛、心肌缺氧、心脑血管疾病、关节痛、动脉粥样硬化及肝炎等症，其中CS还具有抗凝和抗血栓形成的作用，也可用于因链霉素引起的听觉障碍和肝脏功能受损的辅助治疗以及高血脂的辅助治疗。可以作为保健品、食品中的添加剂，具有增强人体体质及抗病菌、美容、抗衰老等作用。改善听力和肌肤干燥。在体内可抑制小肠对脂质和葡萄糖的吸收以达到减肥作用。随着硫酸软骨素生物活性不断被揭示和其应用领域的不断扩展，有关硫酸软骨素的提取、纯化和分离技术已取得了一定的研究成果。

目前，硫酸软骨素通常采用碱-酶解提取法，主要包括以下步骤：(1)碱提酶解：原料软骨加水浸没，用氢氧化钠调pH8.5，升温至55-60℃，保温4-6小时，然后加入2％的碱性蛋白酶，保持pH8.5，保温55-60℃搅拌6-8小时，升温至沸腾15分钟左右，过滤，得滤液；(2)酒精沉淀：滤液中加入3％重量的氯化钠，降温至室温，按体积的2.5倍加入95％酒精，静止8小时，取沉淀；(3)氧化：按沉淀∶水的重量比为1∶10的比例混合水，同时加入3％重量的氯化钠，调pH10-12，加入2％重量双氧水氧化8小时，过滤，取滤；(4)酒精沉淀干燥：滤液调pH6，加入体积的2.5倍量酒精第二次沉淀，沉淀再用95％酒精脱水两次，干燥粉碎得到硫酸软骨素成品。由于硫酸软骨素溶液比较粘稠，在醇沉时传统的做法是将酒精加入到硫酸软骨素溶液中使硫酸软骨素结晶析出沉淀下来，这样产生的硫酸软骨素沉淀结晶体容易结块而且粘稠，结晶体中包含的有机溶剂在脱水干燥过程中由于颗粒形状较大且坚硬致密，不容易挥发，致使产品的溶剂残留偏高，影响产品质量，满足不了客户要求。其次由于沉淀结块粘稠，使得脱水、烘干、粉碎等操作变得困难，浪费能耗。

除了以上工艺的落后之外，传统的硫酸软骨素的生产还存在耗能高，耗水多，产生的废水、废渣、废气由于都是有机质，处理困难，容易对环境造成污染。随着国家对环保要求越来越高，软骨素行业需要从根本上得到提升，才能跟上当代的发展要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种软骨素立体化生产方法。

本发明采取如下技术方案：

一种软骨立体化生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，前处理：

将检验合格的冷冻禽类软骨置于一楼的输送机上，输送原料至破碎机，破碎机破除结冰成块状态，破碎后的原料经过传送带输送到粉碎机中，将原料进行粉碎成肉泥，最后进入输送泵，通过管道进入到三楼的反应罐中。

第二步：煮料、碱解、酶解

将步骤一中的软骨输送到三楼的反应罐提取釜中，开蒸汽将料煮熟，降温至50℃左右，加氯化钠，使料液氯化钠浓度为3-3.5mol/L，再加入30％的氢氧化钠调节PH至10-12，搅拌碱解2h。

碱解结束，使用2mol/L盐酸调节PH至7-8，按软骨原料重量0.1％-0.3％加入胰酶粉，保持PH至7-8，保温55-60℃，搅拌6-8小时。

第三步：过滤、超滤

将酶解完的软骨素溶液加入30-40kg硅藻土放到二楼的过滤机进行过滤，去除废渣；

过滤液经过二楼的超滤机进行分离浓缩，得到浓缩液，储存在三楼。

分离出的废水含有大量蛋白，经过二楼的纳滤分离浓缩，双效浓缩器进一步浓缩，泵入四楼的喷雾干燥机得到蛋白粉。

第四步：氧化、过滤、醇沉、离心、干燥

将步骤三中得到的硫酸软骨素浓缩液，从提取车间三楼，自流到净化车间二楼的氧化罐中，加入氯化钠，使溶液中氯化钠重量浓度为1-4％，含硫酸软骨素重量浓度为3-5％，加入氢氧化钠调PH至10-11，随后加入溶液重量的0.02-0.05％双氧水氧化3小时以上。

氧化罐中加入30-40kg硅藻土，放到一楼过滤机进行过滤，过滤到二楼醇沉罐中，并去其废渣。

得到过滤后的硫酸软骨素溶液降至室温，在搅拌状态下加入盐酸调节PH至6-7，再加入溶液体积2-3倍的重量浓度为90％以上的酒精，静止6小时以上，抽取上层酒精，过滤得到硫酸软骨素沉淀。

沉淀放到一楼离心机离心，将料粉在70-75℃进行干燥，控制水分小于8％。

第五步：粉碎、过筛、包装

将步骤四中得到的干品硫酸软骨素研磨成粉末，而后将粉末过80目筛，最后将得到的细粉称量包装。

进一步的，步骤一中所述破碎机为双齿辊式破碎机。原料进入破碎机，通过破碎机的两个齿轮，原料被破碎。所述粉碎机为绞肉机。粉碎机是依靠螺杆将料斗箱中的小块原料推到预切板处，通过螺杆的旋转挤压使孔板与绞刀产生相对运转，从而将原料肉切成颗粒形状肉泥。所述输送泵为单级螺杆泵。螺杆泵设置进水阀，一边进料一边稀释肉泥，增加肉泥的流动性，防止堵塞管道。

进一步的，所述步骤二中的三楼反应罐为硫酸软骨素专用提取釜，所述提取釜设计为50吨，全不锈钢材质；提取釜的下端为气压控制底盖，气压控制底盖下端与气压控制装置相连。并由气压控制装置控制开和关。气压控制底盖上带有过滤层，料液和骨头的分离可通过底盖过滤层完成，过滤完后，打开气压控制底盖将骨头卸出，省去了繁琐的分离操作。设有外盘管，即可以通蒸汽加热，又可以通循环水降温。提取釜外壁设保温层。提取釜上面采用平面设计，便于连接传送带投料。

进一步的，步骤三中过滤用的过滤机为立式叶片过滤机，改变老式过滤结构，将底盖的蝶阀变为带过滤层的底盖。过滤机包括清夜罐、保险过滤机、汽水分离器、泵、原液储罐、过滤机、贮气罐和空气压缩泵。所述清夜罐、保险过滤机、汽水分离器、泵、原液储罐、过滤机、贮气罐和空气压缩泵通过阀门和管路连接在一起。可以实现料液的一次性过滤，淘汰了马槽过滤，料液都在设备内流动，不与外界接触，保证了料液的质量。全程操作方便，卫生，节省了人力。超滤机使用中空纤维超滤膜，因此，使用超滤机用于料液的分离和浓缩，膜分离精度高、效率高等特点，非常适合硫酸软骨素的生产。

进一步的，步骤四中用于硫酸软骨素干燥的为真空干燥箱，解决了造成酒精浪费，造成大气污染，以及带来安全隐患等问题。

进一步的，步骤五中用于粉碎、过筛和包装的设备为一种粉筛设备，粉筛设备包括球磨设备、真空上料设备和振荡筛，产品都在设备内运转，不产尘，不需要人工将物料在不同设备内周转，节省了人力，提高了生产效率。

进一步的，所述球磨设备包括球磨机、电机、瓷球、变速箱和进料箱。所述球磨机内设置有若干瓷球。球磨机的左侧设置有变速箱，变速箱的左侧设置有电机。球磨机的左侧上部设置有进料箱。

进一步的，所述真空上料设备包括上料机体、引风机和关风机。上料机体的上方设置有引风机，上料机体的下方设置有关风机。

进一步的，所述振荡筛包括振荡筛防尘盖、筛框、筛体、振动电机和振动本体。振荡筛防尘盖设置在筛体的上部，振动电机设置在筛体的内部下方，振动本体设置在振动电机的上方；筛体内设置有若干筛框。

本发明的有益效果为：本发明方法工艺得到优化，产品质量得到了进一步提升。生产设施设备先进，应用了大量的先进技术，生产线规划合理，立体化设计，节约土地面积可达3/4，达到清洁生产的要求，废液得到综合利用，废渣得到不落地无害化收集处理，废气得到收集处理统一排放，节约了劳动力，实现了节能减排，资源的综合利用。

附图说明

图1为本发明生产流程图；

图2为本发明所用设备结构示意图；

图3为前处理过程示意图；

图4为提取釜结构示意图；

图5为过滤机结构示意图；

图6为超滤机结构示意图；

图7为真空干燥箱结构示意图；

图8为球磨设备结构示意图；

图9为瓷球在球磨机抛落状态示意图；

图10为真空上料设备结构示意图；

图11为振荡筛结构示意图。

附图标记：1-1-输送机，1-2-破碎机，1-3-粉碎机，1-4-输送泵，2-1-提取釜，2-2-气压控制底盖，2-3-过滤层，2-4-气压控制装置，2-5-保温层，2-6-废渣传送链，3-过滤机，3-1-清夜罐，3-2-保险过滤机，3-3-汽水分离器，3-4-泵，3-5-原液储罐，3-6-过滤机，3-7-贮气罐，3-8-空气压缩泵，3-9-超滤机，3-10-双效浓缩机，3-11-纳滤机，4-真空干燥箱，4-1-箱体，4-2-冷凝器，4-3-二次冷凝器，4-4-真空泵，4-5-蒸汽进口，4-6-蒸汽出口，4-7-第一循环水进水口，4-8-第一循环水回水口，4-9-第二循环水进水口，4-10-第二循环水回水口，4-11-酒精回收口，4-12-氧化罐，4-13-醇沉罐，4-14-醇沉过滤机，4-15-离心机，4-16-真空干燥箱，5-1-球磨设备，5-2-真空上料设备，5-3-和振荡筛，5-4-球磨机，5-5-电机，5-6-变速箱，5-7-进料箱，5-8-上料机体，5-9-引风机，5-10-关风机，5-11-瓷球，5-12-振荡筛防尘盖，5-13-筛框，5-14-筛体，5-15-振动电机，5-16-振动本体。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图，通过实施例，对本发明技术方案作进一步具体描述：

如图1-图10所示，一种软骨素立体化生产方法，包括如下步骤：

第一步：前处理

该步骤中所用装置包括输送机1-1、破碎机1-2、粉碎机1-3和输送泵1-4。原料的特点：包装规格10kg/袋，低温冷冻成块状。

破碎机1-2为双齿辊式破碎机。原料进入破碎机1-2，通过破碎机1-2两个齿轮，块状原料被破碎成小块。

粉碎机1-3为绞肉机。粉碎机1-3是依靠螺杆将料斗箱中的小块原料推到预切板处，通过螺杆的旋转挤压使孔板与绞刀产生相对运转，从而将原料肉切成颗粒形状肉泥。工作能力：10吨/小时。

输送泵1-4为单级螺杆泵。螺杆泵设置进水阀，一边进料一边稀释肉泥，增加肉泥的流动性，防止堵塞管道。工作能力：10吨/小时。

将检验合格的禽类软骨在一楼的输送机1-1上，输送原料经过破碎机1-2，破除结冰成块状态，经过传送带输到粉碎机1-3中，将原料进行粉碎成肉泥，最后进入输送泵1-4，通过管道进入到三楼的反应罐中。

第二步：煮料、碱解、酶解

本步骤所用反应罐设于三楼，所述反应罐为硫酸软骨素专用提取釜2-1，提取釜2-1设计为50吨，全不锈钢材质；提取釜2-1的下端为气压控制底盖2-2，气压控制底盖2-2下端与气压控制装置2-4相连，提取釜2-1的下方设置有废渣传送链2-6，废渣传送链2-6可以将提取釜2-1提取剩下的废渣运送到外部，通过运输车运走。并由气压控制装置2-4控制开和关。底盖上带有过滤层2-3，料液和骨头的分离可通过底盖过滤层2-3完成，过滤完后，打开底盖2-2将骨头卸出，省去了繁琐的分离操作。设有外盘管，即可以通蒸汽加热，又可以通循环水降温。提取釜2-1外壁设保温层2-5。提取釜上面采用平面设计，便于连接传送带投料。本提取釜设计非常适合硫酸软骨素的大规模提取。

将步骤一中的软骨输送到三楼的反应罐提取釜2-1中，开蒸汽将料煮熟，降温至50℃左右，加氯化钠，使料液氯化钠浓度为3-3.5mol/L，再加入30％的氢氧化钠调节PH至10-12，搅拌碱解2h。

碱解结束，使用2mol/L盐酸调节PH至7-8，按重量0.1％-0.3％加入胰酶粉，保持PH至7-8，保温55-60℃，搅拌6-8小时。

第三步(过滤、超滤)：

本步骤中用于过滤的过滤机3为立式叶片过滤机，设置在二楼，改变老式过滤结构，将底盖的蝶阀变为带过滤层的底盖。过滤机3包括清夜罐3-1、保险过滤机3-2、汽水分离器3-3、泵3-4、原液储罐3-5、过滤机3-6、贮气罐3-7和空气压缩泵3-8。所述清夜罐3-1、保险过滤机3-2、汽水分离器3-3、泵3-4、原液储罐3-5、过滤机3-6、贮气罐3-7和空气压缩泵3-8通过阀门和管路连接在一起。可以实现料液的一次性过滤，淘汰了马槽过滤，料液都在设备内流动，不与外界接触，保证了料液的质量。全程操作方便，卫生，节省了人力。

超滤机3-9，包括双效浓缩机3-10和纳滤机3-11，设置在二楼，使用双效浓缩机3-10和纳滤机3-11用于料液的分离和浓缩，超滤机3-9使用中空纤维超滤膜，膜分离精度高、效率高等特点，非常适合硫酸软骨素的生产。

将酶解完的软骨素溶液加入30-40kg硅藻土放到二楼的过滤机3进行过滤，去除废渣；

过滤液经过二楼的超滤机3-9进行分离浓缩，得到浓缩液，储存在三楼。

分离出的废水含有大量蛋白，经过二楼的纳滤分离浓缩，双效浓缩器进一步浓缩，泵入四楼的喷雾干燥机得到蛋白粉。

第四步(氧化、过滤、醇沉、离心、干燥)：

该步骤中用于硫酸软骨素干燥的为真空干燥箱4，真空干燥箱4包括箱体4-1，冷凝器4-2，二次冷凝器4-3，真空泵4-4，蒸汽进口4-5，蒸汽出口4-6，第一循环水进水口4-7，第一循环水回水口4-8，第二循环水进水口4-9，第二循环水回水口4-10，酒精回收口4-11。

醇沉工艺装置包括氧化罐4-12-、醇沉罐4-13、醇沉过滤机4-14-、离心机4-15和真空干燥箱4-16。

将步骤三中得到的硫酸软骨素浓缩液，从提取车间三楼，自流到净化车间二楼的氧化罐4-12中，加入氯化钠，使溶液中氯化钠重量浓度为1-4％，含硫酸软骨素重量浓度为3-5％，加入氢氧化钠调PH至10-11，随后加入溶液重量的0.02-0.05％双氧水氧化3小时以上。

氧化罐4-12中加入30-40kg硅藻土，放到一楼醇沉过滤机4-14进行过滤，过滤到二楼醇沉罐4-13中，并去其废渣。

得到过滤后的硫酸软骨素溶液降至室温，在搅拌状态下加入盐酸调节PH至6-7，再加入溶液体积2-3倍的重量浓度为90％以上的酒精，静止6小时以上，抽取上层酒精，过滤得到硫酸软骨素沉淀。

沉淀放到一楼离心机4-15离心，将料粉倒入真空干燥箱4-16中，设置温度为70-75℃进行干燥，控制水分小于8％。

第五步(粉碎、过筛、包装)：

该步骤中用于粉碎、过筛和包装的设备为一种粉筛设备，粉筛设备包括球磨设备5-1、真空上料设备5-2和振荡筛5-3，产品都在设备内运转，不产尘，不需要人工将物料在不同设备内周转，节省了人力，提高了生产效率。

所述球磨设备5-1包括球磨机5-4、电机5-5、瓷球5-11、变速箱5-6和进料箱5-7。所述球磨机5-4内设置有若干瓷球5-11。球磨机5-4的左侧设置有变速箱5-6，变速箱5-6的左侧设置有电机5-5。球磨机5-4的左侧上部设置有进料箱5-7。

所述真空上料设备5-2包括上料机体5-8、引风机5-9和关风机5-10。上料机体5-8的上方设置有引风机5-9，上料机体5-8的下方设置有关风机5-10。

所述振荡筛5-3包括振荡筛防尘盖5-12、筛框5-13、筛体5-14、振动电机5-15和振动本体5-16。振荡筛防尘盖5-12设置在筛体5-14的上部，振动电机5-15设置在筛体5-14的内部下方，振动本体5-16设置在振动电机5-15的上方；筛体5-14内设置有若干筛框5-13。

将步骤(四)中得到的干品硫酸软骨素倒入球磨设备5-1内转动6小时，将颗粒物料研磨成粉末，启动真空上料设备5-2，将粉末抽到振荡筛5-3中，过80目筛，得到的细粉称量包装。

上述实施例只是对本发明技术方案的举例说明或解释，而不应理解为对本发明技术方案的限制，显然，本领域的技术人员可对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些修改和变型在内。

Claims (9)

1.一种软骨素立体化生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：前处理

将冷冻的禽类软骨置于一楼输送机上，输送原料经过破碎机，然后输送到粉碎机中，将原料进行粉碎成肉泥，最后进入输送泵，通过管道进入到三楼的反应罐中；

第二步：煮料、碱解、酶解

将步骤一中的肉泥软骨输送到三楼反应罐提取釜中，将料煮熟，降温至50℃左右，加氯化钠，使料液氯化钠浓度为3-3.5mol/L，再加入30％的氢氧化钠调节PH至10-12，搅拌碱解2h；

碱解结束，使用2mol/L盐酸调节PH至7-8，按软骨原料重量0.1％-0.3％加入胰酶粉，保持PH至7-8，保温55-60℃，搅拌6-8小时；

第三步：过滤、超滤

将酶解完的软骨素溶液加入30-40kg硅藻土放到二楼的过滤机进行过滤，去除废渣，过滤液经过二楼的超滤机进行分离浓缩，得到浓缩液，储存在三楼；

第四步：氧化、过滤、醇沉、离心、干燥

将步骤三中得到的硫酸软骨素浓缩液，从提取车间三楼，自流到净化车间二楼的氧化罐中，加入氯化钠，使溶液中氯化钠重量浓度为1-4％，含硫酸软骨素重量浓度为3-5％，加入氢氧化钠调PH至10-11，随后加入溶液重量的0.02-0.05％双氧水氧化3小时以上；

氧化罐中加入30-40kg硅藻土，放到一楼过滤机进行过滤，过滤到二楼醇沉罐中，并去其废渣；

得到过滤后的硫酸软骨素溶液降至室温，在搅拌状态下加入盐酸调节PH至6-7，再加入溶液体积2-3倍的重量浓度为90％以上的酒精，静止6小时以上，抽取上层酒精，过滤得到硫酸软骨素沉淀；

沉淀放到一楼离心机离心，将料粉在70-75℃进行干燥；

第五步：粉碎、过筛、包装

将步骤四中得到的干品硫酸软骨素研磨成粉末，而后将粉末过80目筛，最后将得到的细粉称量包装。

2.根据权利要求1所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：步骤一中所述破碎机为双齿辊式破碎机，所述粉碎机为绞肉机，所述输送泵为单级螺杆泵，螺杆泵设置进水阀。

3.根据权利要求1所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：所述步骤二中的三楼反应罐为硫酸软骨素专用提取釜，所述提取釜为不锈钢材质，所述提取釜的下端为气压控制底盖，所述气压控制底盖下端与气压控制装置相连，所述气压控制底盖上带有过滤层，提取釜外壁设保温层，提取釜上面采用平面设计。

4.根据权利要求1所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：步骤三中过滤用的过滤机为立式叶片过滤机，将传统底盖的蝶阀变为带过滤层的底盖，所述过滤机包括清夜罐、保险过滤机、汽水分离器、泵、原液储罐、过滤机、贮气罐和空气压缩泵，所述清夜罐、保险过滤机、汽水分离器、泵、原液储罐、过滤机、贮气罐和空气压缩泵通过阀门和管路连接在一起。

5.根据权利要求1所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：步骤四中用于硫酸软骨素干燥的为真空干燥箱。

6.根据权利要求1所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：步骤五中用于粉碎、过筛和包装的设备为一种粉筛设备，粉筛设备包括球磨设备、真空上料设备和振荡筛。

7.根据权利要求6所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：所述球磨设备包括球磨机、电机、瓷球、变速箱和进料箱，所述球磨机内设置有若干瓷球，球磨机的左侧设置有变速箱，变速箱的左侧设置有电机，球磨机的左侧上部设置有进料箱。

8.根据权利要求6所述的软骨素立体化生产方法，其特征在于：所述真空上料设备包括上料机体、引风机和关风机，上料机体的上方设置有引风机，上料机体的下方设置有关风机。

9.根据权利要求6所述的软骨素

立体化生产方法，其特征在于：所述振荡筛包括振荡筛防尘盖、筛框、筛体、振动电机和振动本体，振荡筛防尘盖设置在筛体的上部，振动电机设置在筛体的内部下方，振动本体设置在振动电机的上方，筛体内设置有若干筛框。