CN106010964A - 智能化仿生酶解设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了智能化仿生酶解设备，包括依次连接的破碎装置(1)，第一级酶解装置(2)及第二级酶解装置(3)，还包括用以控制该酶解设备运行工作的控制器，所述第一级酶解装置(2)连接有胃蛋白酶存储罐(5)，所述第二级酶解装置(3)连接胰蛋白酶存储罐(4)。此发明智能化仿生酶解设备操作使用便捷、效率高、安全性好，具有较好的应用前景。

Description

智能化仿生酶解设备
技术领域
本发明属于酶解技术领域，更具体地说，涉及智能化仿生酶解设备。
背景技术
传统的物质提取方式大多采用留粉、水提或者低温匀浆等方式，这类方式要么生物利用度低，要么副反应多。目前工业上主要采用酸水解法生产HVP。但酸水解反应条件激烈，会破坏氨基酸，此外，酸水解法会产生致癌物；也有采用酶水解法，但酶解设备单一，酶解效率低下，不能满足人们的需要。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种操作使用便捷、效率高、安全性高的智能化仿生酶解设备。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种智能化仿生酶解设备，包括依次连接的破碎装置，第一级酶解装置及第二级酶解装置，还包括用以控制该酶解设备运行工作的控制器，所述第一级酶解装置连接有胃蛋白酶存储罐，所述第二级酶解装置连接胰蛋白酶存储罐。
为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：
所述破碎装置包括破碎机外壳及破碎机内壳及连通所述破碎机内壳的原料入口，所述破碎机内壳内设有破碎研磨原料的破碎机构。
所述破碎机构包括破碎电机，所述破碎电机的输出端连接破碎机转轴，所述破碎机转轴上设有破碎搅龙叶片。
所述破碎机转轴由所述破碎机内壳的上端竖直向下延伸，所述破碎机转轴的下端设有出料板，所述出料板上设有若干出料通孔。
所述破碎装置外侧设有唾液淀粉酶存储罐，唾液淀粉酶经由唾液淀粉酶输送导管输送至所述破碎机内壳内。
所述唾液淀粉酶输送导管为竖直延伸的高压输送管，在所述唾液淀粉酶输送导管侧壁上设有若干喷孔。
所述破碎装置的破碎机外壳底部设有将已破碎物向外输出至下一反映装置的推送装置。
所述推送装置包括水平横向布置的推送转轴，设于所述推送转轴上的推送叶片及带动所述推送转轴转动工作的推送电机。
所述推送转轴伸出所述破碎机外壳的一端设有排料口，所述排料口与所述第一级酶解装置的进料口连通。所述排料口为沿推送方向截面逐渐变小的锥形结构。
所述第一级酶解装置包括第一级酶解罐，及设于所述第一级酶解罐内的搅拌机构。
所述搅拌机构包括搅拌轴及设于所述搅拌轴下端的搅拌叶片，所述搅拌轴由搅拌电机带动转动工作。
所述第一级酶解罐下方设有对反应物分离过滤的过滤腔体，所述过滤腔体内设有超滤膜Ⅰ。
所述第一级酶解罐下方设有朝向超滤膜Ⅰ开口的喇叭状导流罩。
所述过滤腔体位于所述超滤膜Ⅰ上方的腔体通过回流管连通至所述第一级酶解罐；在位于所述超滤膜Ⅰ下方腔体的侧壁上设有连接至所述第二级酶解装置的一级酶解物出料口。
所述第一级酶解罐上还设有盐酸存储罐，内装有用以调节第一级酶解罐内PH值的稀盐酸。
所述第一级酶解装置还设有用以控制其罐体内反应温度的第一温控装置。
所述温控装置包括加热装置，温度计及连接至所述控制器的第一温度传感器。
所述第二级酶解装置包括第二级酶解罐及设于所述第二级酶解罐内的酶解反应管道，所述酶解反应管道上设有一级酶解物进料口及连通所述胰蛋白酶存储罐的胰蛋白酶输料口。
所述酶解反应管道为呈蛇形布置在所述第二级酶解罐弯曲管道，所述酶解反应管道壁面由超滤膜制成。
所述酶解反应管道下端设有排出反应后废料的废料排出口。
所述第二级酶解罐下端设有二级酶解物出料口。
所述第二级酶解装置还设有用以控制其罐体内反应温度的第二温控装置。
所述温控装置包括加热装置，温度计及连接至所述控制器的第二温度传感器。
该仿生酶解设备还设有置于所述第二级酶解装置后用以提纯二级酶解产物的提纯装置。
所述提纯装置包括离心罐，置于所述离心罐外侧的提纯外罐，所述离心罐由转动电机带动高速转动，在所述离心罐侧壁上设有若干超滤孔。
所述离心罐上设有离心罐进料口，所述提纯外罐上设有在所述离心罐静止时对齐所述离心罐进料口的二级酶解物进料口。
所述离心罐进料口为开口较大的漏斗状结构。
所述提纯外罐靠近底端设有超滤膜Ⅱ。
所述提纯外罐的罐底上设有出料口，所述罐底朝向出料口倾斜布置。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明智能化仿生酶解设备，其智能化程度高，采用仿生酶解的方法制成小分子肽，在酶解过程中尽可能的控制每级反应在最优的酶解条件下进行酶解，以保证更充分的酶解，提高酶解效率，且经适当方式去除未酶解的无活性蛋白，增强了疗效，减小了不良反应发生率，安全性高，且该酶解设备的适用性强，具有较好的应用前景。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明仿生酶解设备结构示意图；
图2为破碎装置结构示意图；
图3为第一级酶解装置结构示意图；
图4为第二级酶解装置结构示意图；
图5提纯装置结构示意图。
图中标记为：1、破碎装置；11、破碎机外壳；12、破碎机内壳；13、原料入口；14、破碎机构；141、破碎电机，142、破碎机转轴；143、破碎搅龙叶片；144、出料板；
2、第一级酶解装置；21、第一级酶解罐，22、搅拌机构；221、搅拌电机；222、搅拌轴；223、搅拌叶片；23、过滤腔体；24、回流管；25、导流罩；26、超滤膜Ⅰ；27、一级酶解物出料口；
3、第二级酶解装置；31、第二级酶解罐，32、酶解反应管道；33、振动器；34、一级酶解物进料口；35、胰蛋白酶输料口；36、二级酶解物出料口；
4、胰蛋白酶存储罐；5、胃蛋白酶存储罐；6、盐酸存储罐；7、唾液淀粉酶存储罐；
8、推送装置；81、推送电机；82、推送转轴；83、推送叶片；84、排料口；
9、提纯装置；91、提纯外罐，92、离心罐；93、超滤膜Ⅱ；94、罐底；95、出料口；96、二级酶解物进料口；97、离心罐进料口。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明这种智能化仿生酶解设备，如图1所示，包括依次连接的破碎装置1，第一级酶解装置2及第二级酶解装置3，还包括用以控制该酶解设备运行工作的控制器。通过终端控制器控制每个装置工作启停时机，及衔接排料进料时机，以实现智能操控。本发明中，第一级酶解装置2连接有胃蛋白酶存储罐5，经破碎装置1研磨破碎后的物质输送至第一级酶解装置2内，开启胃蛋白酶存储罐5的进料阀门，向该第一级酶解装置2内加入一定量的胃蛋白酶，以实现在第一级酶解装置2内进行胃蛋白酶解反应；经第一级酶解装置2反应后的产物输入至第二级酶解装置3，第二级酶解装置3连接胰蛋白酶存储罐4，开启胰蛋白酶存储罐4的进料阀门，向该第二级酶解装置3内加入一定量的胰蛋白酶，以实现在第二级酶解装置3内进行胰蛋白酶酶解反应。在经过两级酶解反应后蛋白质被分解成小分子活性肽，小分子肽具有可直接被消化道吸收、转运速度快、耗能低和不易饱和等特点，根据需要从生物体内酶解制取具有一定功效的药物，采用此设备酶解生成小分子肽对生物利用度高、活性强、副反应也较小。
本发明中，在破碎装置1内主要是用于将物质破碎研磨成靡状，以便于后续酶解过程的进行。胃蛋白酶主要酶解的部位为苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸等组成的肽键，胰蛋白酶主要酶解的部位为精氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸组成的肽键，有针对性的选择蛋白酶能够得到理想的小肽，对蛋白中相应的肽键进行分别进行酶解，可得到活性小肽。
本发明中，如图2中所示，破碎装置1包括破碎机外壳11及破碎机内壳12及连通破碎机内壳12的原料入口13，破碎机内壳12内设有破碎研磨原料的破碎机构14。破碎机构14包括破碎电机141，破碎电机141的输出端连接破碎机转轴142，破碎机转轴142上设有破碎搅龙叶片143。工作时，将原料有原料入口13添加至破碎机内壳12内，通过控制器启动破碎电机141带动破碎机转轴142及其上的破碎搅龙叶片143对内壳内的物质进行破碎研磨。
破碎机转轴142由破碎机内壳12的上端竖直向下延伸，破碎机转轴142的下端设有出料板144，出料板144上设有若干出料通孔。经破碎机构14研磨破碎至一定程度后的靡状物经挤压作用经出料板144的出料通孔挤出至下方的破碎机外壳11内。
本发明中，破碎装置1的破碎机外壳11底部设有将已破碎物向外输出至下一反映装置的推送装置8。本发明中破碎装置1将已破碎物近推送装置8推送至第一级酶解装置2内，进行一级酶解反应。
本发明中，优选的，推送装置8包括水平横向布置的推送转轴82，设于推送转轴82上的推送叶片83及带动推送转轴82转动工作的推送电机81。控制器控制推送电机81启动控制推送转轴82转动带动其上推送叶片83搅龙式向前推进。推送转轴82伸出破碎机外壳11的一端设有排料口84，排料口84与第一级酶解装置2的进料口连通。已破碎的产物经推送叶片83作用，规律有序的向前推送，经排料口84进入第一级酶解装置2内。优选的，排料口84为沿推送方向截面逐渐变小的锥形结构，以便于已破碎物有序的导送至第一级酶解装置2内，避免出现物料堆积堵塞现象。
本发明中，优选的，在破碎装置1外侧还设有唾液淀粉酶存储罐7，唾液淀粉酶经由唾液淀粉酶输送导管输送至破碎机内壳12内。唾液淀粉酶输送导管为竖直延伸的高压输送管，在唾液淀粉酶输送导管侧壁上设有若干喷孔。实际操作过程中，可根据需要向破碎机内壳12内添加提取的唾液淀粉酶，以辅助催化淀粉水分解为麦芽糖。
本发明中，如图3中所示，第一级酶解装置2包括第一级酶解罐21，及设于第一级酶解罐21内的搅拌机构22。搅拌机构22包括搅拌轴222及设于搅拌轴222下端的搅拌叶片223，搅拌轴222由搅拌电机221带动转动工作，搅拌电机由控制器控制电机启停。
第一级酶解罐21上还设有盐酸存储罐6，内装有用以调节第一级酶解罐21内PH值的稀盐酸。第一级酶解装置2还设有用以控制其罐体内反应温度的第一温控装置。温控装置包括加热装置，温度计及连接至控制器的第一温度传感器。通过加热装置加热升温，温度传感器将第一级酶解罐21内的温度反馈至控制器，通过控制器控制其在设定的温度值，以保证最佳的反应环境。
此第一级酶解装置2的工作过程为，在该第一级酶解罐21内注入水及一定浓度的稀盐酸，调整反应液体环境PH值为1.0至5.0，以保证激活胃蛋白酶，提供适宜分解的环境。加入一定量的胃蛋白酶，启动搅拌机构22搅拌匀桨，启动温度控制器加热至28℃～40℃保温酶解2～6小时，进行酶解反应，在此过程中搅拌同步进行，以得到充分的酶解效果。
本发明中，第一级酶解罐21下方设有对反应物分离过滤的过滤腔体23，过滤腔体23内设有超滤膜Ⅰ26。第一级酶解罐21下方设有朝向超滤膜Ⅰ26开口的喇叭状导流罩25，可将反应后物质通过导流罩25更广的完全导送至下方的超滤膜Ⅰ26上，以实现最快最广泛的过滤。过滤腔体23位于超滤膜Ⅰ26上方的腔体通过回流管24连通至第一级酶解罐21；在位于超滤膜Ⅰ26下方腔体的侧壁上设有连接至第二级酶解装置3的一级酶解物出料口27。经第一级酶解后，一级完全酶解后的产物可通过超滤膜Ⅰ26过滤至下方，可通过位于超滤膜Ⅰ26下方腔体侧壁上的一级酶解物出料口27，送至第二级酶解装置3，进行下一级酶解反应；而未经反应完全较大分子量的产物则不可通过超滤膜Ⅰ26，被过滤留在其上方腔体内，上方的腔体内的物质通过回流管24连通至第一级酶解罐21，该回流过程可通过高压导送回流，通过控制器控制该腔体与第一级酶解罐21内的压力差实现回流，该设备可的设置可提高生物的分解效率，保证最终提取物的纯度及活性。
本发明中，如图4中所示，第二级酶解装置3包括第二级酶解罐31及设于第二级酶解罐31内的酶解反应管道32，酶解反应管道32上设有一级酶解物进料口34及连通胰蛋白酶存储罐4的胰蛋白酶输料口35。采用该第二级酶解装置3对经第一级酶解装置2分解后的产物进一步酶解，以得到小分子活性肽。胰蛋白酶存储罐4内存储的为具有胰蛋白酶的反应液，其水溶液PH值可采用氢氧化钠调节至8.0至10，以保证胰蛋白酶活性，提供适宜分解的环境。
优选的，如图4中所示，酶解反应管道32为呈蛇形布置在第二级酶解罐31内的弯曲管道，可延长反应物与催化物胰蛋白酶的反应时间，增大其接触程度，提高反应效率。且该酶解反应管道32壁面采用超滤膜制成，此处超滤膜的孔径选择要保证反应生成的小分子肽可滤过，其他较大分子量的物质不可穿过。优选的在第二级酶解罐31的两侧设有振动器33，可保证生成物及时的排出酶解反应管道32，以提高反应效率。
在酶解反应管道32下端设有排出反应后废料的废料排出口。第二级酶解罐31下端设有二级酶解物出料口36。
本发明中，第二级酶解装置3还设有用以控制其罐体内反应温度的第二温控装置。温控装置包括加热装置，温度计及连接至控制器的第二温度传感器。反应过程中，启动温度控制器，保持罐内反应温度加热至40℃～50℃保温酶解4～5小时，进行酶解反应，在此过程中振动器33同步振动，以得到充分的酶解效果。
本发明中，优选的，该智能化仿生酶解设备还设有分别检测控制反应过程中第一级酶解装置2及第二级酶解装置3内PH值的PH检测仪，通过将实时的检测信号传递至控制器，当其PH值偏离设定的正常值范围时，控制器控制向第一级酶解罐21或是第二级酶解罐31内补充添加相应的稀盐酸溶液或是氢氧化钠溶液以调整PH值只设定值，保证正常有效的酶解反应，提高反应效率。
本发明该仿生酶解设备还设有置于第二级酶解装置3后用以提纯二级酶解产物的提纯装置9。提纯装置9包括离心罐92，置于离心罐外侧的提纯外罐91，离心罐92由转动电机带动高速转动，在离心罐92侧壁上设有若干超滤孔。离心罐92上设有离心罐进料口97，提纯外罐91上设有在离心罐92静止时对齐离心罐进料口97的二级酶解物进料口96。
二级酶解物出料口36将酶解后的产物经输送管连接导送至提纯装置9的二级酶解物进料口96，二级酶解物进料口96与静止状态下离心罐92上的离心罐进料口97相对齐，以保证稳定准确的输料过程。优选的，离心罐进料口97为开口较大的漏斗状结构。当输料过程完成后通过控制器控制启动转动电机带动离心罐92高速转动进行离心分离作业，在离心力的作用下，小分子肽经离心罐92超滤孔分离出汇集至下端提纯外罐91内。在提纯外罐91靠近底端设有超滤膜Ⅱ93，对分离出的小分子肽进行最终过滤分离，以得到纯度较高的活性小分子肽。优选的，提纯外罐91的罐底94上设有出料口95，罐底94朝向出料口95倾斜布置，以便于产物的输出。
小分子肽主要指含2～15个氨基酸残基的肽。相对分子质量在3000以下的小分子肽，具有可直接被消化道吸收、转运速度快、耗能低和不易饱和等特点，因此，选择合适的超滤膜孔径，在多重超滤膜的作用下，最终提纯筛选保留可被胃肠道直接吸收的相对分子质量＜3000的部分。
本发明智能化仿生酶解设备，其智能化程度高，采用仿生酶解的方法制成小分子肽，在酶解过程中尽可能的控制每级反应在最优的酶解条件下进行酶解，以保证更充分的酶解，提高酶解效率，且经适当方式去除未酶解的无活性蛋白，增强了疗效，减小了不良反应发生率，安全性高，且该酶解设备的适用性强，具有较好的应用前景。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.智能化仿生酶解设备，其特征在于：包括依次连接的破碎装置(1)，第一级酶解装置(2)及第二级酶解装置(3)，还包括用以控制该酶解设备运行工作的控制器，所述第一级酶解装置(2)连接有胃蛋白酶存储罐(5)，所述第二级酶解装置(3)连接胰蛋白酶存储罐(4)。
2.按照权利要求1所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述破碎装置(1)包括破碎机外壳(11)及破碎机内壳(12)及连通所述破碎机内壳(12)的原料入口(13)，所述破碎机内壳(12)内设有破碎研磨原料的破碎机构(14)。
3.按照权利要求1所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述破碎装置(1)的破碎机外壳(11)底部设有将已破碎物向外输出至下一反映装置的推送装置(8)。
4.按照权利要求3所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述推送装置(8)包括水平横向布置的推送转轴(82)，设于所述推送转轴(82)上的推送叶片(83)及带动所述推送转轴(82)转动工作的推送电机(81)。
5.按照权利要求1所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述第一级酶解装置(2)包括第一级酶解罐(21)，及设于所述第一级酶解罐(21)内的搅拌机构(22)。
6.按照权利要求5所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述搅拌机构(22)包括搅拌轴(222)及设于所述搅拌轴(222)下端的搅拌叶片(223)，所述搅拌轴(222)由搅拌电机(221)带动转动工作。
7.按照权利要求6所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述第一级酶解罐(21)下方设有对反应物分离过滤的过滤腔体(23)，所述过滤腔体(23)内设有超滤膜Ⅰ(26)。
8.按照权利要求1所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述第二级酶解装置(3)包括第二级酶解罐(31)及设于所述第二级酶解罐(31)内的酶解反应管道(32)，所述酶解反应管道(32)上设有一级酶解物进料口(34)及连通所述胰蛋白酶存储罐(4)的胰蛋白酶输料口(35)。
9.按照权利要求8所述的智能化仿生酶解设备，其特征在于：所述酶解反应管道(32)为呈蛇形布置在所述第二级酶解罐(31)弯曲管道，所述酶解反应管道(32)壁面由超滤膜制成。
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