CN106795471B - 将产物水解的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将产物水解的装置，包括：连续导管，其具有用于接收产物的入口和用于排出产物的出口，所述导管被形成为沿着围绕纵向轴线缠绕的轨迹的同时，所述导管在入口和出口之间平行于纵向轴线延伸；以及加热系统，用于加热至少部分导管。所述导管能围绕所述纵向轴线旋转，以便将在所述入口内接收的产物朝向所述出口输送。

Description

将产物水解的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种将产物水解的改进的装置和方法，并且在某些实施方式中涉及一种促进将产物水解的连续过程的改进的装置。
背景技术
水解的过程涉及化合物与水的化学反应，并且通常导致一种或多种新化合物的形成。水解可以用于从原料中提取某些化合物。
作为实例，水解用于从包括鱼肉和海产品副产物的海鲜中提取或获得某些化合物。目前已知的将产物水解的方法包括分批处理，其中在水解过程中将产物沉积于大罐中并随后从其中进行回收。
有对将产物水解的改进的装置和/或方法的需要。
本发明的某些实施方式试图克服与现有技术相关的一个或多个缺点。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种将产物水解的装置，包括：
连续导管，其具有用于接收产物的入口和用于排出产物的出口，所述导管被形成为沿着围绕纵向轴线缠绕的轨迹的同时，导管在入口和出口之间平行于纵向轴线延伸；和
加热系统，用于加热至少部分导管；
其中所述导管可围绕所述纵向轴线旋转，以便将在所述入口内接收的产物朝向所述出口输送。
加热系统可以包括围绕至少部分导管的罐，其中，所述罐被构造为用于容纳已加热的流体以便加热导管。所述罐可以进一步包括用于加热容纳于罐中的流体的加热器。或者，所述罐可以被构造为用于接收已加热的流体。
所述罐可以包括底部和顶部，其中顶部能够相对于底部在闭合构造和打开构造之间移动。在闭合构造中，底部和顶部形成封闭的腔室；而在打开构造中，底部和顶部不形成封闭的腔室。
该装置还可以包括驱动器，用于旋转导管以便将在入口接收到的产物朝向出口输送。所述驱动器可以包括以可旋转的方式联接到导管的电机。
在某些实施方式中，导管可以在其至少部分长度上呈螺旋形。
该装置还可以包括用于将产物导入到所述入口的泵。
根据本发明的另一方面，提供一种包括上述装置的交通工具。在一个实施例中，所述交通工具为船舶。
根据本发明的再一方面，提供一种使用上述装置的方法，包括：
提供如上定义的装置；
向所述导管内提供包括待水解产物以及一种或多种酶的产物-酶混合物；
使用所述加热系统加热至少部分导管；以及
使所述导管围绕所述纵向轴线旋转，以便将所述产物-酶混合物朝向所述导管的出口输送。
使导管围绕纵向轴线旋转的步骤可以任选地以如下速率进行，该速率使得产物-酶混合物在从导管的出口排出前，存在于导管内30～60分钟，任选地40～50分钟，任选地约45分钟。
可以任选地进行使用加热系统加热至少部分导管的步骤，以便将产物-酶混合物加热或保持在40～70℃，任选地在50～60℃，和任选地约55℃的温度。
使导管围绕纵向轴线旋转的步骤可以包括沿向前方向旋转所述导管，以便将所述产物-酶混合物朝向所述导管的出口输送，以及沿向后方向旋转所述导管，以便将所述产物-酶混合物远离所述导管的出口而输送。其中，在预定的时间内，相对于向后方向的旋转，导管在向前方向的旋转具有更大的量，以产生产物-酶混合物朝向出口的净移动。
在某些实施方式中，待水解产物为海产品或者包括海产品。
在某些实施方式中，一种或多种酶包括蛋白酶和碱性蛋白酶(alcalase)中的一种或两种。
一种或多种酶占总的产物-酶混合物的低于10质量％，任选地低于5质量％，任选地低于1质量％。
附图说明
下面参考附图对本发明的实施方式做进一步说明，其中：
图1为根据本发明的一个实施方式的装置的截面侧视图；和
图2为根据本发明的一个实施方式的装置的立体图。
具体实施方式
根据本发明的一个实施方式的装置10示于图1。装置10适合于将产物水解，并且，有利地可以促进来自产物供应的产物的连续水解。
装置10包括在入口14和出口16之间延伸的连续导管12。在图中所示的非限制性实施例中，导管12大致沿着纵向轴线100延伸，并且被形成为在入口14和出口16之间的大部分长度上为螺旋形。在替代的实施方式中，导管12也可以其他构造形成，其中，导管12沿着围绕纵向轴线100缠绕的轨迹的同时，导管12沿平行于入口14和出口16之间的纵向轴线100延伸。例如，导管可以由满足该定义的许多直线部分形成。
返回到图中所示的实施方式，在横截面(如图1所示)中，导管12限定了在纵向轴线上方的一系列峰12a和在纵向轴线下方的一系列槽12b。
装置10还包括框架20和安装于框架20上的罐18。导管12沿着纵向轴线100横穿罐18，并且导管12可旋转地安装在罐18内(例如通过旋转联接器和滑动轴承)。特别地，导管12被可旋转地安装，使得导管12可以围绕纵向轴线100旋转。导管12围绕纵向轴线100的旋转使得包含在导管12中的任何产物在导管12内沿着平行于纵向轴线100的方向平移。该平移方向(即，要么远离要么朝向出口16)将取决于导管12围绕纵向轴线100的旋转方向。装置10可以另外包括用于使导管12围绕纵向轴线100旋转的驱动器。该驱动器可以包括在图2中示出的电机22。电机22或者实际上其他驱动器可以与导管12可驱动地联接，以使导管12旋转。合适的可驱动联接件的实例包括但不限于滑轮、链条和花键或其他齿轮连接。
罐18包括顶部18a和底部18b。图1示出了处于闭合构造的罐18，其中顶部18a相对于底部18b设置以形成封闭的腔室。相反，图2示出了处于打开构造的罐18，其中顶部18a已经与底部18b分开。顶部18a优选地相对于底部18b可移动，以便在闭合构造和打开构造之间改变罐18。
在替代的实施方式中，罐18可包括单个部件或可相对于彼此可移动或不可相对移动的多个部件。在包括罐18的任何实施方式中，罐18可被构造为用于容纳已加热的流体(其可以是流体和/或气体)，以便加热导管。例如，罐18可以被构造成接收和容纳已经加热的流体，或者其可以包括加热器形式的加热装置，其被设置成用于加热罐18中的流体。罐18可以包括一个或多个用于接收和/或排出流体的部分，或者在处于打开构造时流体被导入罐18中。合适的流体包括水、空气和蒸汽。罐18允许根据需要控制和维持流体的温度(并且因此允许控制和维持导管12和产物的温度)。
在替代的实施方式中，装置10可以根本不包括罐18。在这样的实施方式中，导管12的加热可以通过不同的加热系统来实现。可以与本发明的某些实施方式一起使用的替代加热系统的实例包括但不限于感应线圈、红外加热器和带有已加热流体的热管。
任选地，装置10可以包括用于将产物引入到入口14中的一个或多个泵或其他推进机构。
在使用中，产物经由入口14被引入到导管12中，并且导管12被旋转和加热。导管12的旋转导致产物朝向出口16移动。如果向入口14提供产物的连续供应，则装置10可以促进连续过程，其中产物可以同时进入入口14和离开出口16。
在某些优选的实施方式中，产物可以为海鲜或可含有海鲜，其可包括新鲜的或冷冻的鱼肉和/或海产品副产品。在某些实施方式中，其目的可以是将海产品的蛋白质水解。
对于水解，将一种或多种酶加入到产物中以形成酶-产物混合物。然后可以沿着导管12输送酶-产物混合物并同时加热。一种或多种酶可以包括蛋白酶和/或碱性蛋白酶。一种或多种酶可以在产物被引入到导管12中之前加入到产物中，或者它们可以单独加入。相对于待水解产物，所使用的酶的量将取决于所需的水解程度和采用的水解过程的速度。在某些优选实施方式中，一种或多种酶可以占总的产物-酶混合物的低于10质量％，任选地低于5质量％，以及任选地低于1质量％。
在加入酶之前，可以将水加入到产物中，并且可以加热产物(与水)(例如加热至约50℃)。加入的水量可以取决于几个因素，包括所需的水解度和待水解产物的稠度。在某些实施方式中，添加的水可以是其所添加的产物的质量的20％～200％，并且可以任选地为30％～100％。在一个实施例中，将水加入到待水解产物中，其中水具有产物质量的30％的质量。
在加入一种或多种酶和/或水之前，可以将产物切碎或以其他方式加工。
导管12可以一定速率围绕纵向轴线旋转，该速率使得产物-酶混合物在从导管12的出口16排出之前，存在于导管内30～60分钟，任选地40～50分钟，并且任选地约45分钟。对于特定产物通过时间所需的旋转速率将至少部分地取决于导管12的尺寸。在某些优选的实施方式中，导管12具有150mm～300mm的直径，优选为约200mm。在某些其他实施方式中，导管12可以具有高达1000mm的直径。在某些实施方式中，导管12的轴向长度(即，在平行于纵向轴线100的方向上的导管的长度)可以为1m～5m。在特别优选的实施方式中，导管12的轴向长度为大约2m。在某些优选实施方式中，导管12的尺寸和导管12的选定的旋转速率导致通过导管12的产物的流速为150～350L/h，并且优选地为约250L/h。
导管12的旋转不仅导致产物沿着导管平移，而且还导致产物-酶混合物的搅动，这有助于水解过程。
导管12可以旋转使得旋转沿向前方向发生，以便将产物-酶混合物朝向出口16输送，另外地，沿向后方向旋转，以便将产物-酶混合物远离导管的出口16而输送，其中在预定时间内，相对于向后方向，导管12在向前方向上旋转更大的量，以引起产物-酶混合物向出口16的净移动。通过沿向前和向后方向顺序地旋转，容纳在导管12中的产物经受更多的搅拌，且这可以进一步辅助或增强水解。
一旦产物-酶混合物从导管12移出(例如通过从出口16排出)，产物-酶混合物可以进行加热以使酶促过程失活(例如加热至约90℃约15分钟)。
如果从导管12排出的产物-酶混合物包含不期望的杂质和/或固体(例如骨骼)，则可以使用某些纯化方法(例如过滤或倾析)来除去或减少杂质。纯化过程可以在加热步骤之前或之后进行，以使酶促过程失活。
可以将水从水解产物蒸发以实现所需的粘度。另外或可选地，如果需要，可以将最终的水解产物喷雾干燥。
本发明的某些实施方式提供了一种用于进行水解的装置，其中该装置可以是相对紧凑的。特别地，与现有技术的水解系统相比，导管12的形式允许紧凑的设置。本发明的某些实施方式提供了一种可促进产物连续水解的装置，只要存在足够的供应即可。本发明的某些实施方式有利地允许水解过程在相对低的温度下发生，并且允许产物在整个过程中保持在一定的温度。鉴于与本发明的某些实施方式相关的优点，根据本发明的某些实施方式的装置可以特别适用于在交通工具上使用，使得水解过程可以在运输中进行，尽可能地使产物或与该待水解产物相关的产品在船上水解。作为实例，根据本发明的某些实施方式的装置可以用在船舶(例如渔船)上，从而促进接近产物来源的海鲜产品的水解，同时消除冷冻和将产物运输到岸上、以及在陆地现场水解该产物的需求。在替代的实施方式中，该装置可以用在其他交通工具上，例如陆基汽车。
在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”和“含有”及其变化意味着“包括但不限于”，并且它们不旨在(并且不)排除其他部分、添加物、组件、整数或步骤。在整个说明书和权利要求书中，单数包括复数，除非上下文另有要求。具体地，在使用不定冠词时，除非上下文另有要求，否则说明书应被理解为考虑复数以及单数。
结合本发明的特定方面、实施方式或实例描述的特征、整数、特性、化合物、化学部分或基团应理解为适用于本文所述的任何其他方面、实施方式或实例，除非与其不相容。在本说明书(包括任何随附的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征、和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合进行组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤是相互排斥的以外。本发明不限于任何前述实施方式的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求，摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或如此公开的任何新颖的一个步骤、或任何方法或过程的步骤的任何新颖的组合。
读者应注意与本申请相关且与本申请同时提交或在本说明书之前提交的与本说明书一起对公众开放以供公众查阅的所有论文和文献，并且所有这些论文和文献的内容通过引用被并入于此。

Claims (24)

1.一种将包括海产品的产物水解的装置，包括：
连续导管，其具有用于接收产物的入口和用于排出产物的出口，所述导管被形成为沿着围绕纵向轴线缠绕的轨迹的同时，所述导管在入口和出口之间平行于纵向轴线延伸；和
加热系统，用于加热至少部分导管，所述加热系统包括围绕至少部分导管的罐；
其中所述导管能围绕所述纵向轴线旋转，以便将在所述入口内接收的产物朝向所述出口输送；
所述罐包括底部和顶部，其中顶部能够相对于底部在闭合构造和打开构造之间移动，在该闭合构造中，底部和顶部形成封闭的腔室，而在该打开构造中，底部和顶部不形成封闭的腔室。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述罐被构造为用于容纳已加热的流体以便加热导管。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述罐还包括用于加热容纳于所述罐中的流体的加热器。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述罐被构造为用于接收已加热的流体。
5.如权利要求1所述的装置，还包括驱动器，其用于旋转所述导管，以便将在入口接收的产物朝向出口输送。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述驱动器包括以能旋转的方式联接到所述导管的电机。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述导管在其至少部分长度上呈螺旋形。
8.如权利要求1所述的装置，还包括用于将产物导入到所述入口的泵。
9.一种包括权利要求1～8中任一项所述装置的交通工具。
10.如权利要求9所述的交通工具，其中所述交通工具为船舶。
11.一种使用权利要求1～8中任一项所述装置的方法，包括：
提供根据权利要求1～8中任一项所述的装置；
向所述导管内提供包括待水解产物以及一种或多种酶的产物-酶混合物；
利用加热系统加热至少部分导管；以及
使所述导管围绕纵向轴线旋转，以便将所述产物-酶混合物朝向所述导管的出口输送。
12.如权利要求11所述的方法，其中使所述导管围绕纵向轴线旋转的步骤以如下速率进行，该速率使得产物-酶混合物在从所述导管的出口排出前，存在于导管内30～60分钟。
13.如权利要求11所述的方法，其中使所述导管围绕纵向轴线旋转的步骤以如下速率进行，该速率使得产物-酶混合物在从所述导管的出口排出前，存在于导管内40～50分钟。
14.如权利要求11所述的方法，其中使所述导管围绕纵向轴线旋转的步骤以如下速率进行，该速率使得产物-酶混合物在从所述导管的出口排出前，存在于导管内约45分钟。
15.如权利要求11所述的方法，其中执行利用加热系统加热至少部分导管的步骤，以便将产物-酶混合物加热或保持在40～70℃的温度。
16.如权利要求11所述的方法，其中执行利用加热系统加热至少部分导管的步骤，以便将产物-酶混合物加热或保持在50～60℃的温度。
17.如权利要求11所述的方法，其中执行利用加热系统加热至少部分导管的步骤，以便将产物-酶混合物加热或保持在约55℃的温度。
18.如权利要求11所述的方法，其中使所述导管围绕纵向轴线旋转的步骤包括沿向前方向旋转所述导管，以便将所述产物-酶混合物朝向所述导管的出口输送，以及沿向后方向旋转所述导管，以便将所述产物-酶混合物远离所述导管的出口而输送，其中，在预定的时间内，相对于向后方向的旋转，所述导管在向前方向的旋转具有更大的量，以产生产物-酶混合物朝向出口的净移动。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述待水解产物为海产品或者包括海产品。
20.如权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种酶包括蛋白酶。
21.如权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种酶包括碱性蛋白酶。
22.如权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种酶占总的产物-酶混合物的低于10质量％。
23.如权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种酶占总的产物-酶混合物的低于5质量％。
24.如权利要求11所述的方法，其中所述一种或多种酶占总的产物-酶混合物的低于1质量％。
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