CN107827996A - 一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线及其工艺 - Google Patents

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CN107827996A CN201711485431.1A CN201711485431A CN107827996A CN 107827996 A CN107827996 A CN 107827996A CN 201711485431 A CN201711485431 A CN 201711485431A CN 107827996 A CN107827996 A CN 107827996A
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陈友宁
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0003General processes for their isolation or fractionation, e.g. purification or extraction from biomass

Abstract

本发明提供一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线及其生产工艺,其生产线结构为沿生产线方向依次连接设置清洗机、第一输送装置、脱水机、第二输送装置、切碎机、第一暂存槽,第一暂存槽上设置有进水管,进水管的另一端与40‑55℃温水的产生装置连通,第一暂存槽的底部设置有出料口,第一暂存槽的出料口依次与第一水泵、胶体磨、第四水泵和热水浸提罐顺序连通;热水浸提罐上同时设置有液体出口和排渣口,其液体出口再依次与第七水泵、热交换器、第九水泵、超滤设备、第十一水泵、浓缩装置、第十二水泵、酒精沉淀罐顺序连通;酒精沉淀罐外设置有第二离心机,酒精沉淀罐的排渣口与第二离心机连通,第二离心机的侧方设置有真空干燥机。

Description

一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线及其工艺
技术领域
[0001] 本发明属于多糖生产工艺领域,尤其是一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生 产线及其工艺。
背景技术
[0002] 海洋绿藻(学名:石莼、裂片石莼、孔石莼、浒苔)是一种大型医食同源的藻类植物。 海藻是我国丰富植物资源的一个重要组成部分,随着开发利用海藻资源热潮的兴起,有关 海藻药理学功能与生物活性成分的研究不断扩大和深入。
[0003] 国内外研究显示,绿藻多糖具有广泛的生物活性和药用功能,具有很好的降血脂、 抗肿瘤、抗病毒、抗菌、调节免疫力、抗氧化、抗疲劳、降血糖和抗辐射等多种生物学活性。
[0004] 鉴于现有的绿藻多糖提取技术的绿藻多糖提取率不高,且提取成本较高(例如,现 有的绿藻多糖提取技术多采用浒苔干粉作为原材料,而绿藻干粉是由新鲜绿藻经清洗、烘 干、粉碎后获得,原材料成本较高),故,现有的绿藻多糖提取技术大多停留在实验室研究阶 段。并且,现有技术中也未见有关绿藻多糖提取生产线的报道。
[0005] 目前,在绿藻多糖提取技术上,已公布的绿藻多糖提取方法主要有热水浸提法、热 水浸提-超声波辅助法、热水浸提-微波辅助法、热水浸提-木瓜蛋白酶联合提取法等。但是, 为了提高绿藻多糖的得率,现有的这些绿藻多糖提取方法均采用膜过滤来去盐去蛋白,同 时,将小分子多肽、可溶性蛋白质、矿物质多当“废弃物”丢弃,不但污染环境,且增加成本一 倍以上。并且,现有的这些绿藻多糖提取方法原料通常采用绿藻干粉,原料成本较高;并且, 绿藻干粉颗粒浸水后膨胀,体积会增大10-20倍,绿藻颗粒越大,绿藻多糖的溶出率就越低, 大大影响绿藻中多糖和可溶性蛋白等活性大分子物质的溶出。另外,在对新鲜的绿藻进行 烘干的过程中,难免会带来绿藻蛋白多糖等活性大分子三维立体结构的变化,不利于获得 天然的绿藻蛋白多糖,而天然绿藻蛋白多糖的活性往往更好,同时也阻碍了对天然绿藻蛋 白多糖的三维结构的研究;另外,烘干也容易导致植物体内的可溶性蛋白的失活。
[0006] 公开号为CN106519059A的中国专利公布了一种浒苔多糖(即绿藻)的制备方法,该 方法采用新鲜浒苔作为原材料,经清洗、脱水、浸泡8h、捣碎后,采用热水浸提法(热水温度 为80-105Γ)来提取浒苔多糖。但是,该方法依然存在如下缺陷:(1)为了得到小颗粒的绿 藻,绿藻在捣碎前需要浸泡8h,耗时较长,效率低下;(2)采用捣碎机捣碎,捣碎后的绿藻颗 粒不均匀,影响绿藻蛋白多糖的提取率;(3)本专利的绿藻多糖制备方法与现有的绿藻提取 方法一样,都是采用80°C的热水进行浸提,热水浸提虽然可在一定程度上提高绿藻多糖的 溶出率,利于提高绿藻多糖的得率,但是,高温也容易导致绿藻蛋白多糖的三维结构发生变 化,不利于获得天然的绿藻蛋白多糖等大分子活性成分,并且可溶性蛋白也容易失活。总 之,现有的绿藻多糖提取方法中绿藻多糖和可溶性蛋白的提取率均较低,并且,也不利于获 得天然的绿藻蛋白多糖等大分子活性成分。
发明内容
[0007] 本发明的目的之一在于提供一种成本低、生产效率高,能够实现半自动化、工厂化 生产绿藻蛋白多糖,同时,还能最大程度保留天然绿藻蛋白多糖的绿藻多糖生产线。
[0008] —种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,沿生产线方向依次连接设置清洗 机、第一输送装置、脱水机,脱水机的侧方设置有第二输送装置,第二输送装置的一端为进 料端、另一端出料端的正下方设置有切碎机,切碎机的出料口正下方承接有第一暂存槽,第 一暂存槽上设置有进水管,进水管的另一端与40-55Γ温水的产生装置连通,进水管上设置 有水阀,第一暂存槽的底部设置有出料口,第一暂存槽的出料口依次与第一水栗、胶体磨、 第四水栗和热水浸提罐顺序连通;热水浸提罐的侧壁上设置有液体出口,热水浸提罐的液 体出口处设置有第一阀门,其液体出口再依次与第七水栗、热交换器、第九水栗、超滤设备、 第十一水栗、浓缩装置、第十二水栗、酒精沉淀罐顺序连通;酒精沉淀罐的底部设有排渣口, 其排渣口处设置有第二排渣阀,酒精沉淀罐外设置有第二离心机,酒精沉淀罐的排渣口与 第二离心机连通,第二离心机的侧方设置有用于对第二离心机离心后的固体湿料进行干燥 的真空干燥机;热水浸提罐内部设置有搅拌装置。
[0009] 本发明的另一目的旨在提供一种根据上述从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生 产线进行的绿藻蛋白多糖生产工艺,包括以下步骤: ① 采集新鲜绿藻,挑选出杂藻后,放入清洗机中进行清洗,从清洗机出来的干净绿藻经 第一输送装置进入脱水机进行脱水(脱水的同时也能去除掉藻体表面的盐分),脱去至少藻 体表面20%的水分,得到脱水后的绿藻,该脱水后的绿藻再经第二输送装置进入切碎机切碎 后,落入第一暂存槽内; ② 开启第一暂存槽的进水管上的水阀,40-55Γ温水的产生装置通过进水管向第一暂 存槽内注入1〜3倍绿藻体积、40-55Γ的温水,关闭水阀,第一暂存槽内的绿藻与温水的混 合液经第一水栗进入胶体磨研磨,得到内含绿藻颗粒粒径为微米级的藻浆; ③ 藻浆再经第四水栗进入热水浸提罐内,热水浸提罐内的水温控制在60-75°C,持续搅 拌90min以上,静置,待热水浸提作业完成后,开启第一阀门,热水浸提罐内的上清液通过其 液体出口经第七水栗进入热交换器降温至温度为55°C以下,再依次经第九水栗、超滤设备、 第十一水栗、浓缩装置、第十二水栗,进入酒精沉淀罐; ④ 待绿藻蛋白多糖在酒精沉淀罐内完成沉淀作业后,开启酒精沉淀罐的第二排渣阀, 酒精沉淀罐内的沉淀物通过其排渣口进入第二离心机内,经离心机离心后,取出滤饼,放入 真空干燥机内干燥,得到绿藻蛋白多糖(“绿藻蛋白多糖”为绿藻多糖和绿藻可溶性蛋白的 统称)干品。
[0010] 本发明的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线及其工艺均具有下述有益技 术效果: (1) 本发明的绿藻蛋白多糖的生产线及其工艺能够实现半自动化、工厂化生产绿藻蛋 白多糖; (2) 本发明实现了直接以新鲜绿藻作为原材料来提取绿藻蛋白多糖,无需对绿藻进行 烘干处理,节约了成本;同时,也避免了烘干处理步骤带来绿藻多糖和可溶性蛋白的三维结 构的破坏,利于获得天然的绿藻蛋白多糖;并且,既然没有烘干处理,也就无需对烘干后的 浒苔干粉进行浸泡,缩短了生产时间,提高了生产效率; (3) 本发明采用新鲜绿藻作为原材料的同时,将切碎的绿藻与温度为40-55 °C的温水混 合,温水不仅可使绿藻藻体软化,而且还有利于降低藻浆黏度,温水结合胶体磨对切碎的绿 藻进行处理,可得到其内的绿藻颗粒均匀、且粒径为微米级的藻浆,使得绿藻蛋白多糖产品 质量更好;同时,由于绿藻颗粒粒径越小,越有利于绿藻多糖和可溶性蛋白的溶出,使得后 续只需温度为60-75Γ的热水进行短时间(90min)的浸提,就可达到现有热水浸提的绿藻多 糖提取率水平(13%以上); (4) 热水浸提处理使得绿藻多糖和可溶性蛋白得以溶解在热水中;并且,热水浸提过程 中热水的温度为60-75°C,不会对绿藻蛋白多糖等具有生物活性的大分子的三维立体结构 造成破坏,有利于获得天然的绿藻蛋白多糖,同时,也不会造成绿藻中可溶性蛋白的失活, 尽可能的保留了绿藻体内的可溶性蛋白,使得所制得的干粉非常适合制作面膜; (5) 另,本发明采用真空干燥机对第二离心机离心后的沉淀物(即湿的绿藻蛋白多糖) 进行干燥,能最大程度的将天然绿藻蛋白多糖保留下来。
[0011]本发明的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线可作如下改进: (1) 进一步地,胶体磨与第四水栗之间沿生产线方向依次连接设置第二水栗、超声提取 机,可进一步提尚绿澡蛋白多糖的得率; (2) 进一步地,胶体磨与第四水栗之间沿生产线方向依次连接设置第三水栗、酶解提取 罐,可进一步提高绿藻蛋白多糖的得率;在具体实施过程中,当同时设置超声提取机和酶解 提取罐时,优选采用:所述胶体磨与第四水栗之间沿生产线方向依次连接设置第二水栗、超 声提取机、第三水栗和酶解提取罐,经超声波破壁后,酶解效果更好; (3) 进一步地,热水浸提罐的底部设有排渣口,排渣口处设置有第一排渣阀,热水浸提 罐的外侧设置第一离心机,第一离心机包括外筒体和驱动装置,外筒体上方设置有盖体,盖 体和筒体分体设置,外筒体与盖体之间设置有盖体锁紧装置;外筒体内同轴套设一内筒体, 一中心转轴沿外筒体的中心轴线可转动的穿过外筒体的底壁并固定于内筒体的底壁上,内 筒体与外筒体之间形成液体空腔,中心转轴由驱动装置驱动转动;内筒体的内腔为过滤袋 放置腔,过滤袋的孔径为500〜600目;内筒体的上边沿低于外筒体的上边沿,内筒体上方的 外筒体侧壁上设置有进料管,进料管延伸至内筒体筒口 1的上方,热水浸提罐的排渣口与该 进料管连通;内筒体上布满漏液孔;外筒体的底部还开设有排水口,该排水口再与第七水栗 管道连通。由于绿藻的黏性较大,经热水浸提罐得到的渣浆黏性也较大,不利于回收利用, 因此,现有技术中都是将这部分渣浆进行直接丢弃处理,这就造成了多糖和可溶性蛋白成 分的浪费,而本发明在对过滤袋孔径进行限定的基础上,配合离心机的离心作用,能够实现 藻浆中的绿藻多糖和可溶性蛋白被甩出过滤袋,而大颗粒的膳食纤维被阻挡在过滤袋,不 仅实现了对绿藻蛋白多糖提取过程中热水浸提罐内渣浆中绿藻蛋白多糖提取液的回收,同 时也实现了将绿藻多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液与膳食纤维等大颗粒彻底分开, 方便对绿藻多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液和膳食纤维等大颗粒进行进一步收集, 尤其方便对绿藻多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液进行自动化处理。在具体实施过程 中,内筒体下方的液体空腔内倾斜设置有挡液板,且排水口设置于挡液板最低位置对应的 外筒体侧壁上,利于绿藻多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液及时排出。另,所述过滤袋 优选采用透析袋,容易购买得到。所述的第一离心机优选设置于热水浸提罐的下方,此时, 热水浸提罐的排渣口与第一离心机管道连通; (4) 进一步地,热水浸提罐的外侧包覆有保温夹套,利于对热水浸提罐进行保温; (5) 所述热水浸提罐的搅拌装置优选采用机械搅拌叶片,由于绿藻本身黏度较大,采用 现有的气流式搅拌方式时,绿藻容易沉积在提取罐的底部,浸提作业完成后,依然无法与水 很好的溶解,容易堵塞后序管道离心栗的筛网,并且,筛网上的沉积物需要进行重新提取, 费时费力,而采用机械搅拌叶片的搅拌装置,其搅拌效果更好,更适合绿藻蛋白多糖的提 取; (6) 所述酒精沉淀罐由若干个并列设置的酒精沉淀单罐组成,酒精沉淀罐中的每个酒 精沉淀单罐的顶部均设有进料口,每个酒精沉淀单罐的进料口均与第十二水栗连通、排渣 口均与第二离心机连通。每个酒精沉淀单罐的侧壁上设置有液体出口,酒精沉淀单罐的液 体出口处设置有第二阀门,其液体出口再依次与第十三水栗、稀酒精储罐顺序连通。另,第 二离心机采用与第一离心机结构相同的离心机,其也包括外筒体、驱动装置、盖体、盖体锁 紧装置、中心转轴、内筒体、过滤袋、进料管、漏液孔、排水口、液体空腔和挡液板,酒精沉淀 罐的排渣口与第二离心机的进料管连通;第二离心机的排水口再依次与第十四水栗、稀酒 精储罐连通,从而实现对酒精沉淀罐中沉淀物中残留酒精的自动化收集。当然,第二离心机 也可以采用常见的沉淀式离心机。进一步的,稀酒精储罐的出口再依次与第十五水栗、酒精 回收塔、第十六水栗顺序连通,第十六水栗的出口再同时与所有酒精沉淀单罐顶部的乙醇 入口管道连通,从而实现酒精的回收利用。每个酒精沉淀单罐的乙醇入口(也称“进水口”) 处均设置第三阀门,工作过程中,只有一个酒精沉淀单罐的第三阀门处于开启状态,其余酒 精沉淀单罐的第三阀门均处于闭合状态。每个酒精沉淀单罐的进料口处均设置有第四阀 门,工作过程中,只有一个酒精沉淀单罐的第四阀门处于开启状态,其余酒精沉淀单罐的第 四阀门均处于闭合状态。每个酒精沉淀单罐的内部均安装有搅拌装置。在具体实施过程中, 酒精沉淀单罐的搅拌装置优选采用机械搅拌叶片。每个酒精沉淀单罐的液体出口内插设有 出水管,出水管的内端伸入酒精沉淀单罐内且呈弯折状,第二阀门设置于出水管上,此时可 抽吸反应罐内更多的上清液; (7) 所述超滤设备优选采用膜芯膜,去除小分子盐分效果好; (8) 所述浓缩装置优选采用真空浓缩装置,浓缩装置通常采用双效浓缩器,浓缩效果 好; (9) 进一步地,热水浸提罐的液体出口与第七水栗之间沿生产线方向依次连通设置有 第五水栗和第一储罐。第一储罐起到暂存热水浸提罐上清液(即绿藻蛋白多糖提取液)的作 用,有利于整个生产线有序进行。在具体事实过程中,第一储罐由若干个并列设置的第一储 存单罐组成,第一储罐中的每个第一储存单罐的进料口均与第五水栗连通、出口均与第七 水栗连通,第一储罐中的每个第一储存单罐的进料口处均设置有第三阀门、出口处均设置 有第四阀门。当同时设置有第一储罐和第一离心机时,第一离心机的排水口依次与第六水 栗、第一储罐、第七水栗连通; (10) 进一步地,热交换器与第九水栗之间沿生产线方向依次连通设置第八水栗和第二 储罐。第二储罐起到暂存提取液的作用,有利于整个生产线有序进行。在具体事实过程中, 第二储罐优选采用一个第二储存单罐。当然,本发明的第二储罐所含第二储存单罐的数量 并不限于附图中的一个,可根据需要对第二储存单罐的数量进行调整; (11) 进一步地,膜过滤设备与第十一水栗之间沿生产线方向依次连通设置第十水栗和 第三储罐。第三储罐起到暂存提取液的作用,有利于整个生产线有序进行。在具体事实过程 中,第三储罐优选采用一个第三储存单罐。当然,本发明的第三储罐所含第三储存单罐的数 量并不限于附图中的两个,可根据需要对第三储存单罐的数量进行调整; (12) 所述第七水栗优选采用管道离心栗,可对热水浸提罐内的上清液进行离心过滤后 再进行下一步处理。当然,第七水栗也可以采用其他的常见水栗; (13) 所述第二离心机优选放置于酒精沉淀罐的下方,酒精沉淀罐的排渣口与第二离心 机的管道连通,不需要增设抽吸栗,节约成本,简化生产线的结构; (14) 当酒精沉淀罐含有的酒精沉淀单罐的数量多2个时,为了避免酒精沉淀单罐内反 应时间过长,不利于多糖和可溶性蛋白的提取,所有酒精沉淀单罐的侧方设置第二暂存槽, 且第二暂存槽与所有酒精沉淀单罐的排渣口均连通,所述第二离心机设置于第二暂存槽的 侧方。在工作过程中,反应罐内的沉淀物经其排渣口进入暂存槽内,人工将暂存槽内的沉淀 物装入离心机内的过滤袋内进行离心。所述第二暂存槽优选设置于所有酒精沉淀单罐的下 方,且第二暂存槽与所有酒精沉淀单罐的排渣口均管道连通。
[0012] 本发明的上述根据从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线进行的绿藻蛋白多 糖提取工艺可作如下改进: (1) 步骤②得到的藻浆再依次经第二水栗、超声提取机、第四水栗进入热水浸提罐内, 其中,超声波处理的温度为30-40°C,时间为3-5min,藻体与水的重量比例为1:10,超声波 频率3800-7500 MHz。温水有利于超声波对绿藻细胞的细胞壁进行破碎,利于绿藻蛋白多糖 的溶出; (2) 步骤②得到的藻浆再依次经第三水栗、酶解提取罐、第四水栗进入热水浸提罐内, 其中,酶解提取罐内的酶添加量为〇. 8-2%、温度控制在35-45 °C、时间为90-120 min,保证了 酶依然具有较高的活性,酶对绿藻细胞进行分解,促进绿藻内的绿藻多糖和可溶性蛋白的 进一步溶出,同时,温水也有利于绿藻内的多糖和可溶性蛋白的溶解。当同时设置超声提取 机和酶解提取罐时,优选采用:步骤②得到的藻浆再依次经第二水栗、超声提取机、第三水 栗、酶解提取罐、第四水栗进入热水浸提罐内,超声波处理的温度为30-40°C,时间为3-5min,藻体与水的重量比例为1:10,超声波频率3800-7500 MHz;酶解提取罐内的酶添加量 为0.8-2%、温度控制在35-45°C、时间为90-120 min。经超声波破壁后,酶解效果更好;并且, 避免超声波对酶造成失活。进一步的,所述步骤(2)中胶体磨的出料挡网的网孔直径优选为 8-15μπι,既避免出料挡网的网孔直径太大,即使结合超声波法和酶法进行提取,绿藻颗粒也 无法达到纳米级的要求,进而限制绿藻多糖和可溶性蛋白的溶出;又避免出料挡网的网孔 直径太小,造成胶体磨产量过低,不利于产业化生产; (3) 所述步骤②中脱水机脱水后脱去藻体表面20-30%的水分,绿藻含水份适中,经切碎 后可将藻体切成l_2cm的碎片,为胶体磨内齿轮齿牙对咬调整到更微小提供条件; (4) 所述步骤④得到的绿藻蛋白多糖干品再经粉碎、过筛、包装,可得成品。
[0013] (5)所述步骤③的超滤设备采用截留分子量为IOOODa的滤膜,既保护了绿藻多糖, 又保留了小分子多肽、可溶性蛋白质以及矿物质的遗失。
附图说明
[00M]图1为实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线的工艺流程图; 图2为实施例1或实施例2的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线的结构简图; 图3为图2所示的实施例1的A部分的结构图; 图4为图2所示的实施例1的B部分的结构图; 图5为图2所示的实施例2的B部分的结构图; 图6为实施例1和实施例2的第一离心机或第二离心机在未放置过滤袋时的透视结构 图,其中内筒体为剖视图; 图7为实施例1和实施例2的第一离心机或第二离心机在放置了过滤袋后、装料状态时 的透视结构图,其中内筒体为剖视图; 图8为实施例1和实施例2的第一离心机或第二离心机在放置了过滤袋后、离心状态时 的透视结构图,其中内筒体为剖视图。
具体实施方式
[0015] 现结合附图具体说明本发明的2种实施例: 实施例1 结合图1〜图4,一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,沿生产线方向依次连 接设置清洗机1、第一输送装置2、脱水机3,脱水机3的侧方设置有第二输送装置4,第二输送 装置4的一端为进料端、另一端出料端的正下方设置有切碎机5,切碎机5的出料口正下方承 接有第一暂存槽6,第一暂存槽6上设置有进水管61,进水管61的另一端与40-55Γ温水的产 生装置7连通,进水管61上设置有水阀62,第一暂存槽6的底部设置有出料口 63,第一暂存槽 6的出料口63依次与第一水栗8、胶体磨9、第四水栗10和热水浸提罐11顺序连通(其中,第四 水栗10与热水浸提罐的进料口 115管道连接);热水浸提罐11的侧壁上设置有液体出口 111, 热水浸提罐11的液体出口处设置有第一阀门117,其液体出口 111再依次与第七水栗12、热 交换器13、第九水栗14、超滤设备15、第十一水栗16、浓缩装置17、第十二水栗18、酒精沉淀 罐19顺序连通;酒精沉淀罐19的底部设有排渣口 191,其排渣口 191处设置有第二排渣阀 192,酒精沉淀罐19的侧方设置有第二离心机20,酒精沉淀罐19的排渣口 191与第二离心机 20连通,第二离心机20的侧方设置有用于对第二离心机20离心后的固体湿料进行干燥的真 空干燥机21;热水浸提罐11内部设置有搅拌装置112。
[0016] 其中,如图5所示,所述酒精沉淀罐19由四个并列设置的酒精沉淀单罐190组成,酒 精沉淀罐19中的每个酒精沉淀单罐190的进料口 196均与第十二水栗18连通、排渣口 191均 与第二离心机20连通。并且,所有酒精沉淀单罐190的下方设置用于承接酒精沉淀罐19中沉 淀物的第二暂存槽22,第二暂存槽22均与所有酒精沉淀单罐190的排渣口 191管道连通。工 作过程中,人工将第二暂存槽22内的沉淀物取出并放入第二离心机20内进行离心脱水。
[0017] —种根据实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线进行的绿藻蛋白多 糖生产工艺,包括以下步骤: ① 采集新鲜绿藻,挑选出杂藻后,放入清洗机1中进行清洗,从清洗机1出来的干净绿藻 经第一输送装置2进入脱水机3进行脱水,脱去至少藻体表面20%的水分,得到脱水后的绿 藻,该脱水后的绿藻再经第二输送装置4进入切碎机5切碎后,落入第一暂存槽6内; ② 开启第一暂存槽6的进水管61上的水阀62,40-55°C温水的产生装置7通过进水管61 向第一暂存槽6内注入1〜3倍绿藻体积、40-55 °C的温水,关闭水阀62,第一暂存槽6内的绿 藻与温水的混合液经第一水栗8进入胶体磨9研磨,得到内含绿藻颗粒粒径为微米级的藻 浆; ③ 藻浆再经第四水栗10进入热水浸提罐11内,热水浸提罐11内的水温控制在55-75°C, 持续搅拌90min以上,静置,待热水浸提作业完成后,开启第一阀门117,热水浸提罐11内的 上清液通过其液体出口 111经第七水栗12进入热交换器13降温至温度为55°C以下,再依次 经第九水栗14、超滤设备15、第十一水栗16、浓缩装置17、第十二水栗18,进入酒精沉淀罐 19; ④ 待绿澡蛋白多糖在酒精丨几淀罐19内完成丨几淀作业后,开启酒精丨几淀罐19的弟_排渣 阀192,酒精沉淀罐19内的沉淀物通过其排渣口 191进入第二离心机20内,经离心机20离心 后,取出滤饼,放入真空干燥机21内干燥,得到绿藻蛋白多糖干品。
[0018] 实施例2 一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,与实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻 蛋白多糖的生产线不同的是:所述酒精沉淀罐19仅有一个酒精沉淀单罐190。并且,酒精沉 淀罐19的下方设置第二离心机20,酒精沉淀罐19的排渣口 191与第二离心机20管道连接(如 图5所示)。
[0019] —种根据实施例2的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线进行的绿藻蛋白多 糖生产工艺,其与实施例1的绿藻蛋白多糖生产工艺步骤相同,但胶体磨和热水浸提罐的参 数设置均不同,具体见表1。
[0020] 实施例3 一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,与实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻 蛋白多糖的生产线相同。
[0021] 一种根据实施例3的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线进行的绿藻蛋白多 糖生产工艺,其与实施例1的绿藻蛋白多糖生产工艺步骤相同,但胶体磨和热水浸提罐的参 数设置均不同,具体见表1。
[0022] 实施例4 一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,与实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻 蛋白多糖的生产线相同。
[0023] 一种根据实施例3的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线进行的绿藻蛋白多 糖生产工艺,其与实施例1的绿藻蛋白多糖生产工艺步骤相同,但胶体磨和热水浸提罐的参 数设置均不同,具体见表1。
[0024] 表1
Figure CN107827996AD00101
同FKK *劳昍Λ ΐ不堪徂了 Sk谕仿!IR-Sk谕仿Il7 _苴由.Sk谕仿!IR-Sk谕仿Il7的U蕲雔结薤由堪 取绿藻蛋白多糖的生产线与实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线不同的 是:所述胶体磨9与第四水栗10之间沿生产线方向依次连接设置第二水栗23、超声提取机 24。实施例5-实施例7的分别根据实施例5—7的生产线进行的绿藻蛋白多糖生产工艺与实 施例1的绿藻蛋白多糖生产工艺的不同之处在于:步骤②得到的藻浆再依次经第二水栗23、 超声提取机24、第四水栗10进入热水浸提罐11内,并列举实施例5-实施例7的超声波处理的 温度、时间、藻体与水的重量比例、超声波频率于表2中。
[0025] 本发明人还提供了实施例8-实施例10。其中,实施例8-实施例10的从新鲜绿藻中 提取绿藻蛋白多糖的生产线与实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线不同的 是:所述胶体磨9与第四水栗10之间沿生产线方向依次连接设置第三水栗25、酶解提取罐 26。实施例8-实施例10的分别根据实施例8-实施例10的生产线进行的绿藻蛋白多糖生产工 艺与实施例1的绿藻蛋白多糖生产工艺的不同之处在于:步骤②得到的藻浆再依次经第三 水栗25、酶解提取罐26、第四水栗10进入热水浸提罐11内,并列举实施例8-实施例10的酶法 处理的酶添加量、温度、时间于表2中。
[0026] 另,本发明人还提供了实施例11-实施例13。其中,实施例11-实施例13的从新鲜绿 藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线与实施例1的从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线不 同之处在于:所述胶体磨9与第四水栗10之间沿生产线方向依次连接设置第二水栗23、超声 提取机24、第三水栗25和酶解提取罐26。实施例11-实施例13的分别根据实施例11-实施例 13的生产线进行的绿藻蛋白多糖生产工艺与实施例1的绿藻蛋白多糖生产工艺的不同之处 在于:与实施例1的不同之处在于:步骤②得到的藻浆再依次经第二水栗23、超声提取机24、 第三水栗25、酶解提取罐26、第四水栗10进入热水浸提罐11内。并列举实施例11-实施例13 的超声波处理的温度、时间、藻体与水的重量比例、超声波频率以及酶法处理的酶添加量、 温度、时间于表2中。
[0027] 表2
Figure CN107827996AD00111
本发明人分别测定实施例1-实施例13的绿藻蛋白多糖的绿藻多糖的得率和可溶性得 率,并列举于表3中。
[0028] 表3
Figure CN107827996AD00112
Figure CN107827996AD00121
实施例1 一实施例13的绿藻蛋白多糖的生产线及其工艺均能够实现半自动化、工厂化 生产绿藻蛋白多糖。本发明直接以新鲜绿藻作为原材料来提取绿藻蛋白多糖,无需对绿藻 进行烘干处理,节约了成本;同时,也避免了烘干处理步骤带来绿藻蛋白多糖三维结构的破 坏,利于获得天然的绿藻蛋白多糖;并且,既然没有烘干处理,也就无需对烘干后的浒苔干 粉进行浸泡,缩短了生产时间,提高了生产效率。本发明采用新鲜绿藻作为原材料的同时, 将切碎的绿藻与温度为40-55Γ的温水混合,温水不仅可使绿藻藻体软化,而且还有利于降 低藻浆黏度,温水结合胶体磨9对切碎的绿藻进行处理,可得到其内的绿藻颗粒均匀、且粒 径为微米级的藻浆,使得绿藻蛋白多糖产品质量更好;同时,由于绿藻颗粒粒径越小,越有 利于绿藻多糖和可溶性蛋白的溶出,使得后续只需温度为60-75Γ的热水进行短时间 (90min)的浸提,就可达到现有热水浸提的绿藻多糖提取率水平(13%以上),同时,可溶性蛋 白提取率也达到了 12%以上(见表3)。热水浸提处理使得绿藻多糖和可溶性蛋白得以溶解在 热水中;并且,热水浸提过程中热水的温度为60-75Γ,不会对绿藻蛋白多糖等具有生物活 性的大分子的三维立体结构造成破坏,有利于获得天然的绿藻蛋白多糖,同时,也不会造成 绿藻中可溶性蛋白的失活,尽可能的保留了绿藻体内的可溶性蛋白,使得所制得的干粉非 常适合制作面膜和营养保健品。另,本发明采用真空干燥机21对第二离心机20离心后的沉 淀物(即湿的绿藻蛋白多糖)进行干燥,能最大程度的将天然绿藻蛋白多糖保留下来。并且, 从实施例5-实施例7可看出,增加超声波处理步骤后,绿藻多糖和可溶性蛋白的得率都有一 定程度的提高。从实施例8-实施例10可看出,增加酶法处理步骤后,绿藻多糖和可溶性蛋白 的得率也都有一定程度的提高。从表3的实施例5-实施例13的比较可看出,同时增加超声波 处理步骤和酶法处理步骤时,绿藻多糖和可溶性蛋白的得率最高。
[0029] 需要说明的是,本发明的酒精沉淀罐所含酒精沉淀单罐的数量并不限于实施例1、 实施例3—实施例13的四个和实施例2的一个,酒精沉淀罐所含酒精沉淀单罐的数量可根据 生产产量来进行调整。本发明的第二离心机20与酒精沉淀罐19的连接方式并不限于实施例 2中的“酒精沉淀罐19的下方设置第二离心机20,酒精沉淀罐19的排渣口 191与第二离心机 20管道连接”的连接方式,其也可以是“第二离心机20直接放置于需要排渣的酒精沉淀罐单 罐190的排渣口 191的正下方”。
[0030] 实施例1 一实施例13的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线均可作如下 改进: (1) 进一步地,结合图3、图6〜图8,所述热水浸提罐11的底部设有排渣口 113,排渣口 113处设置有第一排渣阀114,热水浸提罐11的排渣口 113下方承接有第一离心机27,第一离 心机27包括外筒体51和驱动装置52,外筒体51上方设置有盖体53,盖体53与外筒体51分体 设置,外筒体51与盖体53之间设置有盖体锁紧装置54;外筒体51内同轴套设一内筒体56,一 中心转轴55沿外筒体51的中心轴线可转动的穿过外筒体51的底壁并固定于内筒体51的底 壁上,内筒体56与外筒体51之间形成液体空腔511,中心转轴55由驱动装置52驱动转动;内 筒体56的内腔为过滤袋57放置腔,过滤袋57的孔径为500〜600目;内筒体56的上边沿低于 外筒体51的上边沿,内筒体56上方的外筒体51侧壁上设置有进料管58,进料管58延伸至内 筒体56筒口的上方,热水浸提罐11的排渣口 113与该进料管58连通;内筒体56上布满漏液孔 59;外筒体51的底部还开设有排水口 510,该排水口 510再与第七水栗12管道连通。在工作过 程中,打开第一离心机27的盖体53,将过滤袋57放置于第一离心机27的过滤袋放置腔内,并 将过滤袋57的开口张开于进料管58的正下方;然后,开启第一排渣阀114,热水浸提罐11内 的渣浆通过其排渣口 114、第一离心机27的进料管58进入第一离心机27的过滤袋57内;待过 滤袋57装满七八成时,关闭第一排渣阀114,并将过滤袋57的袋口系紧,盖上盖体53;启动驱 动装置52,该驱动装置52驱动中心转轴55转动,并带动内筒体56转动,在离心力的作用下, 过滤袋57内的绿藻多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液被甩出,而大颗粒物料(大多为膳 食纤维)被阻挡在过滤袋57内,多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液随水分再经漏液孔59 到达液体空腔511,并从排水口 510流出,最后经第七水栗12栗入热交换机13内。由于绿藻的 黏性较大,经热水浸提罐11得到的渣浆黏性也较大,不利于回收利用,因此,现有技术中都 是将这部分渣浆进行直接丢弃处理,这就造成了绿藻多糖和可溶性蛋白成分的浪费,而本 发明在对过滤袋57孔径进行限定的基础上,配合离心机的离心作用,能够实现藻浆中的绿 藻多糖和可溶性蛋白被甩出过滤袋57,而大颗粒的物料被阻挡在过滤袋57内,不仅实现了 对绿藻蛋白多糖提取过程中热水浸提罐11内渣浆中多糖提取液的回收,同时也实现了将多 糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液与膳食纤维等大颗粒物料彻底分开,方便对绿藻多糖、 可溶性蛋白等活性成分的水溶液和膳食纤维等大颗粒物料进行进一步的分散收集,尤其方 便对绿藻多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液进行自动化处理。在具体实施过程中,如图 6〜图8所示,内筒体56下方的液体空腔511内倾斜设置有挡液板512,且排水口 510设置于挡 液板512最低位置对应的外筒体51侧壁上,利于多糖、可溶性蛋白等活性成分的水溶液及时 排出。另,所述过滤袋57可以采用透析袋,容易购买得到。当然,第一离心机也可以采用常见 的沉淀式离心机,此时,在离心完成后,打开离心机的盖体,并将一水管的一端伸入离心机 内的上清液中、另一端与第七水栗12连通; (2) 进一步地,如图3所示,热水浸提罐11的外侧包覆有保温夹套118,利于对反应罐11 进行保温; (3) 如图3所示,所述热水浸提罐的搅拌装置112优选采用机械搅拌叶片,搅拌效果更 好,适合绿藻蛋白多糖的提取; (4) 进一步地,如图4、图5所示,每个酒精沉淀单罐190的侧壁上设置有液体出口 195,酒 精沉淀单罐190的液体出口 195处设置有第二阀门198,其液体出口 195再依次与第十三水栗 28、稀酒精储罐29顺序连通,另,第二离心机20采用与第一离心机27结构相同的离心机,结 合图6〜图8,其包括外筒体51和驱动装置52,外筒体51上方设置有盖体53,盖体53与外筒体 51分体设置,外筒体51与盖体53之间设置有盖体锁紧装置54;外筒体51内同轴套设一内筒 体56,一中心转轴55沿外筒体51的中心轴线可转动的穿过外筒体51的底壁并固定于内筒体 51的底壁上,内筒体56与外筒体51之间形成液体空腔511,中心转轴55由驱动装置52驱动转 动;内筒体56的内腔为过滤袋57放置腔,过滤袋57的孔径为500〜600目;内筒体56的上边沿 低于外筒体51的上边沿,内筒体56上方的外筒体51侧壁上设置有进料管58,进料管58延伸 至内筒体56筒口的上方,酒精沉淀罐19的排渣口 191与该进料管58连通;内筒体56上布满漏 液孔59;外筒体51的底部还开设有排水口 510,该排水口 510再依次与第十四水栗39、稀酒精 储罐29连通,从而实现对酒精沉淀罐19中沉淀物中残留酒精的自动化收集。当然,第二离心 机也可以采用常见的沉淀式离心机。进一步的,稀酒精储罐29的出口再依次与第十五水栗 30、酒精回收塔31、第十六水栗32顺序连通,第十六水栗32的出口再同时与所有酒精沉淀单 罐190顶部的乙醇入口 197管道连通,从而实现酒精的回收利用。如图4、图5所示,每个酒精 沉淀单罐的乙醇入口 197处均设置第三阀门1910,工作过程中,只有一个酒精沉淀单罐190 的第三阀门1910处于开启状态,其余酒精沉淀单罐190的第三阀门1910均处于闭合状态; (5) 进一步地,如图4、图5所示,每个酒精沉淀单罐190的进料口 196处均设置有第四阀 门1911,工作过程中,只有一个酒精沉淀单罐190的第四阀门1911处于开启状态,其余酒精 沉淀单罐190的第四阀门1911均处于闭合状态; (6) 进一步地,如图4、图5所示,每个酒精沉淀单罐190的内部均安装有搅拌装置194。在 具体实施过程中,酒精沉淀单罐190的搅拌装置194优选采用机械搅拌叶片; (7) 进一步地,如图4、图5所示,每个酒精沉淀单罐190的液体出口 195内插设有出水管 199,出水管199的内端伸入酒精沉淀单罐内且呈弯折状,第二阀门198设置于出水管199上, 此时可抽吸反应罐19内更多的上清液; (8) 所述超滤设备15优选采用膜芯膜,当然,超滤设备15也可以采用其他常见的超滤设 备(例如透析袋); (9) 所述浓缩装置17优选采用真空浓缩装置,浓缩装置17可选用双效浓缩器,当然,浓 缩装置17也可以采用其他常见的浓缩装置或其他的真空浓缩装置; (10) 进一步地,热水浸提罐11的液体出口 111与第七水栗12之间沿生产线方向依次连 通设置有第五水栗33和第一储罐34。第一储罐34起到暂存热水浸提罐11上清液(即绿藻蛋 白多糖提取液)的作用,有利于整个生产线有序进行。在具体事实过程中,第一储罐34由若 干个并列设置的第一储存单罐341组成,第一储罐34中的每个第一储存单罐341的入口均与 第五水栗33连通、出口均与第七水栗12连通,第一储罐34中的每个第一储存单罐341的入口 处均设置有第三阀门342、出口处均设置有第四阀门343。当同时设置有第一储罐34和第一 离心机27时,第一离心机27的排水口 510依次与第六水栗40、第一储罐34、第七水栗12连通。 当然,本发明的第一储罐34所含第一储存单罐341的数量并不限于附图中的两个,可根据需 要对第一储存单罐341的数量进行调整; (11) 进一步地,热交换器3与第九水栗14之间沿生产线方向依次连通设置第八水栗35 和第二储罐36。第二储罐36起到暂存提取液的作用,有利于整个生产线有序进行。在具体事 实过程中,第二储罐36优选采用一个第二储存单罐。当然,本发明的第二储罐36所含第二储 存单罐的数量并不限于附图中的一个,可根据需要对第二储存单罐的数量进行调整; (12) 进一步地,膜过滤设备15与第十一水栗16之间沿生产线方向依次连通设置第十水 栗37和第三储罐38。第三储罐38起到暂存提取液的作用,有利于整个生产线有序进行。在具 体事实过程中,第三储罐38优选采用一个第三储存单罐。当然,本发明的第三储罐38所含第 三储存单罐的数量并不限于附图中的两个,可根据需要对第三储存单罐的数量进行调整; (13) 所述第七水栗12优选采用管道离心栗,可对热水浸提罐11内的上清液进行离心过 滤后再进行下一步处理。当然,第七水栗12也可以采用其他的常见水栗。
[0031]本发明的一种根据从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线进行的绿藻蛋白多 糖提取工艺可作如下改进: ⑴所述步骤⑵中胶体磨的出料挡网的网孔直径优选为8-15μπι,既避免出料挡网的网 孔直径太大,即使结合超声波法和酶法进行提取,绿藻颗粒也无法达到纳米级的要求,进而 限制绿藻多糖和可溶性蛋白的溶出;又避免出料挡网的网孔直径太小,造成胶体磨产量过 低,不利于产业化生产; (2) 所述步骤②中脱水机3脱水后得到含水率为20-25%的绿藻,绿藻含水份较多,经切 碎后可将藻体切成l_2cm的碎片,为胶体磨9内齿轮齿牙对咬调整到更微小提供条件; (3) 所述步骤②中胶体磨9的齿牙尺寸优选为IOX 10微米,研磨时间为4-6min,就可得 到绿藻粒径为纳米级的藻浆; (4) 所述步骤④得到的绿藻蛋白多糖干品再经粉碎、过筛、包装,可得成品; (5) 所述步骤③的超滤设备采用截留分子量为IOOODa的滤膜,既保护了绿藻蛋白多糖, 又保留了小分子多肽、可溶性蛋白质以及矿物质的遗失。

Claims (9)

1. 一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于:沿生产线方向依次连 接设置清洗机、第一输送装置、脱水机,脱水机的侧方设置有第二输送装置,第二输送装置 的一端为进料端、另一端出料端的正下方设置有切碎机,切碎机的出料口正下方承接有第 一暂存槽,第一暂存槽上设置有进水管,进水管的另一端与40-55Γ温水的产生装置连通, 进水管上设置有水阀,第一暂存槽的底部设置有出料口,第一暂存槽的出料口依次与第一 水栗、胶体磨、第四水栗和热水浸提罐顺序连通;热水浸提罐的侧壁上设置有液体出口,热 水浸提罐的液体出口处设置有第一阀门,其液体出口再依次与第七水栗、热交换器、第九水 栗、超滤设备、第十一水栗、浓缩装置、第十二水栗、酒精沉淀罐顺序连通;酒精沉淀罐的底 部设有排渣口,其排渣口处设置有第二排渣阀,酒精沉淀罐外设置有第二离心机,酒精沉淀 罐的排渣口与第二离心机连通,第二离心机的侧方设置有用于对第二离心机离心后的固体 湿料进行干燥的真空干燥机;热水浸提罐内部设置有搅拌装置。
2. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 胶体磨与第四水栗之间沿生产线方向依次连接设置第二水栗、超声提取机,或/和第三水 栗、酶解提取罐;当同时设置超声提取机和酶解提取罐时,所述胶体磨与第四水栗之间沿生 产线方向依次连接设置第二水栗、超声提取机、第三水栗和酶解提取罐。
3. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 热水浸提罐的底部设有排渣口,排渣口处设置有第一排渣阀,热水浸提罐的外侧设置第一 离心机,第一离心机包括外筒体和驱动装置,外筒体上方设置有盖体,盖体和筒体分体设 置,外筒体与盖体之间设置有盖体锁紧装置;外筒体内同轴套设一内筒体,一中心转轴沿外 筒体的中心轴线可转动的穿过外筒体的底壁并固定于内筒体的底壁上,内筒体与外筒体之 间形成液体空腔,中心转轴由驱动装置驱动转动;内筒体的内腔为过滤袋放置腔,过滤袋的 孔径为500〜600目;内筒体的上边沿低于外筒体的上边沿,内筒体上方的外筒体侧壁上设 置有进料管,进料管延伸至内筒体筒口 1的上方,热水浸提罐的排渣口与该进料管连通;内 筒体上布满漏液孔;外筒体的底部还开设有排水口,该排水口再与第七水栗管道连通。
4. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 所述酒精沉淀罐由若干个并列设置的酒精沉淀单罐组成,酒精沉淀罐中的每个酒精沉淀单 罐的顶部均设有进料口,每个酒精沉淀单罐的进料口均与第十二水栗连通、排渣口均与第 二离心机连通;第二离心机包括外筒体和驱动装置,外筒体上方设置有盖体,盖体和筒体分 体设置,外筒体与盖体之间设置有盖体锁紧装置;外筒体内同轴套设一内筒体,一中心转轴 沿外筒体的中心轴线可转动的穿过外筒体的底壁并固定于内筒体的底壁上,内筒体与外筒 体之间形成液体空腔,中心转轴由驱动装置驱动转动;内筒体的内腔为过滤袋放置腔,过滤 袋的孔径为500〜600目;内筒体的上边沿低于外筒体的上边沿,内筒体上方的外筒体侧壁 上设置有进料管,进料管延伸至内筒体筒口 1的上方,酒精沉淀罐的排渣口与该进料管连 通;内筒体上布满漏液孔;外筒体的底部还开设有排水口,该排水口再依次与第十四水栗、 稀酒精储罐连通;每个酒精沉淀单罐的进料口处均设置有第四阀门。
5. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 所述超滤设备采用膜芯膜。
6. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 热水浸提罐的液体出口与第七水栗之间沿生产线方向依次连通设置有第五水栗和第一储 罐,第一储罐由若干个并列设置的第一储存单罐组成,第一储罐中的每个第一储存单罐的 进料口均与第五水栗连通、出口均与第七水栗连通,第一储罐中的每个第一储存单罐的进 料口处均设置有第三阀门、出口处均设置有第四阀门。
7. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 热交换器与第九水栗之间沿生产线方向依次连通设置第八水栗和第二储罐。
8. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 膜过滤设备与第十一水栗之间沿生产线方向依次连通设置第十水栗和第三储罐。
9. 根据权利要求1所述的一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的生产线,其特征在于: 所述第七水栗采用管道离心栗。
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