CN112574876A - 一种胶原蛋白生产用酶解装置及其方法 - Google Patents

一种胶原蛋白生产用酶解装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于胶原蛋白加工的技术领域，具体涉及一种胶原蛋白生产用酶解方法及其方法。所述酶解装置包括安装架和酶解罐，所述酶解罐设置在所述安装架的内侧，还包括：搅拌组件离开或者伸入所述酶解罐，温度调节组件设置在所述酶解罐的内部，刮料组件包括旋转设备和刮料设备，所述旋转设备以可旋转方式与所述酶解罐连接，所述刮料设备设置在所述酶解罐的内部。用上述酶解装置的酶解方法提高了酶解效率。本发明解决了现有的酶解装置在使用过程中酶解时间长的问题，且克服了螺旋式连续逆流提取设备的笨重、长且损耗大的缺点，酶解方法的操作流程简单，其提高了原料利用率，实现原料的酶解连续生产的技术问题。

Description

一种胶原蛋白生产用酶解装置及其方法
技术领域
本发明属于胶原蛋白加工的技术领域，具体涉及一种胶原蛋白生产用酶解装置及其方法。
背景技术
生产工艺中酶解工序是非常重要的关键工序，胶原蛋白是一类结构相关的蛋白质家族，广泛存在于动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌腱、韧带和血管中；胶原蛋白具有十分稳定的性质，一般的加工温度及短时间加热都难使其分解。现有技术中，对于胶原蛋白的提取过程采用酶解装置。
现有的酶解装置在使用的过程中，需要对酶解的原料进行不停的翻动，否则造成酶解时间长；同时在酶解后需要对罐内原料进行提取，部分原料沾附在罐内壁，造成原料的浪费，且需要对酶解罐进行清洁后才能进行下批原料的酶解。
为了解决上述问题，本发明提供一种胶原蛋白生产用酶解装置及其方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供了一种胶原蛋白生产用酶解装置，其解决了现有的酶解装置在使用过程中酶解时间长的问题，且克服了螺旋式连续逆流提取设备的笨重、长且损耗大的缺点。
本发明还有一个目的是提供了一种胶原蛋白生产用酶解方法，其操作流程简单，其提高了原料利用率，实现原料的酶解连续生产的技术问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种胶原蛋白生产用酶解装置，包括安装架和酶解罐，所述酶解罐设置在所述安装架的内侧，还包括：
搅拌组件，其设置在所述安装架的顶部，所述搅拌组件离开或者伸入所述酶解罐；
温度调节组件，其设置在所述酶解罐的内部；
刮料组件，其包括旋转设备和刮料设备，所述旋转设备以可旋转方式与所述酶解罐连接，所述刮料设备设置在所述酶解罐的内部。
优选的是，所述搅拌组件包括升降组件和搅拌部件，所述升降组件的一端设置在所述安装架的顶部，所述升降组件的另一端通过罐盖与所述搅拌部件的一端连接，所述搅拌部件的另一端离开或者伸入所述酶解罐；
其中，所述罐盖与所述酶解罐盖合或者离开所述酶解罐。
优选的是，所述升降组件包括电机座、第一伺服电机、主动齿、外齿、螺纹杆、螺纹套、升降座，所述电机座设置在所述安装架的顶部，所述电机座的顶部设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端贯穿所述电机座与所述主动齿连接，所述螺纹套以可转动方式设置在所述安装架的顶部，所述螺纹套的外侧设置有外齿，所述外齿和所述主动齿啮合，所述螺纹杆与所述螺纹套连接，所述升降座的一端与所述螺纹杆连接，所述升降座的另一端与所述罐盖连接，所述罐盖与所述搅拌部件连接。
优选的是，所述搅拌部件包括第一减速机、第二伺服电机、搅拌轴及螺旋搅拌叶片，所述第一减速电机设置在所述罐盖的顶部，所述第一减速机的输入端与所述第二伺服电机的输出端连接，所述第一减速机的输出端穿过所述罐盖与所述搅拌轴连接，所述螺旋搅拌叶片设置在所述搅拌轴上。
优选的是，所述温度调节组件包括加热电阻，所述酶解罐的内部设置有内罐，所述内罐的外壁和所述酶解罐的内壁之间形成容纳空间，所述加热电阻位于所述容纳空间中。
优选的是，所述旋转设备包括第三伺服电机和转轴，所述第三伺服电机设置在所述安装架的外侧，所述转轴的一端与所述酶解罐的外侧面连接，所述转轴的另一端与所述安装架轴承连接，所述第三伺服电机的输出端与所述转轴连接。
优选的是，所述刮料设备包括第四伺服电机、第二减速机、转杆及刮杆，所述第二减速机设置在所述酶解罐的底部，所述第二减速机的输入端与所述第四伺服电机的输出端连接，所述第二减速机的输出端贯穿所述酶解罐的底部与所述转杆连接，所述转杆的两端设置有刮杆，所述刮杆与所述内罐的内侧壁接触。
本发明还提供了一种胶原蛋白生产用酶解方法，包括以下步骤：
根据酶解罐中的骨汤体积和骨汤波美度，计算加酶量；
在酶解罐中加入蛋白酶，通过搅拌组件搅拌3-8min；
通过温度调节组件，对酶解罐中的骨汤和蛋白酶进行升温、降温，升降温时间为30-70min；
在酶解罐中加入氧化石墨烯，通过搅拌组件进行搅拌、吸附除杂、过滤、储藏，得到骨汤原液；
通过刮料组件将所述酶解罐内壁沾附的原料刮下，重复上述酶解步骤。
优选的是，所述加酶量＝骨汤体积×骨汤波美度％×1.085％，所述氧化石墨烯的添加量＝骨汤体积×骨汤波美度×0.4％。
优选的是，所述胶原蛋白生产用酶解方法所使用的酶解装置为权利要求1至6中任意一项所述的酶解装置。
本发明的有益效果
1、本发明提供的胶原蛋白生产用酶解装置，其体积适中，结构简单，生产成本更低，克服了螺旋式连续逆流提取设备笨重，长且损耗大的缺点。
2、本发明提供的胶原蛋白生产用酶解方法，其基于该装置的酶解方法具有更短的操作时间和更高的酶解效率。
附图说明
图1为本发明所述胶原蛋白生产用酶解装置的结构示意图；
图2为本发明所述胶原蛋白生产用酶解装置的主视图；
图3为本发明所述酶解罐的剖视图；
图4为本发明中胶原蛋白生产用酶解方法的流程示意图；
其中，1-安装架，2-酶解罐，3-旋转设备，4-刮料设备，5-罐盖，6-电机座，7-第一伺服电机，8-主动齿，9-外齿，10-螺纹杆，11-螺纹套，12-升降座，13-第一减速机，14-第二伺服电机，15-搅拌轴，16-螺旋搅拌叶片17-加热电阻，18-内罐，19-容纳空间，20-第三伺服电机，21-转轴，22-第四伺服电机，23-第二减速电机，24-转杆，25-刮杆，26-导杆，27-限位块。
具体实施方式
下面结合实施例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”术语并不排除一个或多个其它组合的存在或添加。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供了一种胶原蛋白生产用酶解装置，包括以下步骤：
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，如图1至图3所示，本发明提供了一种胶原蛋白生产用酶解装置，包括安装架1和酶解罐2，所述酶解罐2设置在所述安装架1的内侧，还包括：
搅拌组件，其设置在所述安装架1的顶部，所述搅拌组件离开或者伸入所述酶解罐2；
温度调节组件，其设置在所述酶解罐2的内部；
刮料组件，其包括旋转设备3和刮料设备4，所述旋转设备3以可旋转方式与所述酶解罐2连接，所述刮料设备4设置在所述酶解罐2的内部。
本发明通过搅拌组件搅拌原料，再通过温度调节组件将酶解罐的温度控制在酶解需要的温度范围内，完成酶解后，通过刮料组件，将原料清理。本发明提供的酶解装置结构简单、体积适中，克服了螺旋式连续逆流提取设备笨重，长且损耗大的缺点，使用该装置的酶解时间更短，且酶解效率更高。
在上述情况的基础上，又一个实施例，如图1和图2所示，所述搅拌组件包括升降组件和搅拌部件，所述升降组件的一端设置在所述安装架的顶部，所述升降组件的另一端通过罐盖5与所述搅拌部件的一端连接，所述搅拌部件的另一端离开或者伸入所述酶解罐2；
其中，所述罐盖5与所述酶解罐盖2合或者离开所述酶解罐2。
其中，所述升降组件负责所述搅拌组件的升降，当开始酶解的时候，升降组件就把搅拌组件降低，直至伸入到酶解罐中，发挥搅拌作用，当结束酶解的时候，升降组件就把搅拌组件升高，直至离开酶解罐。
在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图1所示，所述升降组件包括电机座6、第一伺服电机7、主动齿8、外齿9、螺纹杆10、螺纹套11、升降座12，所述电机座6设置在所述安装架的顶部，所述电机座6的顶部设置有第一伺服电机7，所述第一伺服电机7的输出端贯穿所述电机座6与所述主动齿8连接，所述螺纹套11以可转动方式设置在所述安装架1的顶部，所述螺纹套11的外侧设置有外齿9，所述外齿9和所述主动齿8啮合，所述螺纹杆10与所述螺纹套11连接，所述升降座12的一端与所述螺纹杆10连接，所述升降座12的另一端与所述罐盖5连接，所述罐盖5与所述搅拌部件连接。
其中，所述升降座12顶侧对称安装有导杆26，且导杆贯穿安装架1顶臂，且导杆和螺纹杆10顶端安装有限位块27。
将原料放入酶解罐2内，此时通过电机座6上的第一伺服电机7工作带动主动齿8旋转，与外齿9啮合传动带动螺纹套11旋转，此时螺纹杆10沿着旋转的螺纹套11下移直至罐盖5与酶解罐2密封安装，酶解结束时，此时通过电机座6上的第一伺服电机7工作带动主动齿8向相反方向旋转，与外齿9啮合传动带动螺纹套11旋转，此时螺纹杆10沿着旋转的螺纹套11上移直至罐盖5与酶解罐2离开。
在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图2和图3所示，所述搅拌部件包括第一减速机13、第二伺服电机14、搅拌轴15及螺旋搅拌叶片16，所述第一减速电机13设置在所述罐盖5的顶部，所述第一减速机13的输入端与所述第二伺服电机14的输出端连接，所述第一减速机13的输出端穿过所述罐盖5与所述搅拌轴15连接，所述螺旋搅拌叶片16设置在所述搅拌轴15上。
在酶解过程中，通过第二伺服电机14工作，第一减速机13调速带动搅拌轴15和螺旋搅拌叶16旋转，因为所述螺旋搅拌叶16的搅拌面积从下到上逐渐收缩，所以在对酶解罐内原料疏松的同时，不断将底部的原料移动至上方，这大大提高了酶解效率。
在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图3所示，所述温度调节组件包括加热电阻17，所述酶解罐2的内部设置有内罐18，所述内罐18的外壁和所述酶解罐2的内壁之间形成容纳空间19，所述加热电阻17位于所述容纳空间19中。
在酶解过程中，配合搅拌部件的搅拌，且通过加热电阻工作对内罐的酶解温度进行调节，大大提高了酶解效率。
在上述实施例的基础上，再一个实施例，如图2所示，所述旋转设备3包括第三伺服电机20和转轴21，所述第三伺服电机20设置在所述安装架1的外侧，所述转轴21的一端与所述酶解罐1的外侧面连接，所述转轴21的另一端与所述安装架1轴承连接，所述第三伺服电机20的输出端与所述转轴21连接。
具体的，如图3所示，所述刮料设备4包括第四伺服电机22、第二减速机23、转杆24及刮杆25，所述第二减速机23设置在所述酶解罐2的底部，所述第二减速机23的输入端与所述第四伺服电机22的输出端连接，所述第二减速机23的输出端贯穿所述酶解罐2的底部与所述转杆24连接，所述转杆24的两端设置有刮杆25，所述刮杆25与所述内罐18的内侧壁接触。
酶解完成后，此时螺纹杆上移实现罐盖与酶解罐的分离，第三伺服电机20工作带动酶解罐2在安装架1的转轴21上旋转180°，同时通过第四伺服电机22工作，第二减速机23调速实现转杆24的旋转，通过旋转的刮杆25将酶解罐2内壁沾附的原料刮下，保证原料的充分利用，且无需对酶解罐进行清洁即可进行下批原料的酶解，不仅环保，且节省了原料，降低了成本。
本装置的工作原理如下：将原料放入酶解罐内，此时通过电机座上的第一伺服电机工作带动主动齿旋转，与外齿啮合传动带动螺纹套旋转，此时螺纹杆沿着旋转的螺纹套下移直至罐盖与酶解罐密封安装，在酶解过程中，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转，对酶解罐内原料疏松的同时，不断将底部的原料移动至上方，大大提高了酶解效率，且通过加热电阻工作对内罐的酶解温度进行调节，酶解完成后，此时螺纹杆上移实现罐盖与酶解罐的分离，第三伺服电机工作带动酶解罐在安装架的转轴上旋转180°，同时通过第四伺服电机工作，第二减速机调速实现转杆的旋转，通过旋转的刮杆将酶解罐内壁沾附的原料刮下，保证原料的充分进入下一环节，且无需对酶解罐进行清洁即可进行下批原料的酶解。
本发明制备方法具有高原料利用率、高酶解效率、生产时间短的特点，所得胶原蛋白酶解液可提高酶解程度，且酶解方法低能耗、成本低。
本发明还提供了一种胶原蛋白生产用酶解方法，包括以下步骤：
S100，计算酶用量：在酶解罐2中加入骨汤后降温至50-55℃，测量骨汤体积和骨汤波美度，根据骨汤体积及波美度值计算加酶量；
S200，加酶：加入木瓜蛋白酶后，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶片旋转对酶解罐进行间歇搅拌，间歇搅拌时间为搅拌3-8min，静置10-30min，间歇搅拌总时间为3-5h；
S300，对木瓜蛋白酶灭活：通过加热电阻工作对内罐的酶解温度进行调节，以及对酶解罐中的原料进行升温，升温后自然降温，升降温度总时间为30-70min；
S400，除杂脱腥：在酶解罐内加入氧化石墨烯，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶片旋转进行搅拌，然后静置，实现吸附除杂和脱色脱腥；
S500，过滤骨汤原液：将步骤S400中的原液通过管道连接过滤器和存储罐，使原液经过滤器后过滤至存储罐中。
S600，通过刮料组件将所述酶解罐内壁沾附的原料刮下，重复上述酶解步骤。
本发明通过对骨汤原液进行酶解和除杂脱腥，使本所得的胶原蛋白肽分子量小、性质稳定，重均分子量(Mw)在1000道尔顿左右，是人体最好吸收、活性最高的分子量。同时在密封条件下分子量、肽含量、蛋白质含量以及微生物检测指标在2年内均无变化，在真空包装储存条件下可放置5年甚至更长时间。对骨汤原液进行除杂脱腥后，增强最终胶原蛋白肽的饮用口感，适合不同年龄段的人群饮用。
在一些示例性实施例中，步骤S100中加酶量的计算方式为：加酶量＝体积×波美度×1.085％。步骤S400中，氧化石墨烯的添加量计算方式为：氧化石墨烯添加量＝骨汤体积×波美度×0.4％。
实施例1
在一示例性实施例中，A1、计算酶用量：采用1t的酶解罐，在酶解罐中加入骨汤后降温至50℃，测量得骨汤体积约800L和骨汤波美度4.6，根据骨汤体积及波美度值计算加酶量为40g，通过对加酶量的有效计算，使其在后续反应中，能够对骨汤内的分子进行有效分解，保证酶解效果和酶解质量。
B1、加酶：加入40g木瓜蛋白酶后，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶片旋转对酶解罐进行间歇搅拌，间歇搅拌时间为搅拌3min，静置10min，间歇搅拌总时间为4h，通过间歇搅拌使木瓜蛋白酶与骨汤能够充分混合，提高酶解质量和酶解效果。
C1、对木瓜蛋白酶灭活：对酶解罐2中的原料进行升温，升温后自然降温，升降温度总时间为30min，可以对加入的酶制剂进行有效灭活，防止木瓜蛋白酶持续反应，影响最终的分子量，所得料液降解率为90％；
D1、除杂脱腥：在酶解罐内加入氧化石墨烯10g，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转进行搅拌，然后静置2小时，实现吸附除杂和脱色脱腥，能够有效对最终的胶原蛋白肽的口味进行调整，防止其在服用过程中出现酸中带涩的难咽口感。
E1、过滤骨汤原液：将D1步骤中的原液通过管道连接过滤器和存储罐，使原液经过滤器后过滤至存储罐中，通过过滤器对原液进行有效过滤，保证过滤后的液体纯净度，提高最终质量。
步骤A1中加酶量计算方式为加酶量＝体积×波美度×1.085％。所述步骤B1中木瓜蛋白酶包括中性木瓜蛋白酶和酸性木瓜蛋白酶，间歇搅拌总时间为3h。所述步骤C1中升温至90℃后持续5min，后自然降温至75℃。所述步骤D1中，氧化石墨烯的添加量计算方式为：氧化石墨烯添加量＝骨汤体积×波美度×0.4％。所述步骤E1中，过滤器包括桶式过滤器和板式过滤器。所述板式过滤器内设有20张过滤膜，该过滤膜经过浸泡处理，所述过滤膜孔径为0.25μm。所述酶解罐、桶式过滤器、板式过滤器和存储罐依次连接。
实施例2
在另一示例性实施例中，A2、计算酶用量：采用1t的酶解罐，在酶解罐中加入骨汤后降温至52℃，测量得骨汤体积约700L和骨汤波美度4.4，根据骨汤体积及波美度值计算加酶量为35g，通过对加酶量的有效计算，使其在后续反应中，能够对骨汤内的分子进行有效分解，保证酶解效果和酶解质量。
B2、加酶：加入35g木瓜蛋白酶后，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转对酶解罐进行间歇搅拌，间歇搅拌时间为搅拌5min，静置25min，间歇搅拌总时间为4h，通过间歇搅拌使木瓜蛋白酶与骨汤能够充分混合，提高酶解质量和酶解效果。
C2、对木瓜蛋白酶灭活：对酶解罐中的原料进行升温，升温后自然降温，升降温度总时间为50min，可以对加入的酶制剂进行有效灭活，防止木瓜蛋白酶持续反应，影响最终的分子量，所得料液降解率为92％。
D2、除杂脱腥：在酶解罐内加入氧化石墨烯8g，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转进行搅拌，然后静置2小时，实现吸附除杂和脱色脱腥，能够有效对最终的胶原蛋白肽的口味进行调整，防止其在服用过程中出现酸中带涩的难咽口感。
E2、过滤骨汤原液：将D2步骤中的原液通过管道连接过滤器和存储罐，使原液经过滤器后过滤至存储罐中，通过过滤器对原液进行有效过滤，保证过滤后的液体纯净度，提高最终质量。
步骤A2中加酶量计算方式为加酶量＝体积×波美度×1.085％。所述步骤B2中木瓜蛋白酶包括中性木瓜蛋白酶和酸性木瓜蛋白酶，间歇搅拌总时间为4h。所述步骤C2中升温至100℃后持续10min，后自然降温至77℃。所述步骤D2中，氧化石墨烯的添加量计算方式为：氧化石墨烯添加量＝骨汤体积×波美度×0.4％。所述步骤E2中，过滤器包括桶式过滤器和板式过滤器。所述板式过滤器内设有20张过滤膜，该过滤膜经过浸泡处理，所述过滤膜孔径为0.45μm。所述酶解罐、桶式过滤器、板式过滤器和存储罐依次连接。
实施例3
在另一示例性实施例中，A3、计算酶用量：采用1t的酶解罐，在酶解罐中加入骨汤后降温至55℃，测量得骨汤体积约500L和骨汤波美度4.8，根据骨汤体积及波美度值计算加酶量为25g，通过对加酶量的有效计算，使其在后续反应中，能够对骨汤内的分子进行有效分解，保证酶解效果和酶解质量。
B3、加酶：加入25g木瓜蛋白酶后，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转对酶解罐进行间歇搅拌，间歇搅拌时间为搅拌8min，静置30min，间歇搅拌总时间为4h，通过间歇搅拌使木瓜蛋白酶与骨汤能够充分混合，提高酶解质量和酶解效果。
C3、对木瓜蛋白酶灭活：对酶解罐中的原料进行升温，升温后自然降温，升降温度总时间为70min，可以对加入的酶制剂进行有效灭活，防止木瓜蛋白酶持续反应，影响最终的分子量，所得料液降解率为91％。
D3、除杂脱腥：在酶解罐内加入氧化石墨烯6g，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转进行搅拌，然后静置2小时，实现吸附除杂和脱色脱腥，能够有效对最终的胶原蛋白肽的口味进行调整，不会出现在服用过程中出现酸中带涩的难咽口感。
E3、过滤骨汤原液：将D3步骤中的原液通过管道连接过滤器和存储罐，使原液经过滤器后过滤至存储罐中，通过过滤器对原液进行有效过滤，保证过滤后的液体纯净度，提高最终质量。
步骤A3中加酶量计算方式为加酶量＝体积×波美度×1.085％。所述步骤B3中木瓜蛋白酶包括中性木瓜蛋白酶和酸性木瓜蛋白酶，间歇搅拌总时间为4h。所述步骤C3中升温至110℃后持续15min，后自然降温至80℃。所述步骤D3中，氧化石墨烯的添加量计算方式为：氧化石墨烯添加量＝骨汤体积×波美度×0.4％。所述步骤E3中，过滤器包括桶式过滤器和板式过滤器。所述板式过滤器内设有20张过滤膜，该过滤膜经过浸泡处理，所述过滤膜孔径为0.65μm。所述酶解罐2、桶式过滤器、板式过滤器和存储罐依次连接。
本发明还做了将实施例3做了对比试验A'和对比试验A”，具体如下：
对比试验A'
A3'、同实施例3中的步骤A3；
B3'、同实施例3中的步骤B3；
C3'、对木瓜蛋白酶灭活：对酶解罐中的原料进行升温，升温后自然降温，升降温度总时间为70min，可以对加入的酶制剂进行有效灭活，防止木瓜蛋白酶持续反应，影响最终的分子量。酶解完成后，通过协调控制第三伺服电机使旋转的刮杆无法将酶解罐内壁沾附的原料刮下，测得料液降解率为84％。
D3'、除杂脱腥：在酶解罐内加入活性炭6g，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转进行搅拌，然后静置2小时。活性炭虽价格实惠，但其吸附性能远低于氧化石墨烯。故经活性炭吸附除杂和脱色脱腥后的胶原蛋白略带腥气，且口味微酸涩。
E3'、过滤骨汤原液：将D3步骤中的原液通过管道连接过滤器和存储罐，使原液经过滤器后过滤至存储罐中，通过过滤器对原液进行有效过滤，保证过滤后的液体纯净度，提高最终质量。为后续生产使用，过滤完成后需对酶解罐进行洗清，避免微生物污染和损伤罐体。
步骤A3'中加酶量计算方式为加酶量＝体积×波美度×1.085％。所述步骤B3'中木瓜蛋白酶包括中性木瓜蛋白酶和酸性木瓜蛋白酶，间歇搅拌总时间为4h。所述步骤C3'中升温至110℃后持续15min，后自然降温至80℃。所述步骤D3'中，氧化石墨烯的添加量计算方式为：氧化石墨烯添加量＝骨汤体积×波美度×0.4％。所述步骤E3'中，过滤器包括桶式过滤器和板式过滤器。所述板式过滤器内设有20张过滤膜，该过滤膜经过浸泡处理，所述过滤膜孔径为0.65μm。所述酶解罐2、桶式过滤器、板式过滤器和存储罐依次连接。
对比实验A”
A3”、同实施例3中的A3步骤；
B3”、同实施例3中的B3步骤；
C3”、对木瓜蛋白酶灭活：对酶解罐中的原料进行升温，升温后自然降温，升降温度总时间为70min，可以对加入的酶制剂进行有效灭活，防止木瓜蛋白酶持续反应，影响最终的分子量，所得料液降解率为90％。
D3”、除杂脱腥：在酶解罐内加入活性炭300g，通过第二伺服电机工作，第一减速机调速带动搅拌轴和螺旋搅拌叶旋转进行搅拌，然后静置10小时，实现吸附除杂和脱色脱腥，能够有效对最终的胶原蛋白肽的口味进行调整，防止其在服用过程中出现酸中带涩的难咽口感。该步骤由于加入大量活性炭，虽然可实现吸附除杂和脱色脱腥，但静置时间增加，且料液带有少量黑色活性炭残渣。
E3”、过滤骨汤原液：将D3步骤中的原液通过管道连接过滤器和存储罐，由于活性炭使用量大，为避免过滤器过滤效果减弱，需增加滤膜张数。原液经过滤器后过滤至存储罐中，通过过滤器对原液进行有效过滤，保证过滤后的液体纯净度，提高最终质量。
步骤A3”中加酶量计算方式为加酶量＝体积×波美度×1.085％。所述步骤B3”中木瓜蛋白酶包括中性木瓜蛋白酶和酸性木瓜蛋白酶，间歇搅拌总时间为4h。所述步骤C3”中升温至110℃后持续15min，后自然降温至80℃。所述步骤D3”中，氧化石墨烯的添加量计算方式为：氧化石墨烯添加量＝骨汤体积×波美度×0.4％。所述步骤E3”中，过滤器包括桶式过滤器和板式过滤器。所述板式过滤器内设有30张过滤膜，该过滤膜经过浸泡处理，所述过滤膜孔径为0.65μm。所述酶解罐桶式过滤器、板式过滤器和存储罐依次连接。
对比实验A'中的料液降解率仅为84％，而实施例3中的降解率达到了91％，对比实验A'中因为没有刮酶解罐，罐体上还粘有原料，所以就会使得降解率降低；再者，因为对比实验A'中没有刮酶解罐，所以就会多清洗罐体的步骤，成本也高；最后，实施例3中仅用6g氧化石墨烯就能实现就避免在服用过程中出现酸中带涩的难咽口感，而对比试验A'中如果使用相同重量的6g活性炭，就不能保证胶原蛋白的良好口感，而是使得胶原蛋白略带腥气，且口味微酸涩。
虽然对比实验A”中的降解率也到了90％，但是后续其需要使用300g活性炭，才能达到6g氧化石墨烯的吸附除杂能力；另外，氧化石墨烯的吸附能力主要依赖于其自身带有的含氧官能团及芳烷基，氧化石墨烯的含氧官能团主要是“亲水基”更容易和亲水物质发生结合，易于同金属硫化物、金属原子、氧化物等结合形成氧化石墨烯插层复合材料，能够有效吸附去除水中多种有色有味的物质，而芳烷基主要是“疏水基”更倾向于和疏水物质结合，能够有效吸附油污物，除杂去腥的同时，还可以顺便去除重金属离子。能够有效的提高产品品质；最后，对比实验A”因为使用大量的活性炭，使得料液中有残留活性炭，静置时间由2小时变为10小时，增加了8小时，且后续过滤需要使用更多的滤膜，增加了操作时间和成本。
综上所述，本发明提供的一种胶原蛋白生产用酶解方法及装置，且基于该装置的酶解方法具有更短的操作时间和更高的酶解效率。与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于该装置的酶解方法具有更短的操作时间和更高的酶解效率，体积适中，结构简单，生产成本更低，克服了螺旋式连续逆流提取设备笨重，长且损耗大的缺点。
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，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的实施例。

Claims (10)

1.一种胶原蛋白生产用酶解装置，包括安装架和酶解罐，所述酶解罐设置在所述安装架的内侧，其特征在于，还包括：
搅拌组件，其设置在所述安装架的顶部，所述搅拌组件离开或者伸入所述酶解罐；
温度调节组件，其设置在所述酶解罐的内部；
刮料组件，其包括旋转设备和刮料设备，所述旋转设备以可旋转方式与所述酶解罐连接，所述刮料设备设置在所述酶解罐的内部。
2.如权利要求1所述的胶原蛋白生产用酶解装置，其特征在于，所述搅拌组件包括升降组件和搅拌部件，所述升降组件的一端设置在所述安装架的顶部，所述升降组件的另一端通过罐盖与所述搅拌部件的一端连接，所述搅拌部件的另一端离开或者伸入所述酶解罐；
其中，所述罐盖与所述酶解罐盖合或者离开所述酶解罐。
3.如权利要求2所述的胶原蛋白生产用酶解装置，其特征在于，所述升降组件包括电机座、第一伺服电机、主动齿、外齿、螺纹杆、螺纹套、升降座，所述电机座设置在所述安装架的顶部，所述电机座的顶部设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端贯穿所述电机座与所述主动齿连接，所述螺纹套以可转动方式设置在所述安装架的顶部，所述螺纹套的外侧设置有外齿，所述外齿和所述主动齿啮合，所述螺纹杆与所述螺纹套连接，所述升降座的一端与所述螺纹杆连接，所述升降座的另一端与所述罐盖连接，所述罐盖与所述搅拌部件连接。
4.如权利要求2所述的胶原蛋白生产用酶解装置，其特征在于，所述搅拌部件包括第一减速机、第二伺服电机、搅拌轴及螺旋搅拌叶片，所述第一减速电机设置在所述罐盖的顶部，所述第一减速机的输入端与所述第二伺服电机的输出端连接，所述第一减速机的输出端穿过所述罐盖与所述搅拌轴连接，所述螺旋搅拌叶片设置在所述搅拌轴上。
5.如权利要求1所述的胶原蛋白生产用酶解装置，其特征在于，所述温度调节组件包括加热电阻，所述酶解罐的内部设置有内罐，所述内罐的外壁和所述酶解罐的内壁之间形成容纳空间，所述加热电阻位于所述容纳空间中。
6.如权利要求1所述的胶原蛋白生产用酶解装置，其特征在于，所述旋转设备包括第三伺服电机和转轴，所述第三伺服电机设置在所述安装架的外侧，所述转轴的一端与所述酶解罐的外侧面连接，所述转轴的另一端与所述安装架轴承连接，所述第三伺服电机的输出端与所述转轴连接。
7.如权利要求5所述的胶原蛋白生产用酶解装置，其特征在于，所述刮料设备包括第四伺服电机、第二减速机、转杆及刮杆，所述第二减速机设置在所述酶解罐的底部，所述第二减速机的输入端与所述第四伺服电机的输出端连接，所述第二减速机的输出端贯穿所述酶解罐的底部与所述转杆连接，所述转杆的两端设置有刮杆，所述刮杆与所述内罐的内侧壁接触。
8.一种胶原蛋白生产用酶解方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据酶解罐中的骨汤体积和骨汤波美度，计算加酶量；
在酶解罐中加入蛋白酶，通过搅拌组件搅拌3-8min；
通过温度调节组件，对酶解罐中的骨汤和蛋白酶进行升温、降温，升降温时间为30-70min；
在酶解罐中加入氧化石墨烯，通过搅拌组件进行搅拌、吸附除杂、过滤、储藏，得到骨汤原液；
通过刮料组件将所述酶解罐内壁沾附的原料刮下，重复上述酶解步骤。
9.如权利要求8所述的胶原蛋白生产用酶解方法，其特征在于，所述加酶量＝骨汤体积×骨汤波美度％×1.085％，所述氧化石墨烯的添加量＝骨汤体积×骨汤波美度×0.4％。
10.如权利要求8所述的胶原蛋白生产用酶解方法，其特征在于，所述胶原蛋白生产用酶解方法所使用的酶解装置为权利要求1至6中任意一项所述的酶解装置。
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