CN116036624B - 一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置，涉及生物酶浓缩技术领域，包括真空箱、真空泵以及蒸发机构，所述蒸发机构被装配于真空箱内部并能够将生物酶制剂溶液进行蒸发，所述蒸发机构包括水平转动装配于真空箱内部的蒸发管、用于对蒸发管进行加热的加热组件，以及用于驱动蒸发管转动的驱动装置；所述蒸发管的两端均螺纹连接有盖体。本发明通过将生物酶制剂溶液导入蒸发管内后，驱动蒸发管的转动，利用蒸发管的转动使得生物酶制剂溶液自动在蒸发管内部形成液膜，加速了蒸发效率，并且整个过程位于真空箱内部，使得生物酶制剂溶液的饱和蒸汽降低，以低温的方式对生物酶制剂溶液进行蒸发浓缩，减少生物酶制剂溶液中酶失活的数量。

Description

一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置

技术领域

本发明涉及生物酶浓缩技术领域，具体为一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置。

背景技术

酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，主要用于催化生产过程中的各种化学反应，具有催化效率高、高度专一性、作用条件温和、降低能耗、减少化学污染等特点，其应用领域遍布食品（面包烘烤业、面粉深加工、果品加工业等）、纺织、饲料、洗剂剂、造纸、皮革、医药以及能源开发、环境保护等方面。

为了方便酶的工业应用，需要对含酶液体进行浓缩精制，但是酶属于活性物质对温度敏感，一般的蒸发浓缩方式会让酶的失活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置，包括真空箱、真空泵以及蒸发机构，所述蒸发机构被装配于真空箱内部并能够将生物酶制剂溶液进行蒸发，所述蒸发机构包括水平转动装配于真空箱内部的蒸发管、用于对蒸发管进行加热的加热组件，以及用于驱动蒸发管转动的驱动装置；所述蒸发管的两端均螺纹连接有盖体，且所述盖体的中心具有与蒸发管同轴的通孔，所述通孔内侧的蒸发管内部形成通风区域，所述通孔外侧的蒸发管内部形成蒸发局域。

进一步地，所述蒸发管的数量为一组，一组所述蒸发管沿真空箱的宽度方向均匀设置，且蒸发管的长度方向与真空箱的长度平行。

进一步地，所述蒸发机构还包括刮料组件，所述刮料组件包括设于蒸发管内部转动方向一侧的顶端的刮料板，所述刮料板长度方向与蒸发管轴向方向平行，所述刮料板宽度方向与水平方向具有夹角，所述刮料板靠近蒸发管内壁的一侧设置有抵触于蒸发管内壁的刀边，所述刮料板远离刀边的一侧连接有一沿其长度方向设置有导料槽，所述导料槽的一端延伸至蒸发管外部，且对应导料槽伸出蒸发管外部一端的真空箱中设置有一顶部敞口的收集盒，所述收集盒沿真空箱宽度方向设置，所述导料槽内的底面高度自收集盒一端至其另一端不断递增，所述真空箱靠近收集盒一侧铰接有密封门。

进一步地，所述蒸发机构还包括补液组件，所述补液组件包括装配于收集盒上方的储液盒，储液盒的顶部连接有一延伸至真空箱外部的注液管，所述注液管上装配有阀门，所述储液盒的顶部还均匀贯穿开设有透气孔；

所述补液组件还包括同轴设于蒸发管内部的补液主管，所述补液主管靠近储液盒的一端延伸至蒸发管外部连接有与储液盒底部连通的补液支管，所述补液主管的另一端延伸至液主管外部卡接有支撑件，所述支撑件装配于真空箱内，所述补液主管的底部沿其长度方向均匀设置有出液管，且出液管的底端延伸至蒸发局域内，所述出液管上还装配有自动出液结构，所述自动出液结构能在蒸发局域内生物酶制剂溶液液面减低时，打开出液管补充生物酶制剂溶液。

进一步地，所述自动出液结构包括控制器、安装于出液管上的电磁阀，以及安装在出液管底端的液位传感器。

进一步地，所述刮料组件通过连接件装配于所述注液管上，所述蒸发管的内壁沿其圆周方向均匀设置有凸条，且所述凸条的横截面呈圆弧状，并且凸条的横向截面与蒸发管的内壁圆弧过渡连接，所述连接件包括固定在注液总管顶部的支杆，所述支杆上具有一与刮料板平行的滑动部，所述滑动部上滑动设置有滑套，所述滑套与所述刮料板之间连接有连接板，所述滑动部远离注液总管的一端设置有限位块，且限位块与滑套之间设置有复位弹簧。

进一步地，所述真空箱的底部滑动设置有承载板，所述蒸发管通过轴承座固定在底板顶部，所述承载板上还固定一供电机安装的支板，所述支撑件包括支撑条，其对应着补液主管固定于承载板上，所述支撑条靠近补液主管的一侧固定有与补液主管相适配的套筒，所述真空箱靠近支撑条的一侧设置有检修口，所述检修口处可拆卸有密封门板。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明通过将生物酶制剂溶液导入蒸发管内存储随后驱动蒸发管的转动，利用蒸发管的转动使得生物酶制剂溶液自动在蒸发管内部形成液膜，加速了蒸发效率，并且整个过程位于真空箱内部，使得生物酶制剂溶液的饱和蒸汽降低，以低温的方式对生物酶制剂溶液进行蒸发浓缩，减少生物酶制剂溶液中酶失活的数量。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明整体的第一视角结构示意图；

图2是本发明整体的第二视角结构示意图；

图3是本发明的密封门打开时结构示意图；

图4是本发明的蒸发机构第一视角结构示意图；

图5是本发明的蒸发机构第二视角结构示意图；

图6是本发明的蒸发管与盖体分离结构示意图；

图7是本发明的蒸发管剖视结构示意图；

图8是本发明的刮料组件与蒸发管部分分离结构示意图；

图9是本发明的刮料组件与蒸发管完全分离后第一视角结构示意图；

图10是本发明的刮料组件与蒸发管完全分离后第二视角结构示意图；

图11是本发明的刮料组件与蒸发管完全分离后第三视角结构示意图；

图12是图9的A处局部的结构示意图；

图13是图9的B处局部的示意图；

图14是本发明的蒸发管内部结构示意图；

图15是本发明的俯视结构示意图；

图16是图15的A-A向的结构示意图；

图17是图16的C处局部结构示意图；

图18是本发明的其他实施例中自动出液结构结构示意图。

图中：

100、真空箱；200、真空泵；300、蒸发机构；400、承载板；500、支架；700、密封门板；800、密封门；

210、条形吸气头210；220、软管220；

310、蒸发管；320、通风区域；330、驱动装置；350、盖体；360、蒸发局域；370、刮料组件 ；380、补液组件；

311、凸条；312、连接件；

331、电机；332、链条机构；

351、通孔；

371、刮料板；372、刀边；373、导料槽；374、收集盒；

381、储液盒；382、注液管；383、阀门；384、透气孔；385、补液主管；386、补液支管；387、支撑件；388、出液管；389、出液结构；

312a、支杆；312b、滑套；312c、连接板；312d、限位块；312e、复位弹簧；

387a、支撑条；387b、套筒；

389a、电磁阀；389b、液位传感器；389c、球型罩；389d、出液孔；389e、浮球；389f、弧形槽；

312a1、滑动部。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1-图18，本发明提供了本发明提供了一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置，包括真空箱100、真空泵200以及蒸发机构300，所述蒸发机构300被装配于真空箱100内部并能够将生物酶制剂溶液进行蒸发。上述的真空泵200能将真空箱100内部的空气不断向外导出，进而降低真空箱内部的气压，而蒸发机构300处于真空箱100内，可降低生物酶制剂溶液的饱和蒸汽压，从而使得蒸发机构300能以低温的方式对生物酶制剂进行蒸发浓缩，该种方式能避免生物酶制剂溶液在蒸发浓缩时，因温度而导致生物酶制剂溶液中酶的失活。

结合图4、图6以及图7所示，所述蒸发机构300包括水平转动装配于真空箱100内部的蒸发管310、用于对蒸发管310进行加热的加热组件，以及用于驱动蒸发管310转动的驱动装置330；所述蒸发管310的两端均螺纹连接有盖体350，且所述盖体350的中心具有与蒸发管310同轴的通孔351，所述通孔351内侧的蒸发管310内部形成通风区域320，所述通孔351外侧的蒸发管310内部形成蒸发局域360。

具体而言，所述蒸发管310两端均装配有轴承座，轴承座固定于真空箱100的底部。

具体而言，所述加热组件包括通过支撑架沿圆周方向均匀分布安装于蒸发管310外侧的加热管（未示出），加热管通过热辐射的方式对蒸发管310进行加热。当然可以理解，发明不仅仅限于此，其他能对蒸发管310进行加热的机构也可以实现本发明，例如，加热丝、微波发生器等。

进一步的，可以在蒸发管310上设置常规技术中的温控装置，温控装置为现有技术，这里不再做过多的阐述。

如图5所示，具体而言，所述驱动装置330包括电机331，电机331的输出端通过链条机构332与蒸发管310传动连接。当然可以理解，发明不仅仅限于，其传动方式也可以实现本发明，例如，采用齿轮齿条配合的方式或者皮带等方式传动。

上述的方案中，如图7所示，蒸发管310的蒸发局域360下部可预先装有生物酶制剂溶液（生物酶制剂溶液液面不高于通孔351的最低端的高度），当驱动装置330驱使蒸发管310转动时，在重力的影响下生物酶制剂溶液始终处于蒸发局域360的下部，而随着蒸发管310的不断转动，其整个内壁会与生物酶制剂溶液不断的接触，如此，当与生物酶制剂溶液接触部分的蒸发管310内壁移出生物酶制剂溶液中后，使得蒸发管310内壁沾粘部分生物酶制剂溶液在其内壁一层薄薄的“液膜”，由于加热组件的加热作用，从而使得上述的“液膜”中的水分被快速的蒸发，提高了生物酶制剂溶液的蒸发效率。

在上述过程中由于真空泵200在工作，被蒸发后的水分会被快速的从通风区域320的端部导出并被排出真空箱100内。

进一步的，如图4所示，所述蒸发管310的数量为一组，一组所述蒸发管310沿真空箱100的宽度方向均匀设置，且蒸发管310的长度方向与真空箱100的长度平行。通过增加蒸发管310来增加生物酶制剂溶液与蒸发管310的接触面积，提高了生物酶制剂溶液的蒸发浓缩效率。

需要注意的是，为了生物酶制剂溶液的蒸发浓缩效率，在设计蒸发管310时应该合理控制蒸发管310的尺寸，在不影响其他部件安装的前提下，尽可能的增多蒸发机构300数量（因为蒸发管310的尺寸过大的话，由于蒸发管310的外形是圆柱状的，蒸发管310尺寸过大后相邻蒸发管310之间的空隙就会增大，降低了空间利用率）。

考虑到上述的“液膜”在蒸发后生物酶制剂溶液中的酶会在蒸发管310内壁“结晶”，进而影响到蒸发浓缩效率。

因此，在本实施例中，结合图8、图9以及图12所示，所述蒸发机构300还包括刮料组件370，所述刮料组件370包括设于蒸发管310内部朝转动方向一侧顶端的刮料板371，所述刮料板371长度方向与蒸发管310长度方向平行，所述刮料板371宽度方向与水平方向具有夹角，所述刮料板371靠近蒸发管310内壁的一侧设置有抵触于蒸发管310内壁的刀边372，所述刮料板371远离刀边372的一侧连接有一沿其长度方向设置有导料槽373，所述导料槽373的一端延伸至蒸发管310外部，对应导料槽373伸出蒸发管310外部一端的真空箱100内设置有一顶部敞口的收集盒374，所述收集盒374沿真空箱100宽度方向设置，以收集一组蒸发机构300的“结晶”，所述真空箱100靠近收集盒374一侧铰接有密封门800（如图3所示），该密封门800在闭合时，可以通过常规技术中密封组件与真空箱100保持密封，例如，采用密封胶垫设置密封门800与真空箱100接合部（该密封门800的设置便于在蒸发完成后，取出收集盒374，如图3所示），所述导料槽373内的底面高度自收集盒374一端至其另一端不断递增。

上述的方案中，通过抵触于刮料板371的刀边372能够对粘结在蒸发管310内壁“结晶”进行刮除，且刮除后的“结晶”能顺着刮料板371进入收集槽中，并通过导料槽373内的底面滑出蒸发管310内进入收集盒374，避免蒸发管310的内壁粘结过多的“结晶”影响到生物酶制剂溶液的蒸发浓缩的效率。

考虑到蒸发管310内所存储的生物制剂溶液有限，结合图4和图9所示，所述蒸发机构300还包括补液组件380，所述补液组件380包括装配在收集盒374上方的真空箱100内的储液盒381，储液盒381的顶部连接有一延伸至真空箱100外部的注液管382（便于补充储液盒381的生物酶制剂溶液），所述注液管382上装配有阀门383（以在工作时，关闭阀门383使得储液盒381和外界隔绝），所述储液盒381的顶部还均匀贯穿开设有透气孔384（以保证真空箱100内部气压与储液盒381内部气压相同）。

结合图4、图9以及图13所示，所述补液组件还包括同轴设于蒸发管310内部的补液主管385，所述补液主管385靠近储液盒381的一端延伸至蒸发管310外部连接有与储液盒381底部连通的补液支管386（补液支管386一方面可以向补液主管385内部补充液体，另一方面起到支撑连接的作用使得补液主管385在该位置处定位），所述补液主管385的另一端延伸至液主管外部卡接有支撑件387（提高补液主管385的稳固性），所述支撑件387装配于真空箱100内，所述补液主管385的底部沿其长度方向均匀设置有出液管388，且出液管388的底端延伸至蒸发局域360内，所述出液管388上还装配有自动出液结构389，所述自动出液结构389能在蒸发局域360内生物酶制剂溶液液面减低时，打开出液管388以补充生物酶制剂溶液。

上述的方案中，随着生物酶制剂溶液的不断蒸发，蒸发管310内部的生物酶制剂溶液液面不断降低，此时自动出液结构389会打开出液管388，使得补液主管385内部的生物酶制剂溶液会自动补充至蒸发管310内部，而补液主管385内部的生物酶制剂溶液，在重力作用下由储液盒381内部的生物酶制剂溶液通过补液支管386补充。

具体而言，如图13所示，所述自动出液结构389包括控制器（未示出）、安装于出液管388上的电磁阀389a，以及安装在出液管388底端的液位传感器389b。液位传感器389b会对蒸发管310内部的生物酶制剂溶液的液面进行实时检测，当液面低于预设值时，控制器会控制电磁阀389a开启，补液主管385内部的生物酶制剂溶液就会通过出液管388排出，以补充蒸发管310内部的生物酶制剂溶液，而当液面达到预设值时，控制器会控制电磁阀389a关闭。当然可以理解，本发明不限于此，其他能实现在蒸发局域360内生物酶制剂溶液液面减低时，打开出液管388以补充生物酶制剂溶液的其他机构也可以实现本发明，例如，如图18所示，所述自动出液结构389包括与出液管388底端连通的球型罩389c，所述球型罩389c的外壁均匀设置有出液孔389d，所述球型罩389c的内部还设置有浮球389e，所述出液管388与球型罩389c连通处设置有与浮球389e相适配的弧形槽389f。当蒸发局域360内生物酶制剂溶液液面减低，在重力作用下，浮球下降，移出弧形槽389f内部，解除了对出液管388的封堵。

在本实施例中，如图13所示，所述刮料组件370通过连接件312装配于所述补液主管385上。

在本实施例中，如图14所示，所述蒸发管310的内壁沿其圆周方向均匀设置有凸条311，且所述凸条311的横截面呈圆弧状，并且凸条311的横向截面与蒸发管310的内壁圆弧过渡连接（便于刮料板371能移动至凸条311上对凸条311表面的“结晶”进行刮除）。

具体而言，如图13所示，所述连接件312包括固定在注液总管顶部的支杆312a，所述支杆312a上具有一与刮料板371平行的滑动部312a1，所述滑动部312a1上滑动设置有滑套312b，所述滑套312b与所述刮料板371之间连接有连接板312c，所述滑动部312a1远离注液总管的一端设置有限位块312d，且限位块312d与滑套312b之间设置有复位弹簧312e，复位弹簧312e的两端分别与限位块312d和滑套312b连接，且复位弹簧312e处于被拉伸状态。

上述的方案中，凸条311的设置，一方面能增大蒸发管310的表面积，提高蒸发浓缩效率，另一方面，如图17所示，在蒸发管310与生物酶制剂溶液接触部分离开生物酶制剂溶液后，凸条311与蒸发管310内壁之间的夹角处能“盛取”少量的生物酶制剂溶液接，并随着蒸发管310转动可将“盛取”少量的生物酶制剂溶“倒出”生物酶制剂溶能顺着凸条311和蒸发管310内壁滑动，以延长生物酶制剂溶液在蒸发管310内壁停留时间和生物酶制剂溶液量，获得更高的蒸发浓缩效率。

此外，凸条311的设计，使得刮料板371能在刮料的同时发生移动（在复位弹簧312e的作用下，滑套312b通过连接板312c带动刮料板371的刀边372始终抵触于蒸发管310内壁，当蒸发管310转动使得刀边372经过凸条311处时，能使得刮料板371发生移动），进而带动导料槽373的移动，产生类似“抖动”的效果，加快了“结晶”滑落速度。

进一步的，如图5所示，所述真空箱100的底部滑动设置有承载板400，所述蒸发管310的轴承座固定在承载板400顶部，所述承载板400上还固定一供电机331安装的支架500，如图9所示，所述支撑件387包括支撑条387a，支撑条387a对应着补液主管385固定于承载板400上，所述支撑条387a靠近补液主管385的一侧固定有与补液主管385相适配的套筒387b，所述真空箱100靠近支撑条387a的一侧设置有检修口，如图2所示，所述检修口处可拆卸有密封门板700，该密封门板700在安装后可以通过常规技术中的密封组件与真空箱100的检修口密封连接。

在需检修蒸发管310时，从密封门800处可将蒸发管310靠近其一侧的盖体350取下，随后拆卸下门板，将承载板400滑出真空箱100即可取出蒸发管310。

进一步的，如图8所示，真空泵200的输出管延伸至真空箱100内部通过软管220连接有条形吸气头210，所述条形吸气头210固定支撑条387a上，且所述条形吸气头210的输入口朝向蒸发管310。使得通风区域320的风向朝向条形吸气头210一端流动，从而能快速将蒸发管310中的水分排出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种生物酶制剂用蒸发浓缩装置，包括真空箱、真空泵以及蒸发机构，所述蒸发机构被装配于真空箱内部并能够将生物酶制剂溶液进行蒸发，其特征在于，所述蒸发机构包括水平转动装配于真空箱内部的蒸发管、用于对蒸发管进行加热的加热组件，以及用于驱动蒸发管转动的驱动装置；所述蒸发管的两端均螺纹连接有盖体，且所述盖体的中心具有与蒸发管同轴的通孔，所述通孔内侧的蒸发管内部形成通风区域，所述通孔外侧的蒸发管内部形成蒸发局域；

所述蒸发机构还包括刮料组件，所述刮料组件包括设于蒸发管内部转动方向一侧的顶端的刮料板，所述刮料板长度方向与蒸发管轴向方向平行，所述刮料板宽度方向与水平方向具有夹角，所述刮料板靠近蒸发管内壁的一侧设置有抵触于蒸发管内壁的刀边，所述刮料板远离刀边的一侧连接有一沿其长度方向设置有导料槽，所述导料槽的一端延伸至蒸发管外部，且对应导料槽伸出蒸发管外部一端的真空箱中设置有一顶部敞口的收集盒，所述收集盒沿真空箱宽度方向设置，所述导料槽内的底面高度自收集盒一端至其另一端不断递增，所述真空箱靠近收集盒一侧铰接有密封门；

所述蒸发机构还包括补液组件，所述补液组件包括装配于收集盒上方的储液盒，储液盒的顶部连接有一延伸至真空箱外部的注液管，所述注液管上装配有阀门，所述储液盒的顶部还均匀贯穿开设有透气孔；

所述补液组件还包括同轴设于蒸发管内部的补液主管，所述补液主管靠近储液盒的一端延伸至蒸发管外部连接有与储液盒底部连通的补液支管，所述补液主管的另一端延伸至液主管外部卡接有支撑件，所述支撑件装配于真空箱内，所述补液主管的底部沿其长度方向均匀设置有出液管，且出液管的底端延伸至蒸发局域内，所述出液管上还装配有自动出液结构，所述自动出液结构能在蒸发局域内生物酶制剂溶液液面减低时，打开出液管补充生物酶制剂溶液；

所述刮料组件通过连接件装配于所述注液管上，所述蒸发管的内壁沿其圆周方向均匀设置有凸条，且所述凸条的横截面呈圆弧状，并且凸条的横向截面与蒸发管的内壁圆弧过渡连接，所述连接件包括固定在注液总管顶部的支杆，所述支杆上具有一与刮料板平行的滑动部，所述滑动部上滑动设置有滑套，所述滑套与所述刮料板之间连接有连接板，所述滑动部远离注液总管的一端设置有限位块，且限位块与滑套之间设置有复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的生物酶制剂用蒸发浓缩装置，其特征在于：所述蒸发管的数量为一组，一组所述蒸发管沿真空箱的宽度方向均匀设置，且蒸发管的长度方向与真空箱的长度平行。

3.根据权利要求1所述的生物酶制剂用蒸发浓缩装置，其特征在于：所述自动出液结构包括控制器、安装于出液管上的电磁阀，以及安装在出液管底端的液位传感器。

4.根据权利要求1所述的生物酶制剂用蒸发浓缩装置，其特征在于：所述真空箱的底部滑动设置有承载板，所述蒸发管通过轴承座固定在底板顶部，所述承载板上还固定一供电机安装的支板，所述支撑件包括支撑条，其对应着补液主管固定于承载板上，所述支撑条靠近补液主管的一侧固定有与补液主管相适配的套筒，所述真空箱靠近支撑条的一侧设置有检修口，所述检修口处可拆卸有密封门板。