CN116554307A - 一种胶原蛋白提取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胶原蛋白提取纯化装置，属于胶原蛋白提取技术领域，其包括收集罐、分层检测机构、蒸发罐和加热罐；所述的收集罐上设有沿高度方向布置的透明凸部，透明凸部与收集罐的内部空腔连通；所述的分层检测机构包括设置于透明凸部一侧的若干第一光源和设置于透明凸部的位于第一光源对面的若干第一摄像头，第一光源和第一摄像头数量相等且高度一一对应；所述的蒸发罐通过抽液管与收集罐连通，抽液管上配有高压泵，所述的收集罐上还设有用于控制抽液管插入蒸发罐内部的深度插拔机构；所述的加热罐通过胶原蛋白输送管与蒸发罐的底部连通。该结构能够对胶原蛋白准确定位，保证胶原蛋白的抽取率，减少浪费，同时更好地将胶原蛋白与杂质分离。
Description
技术领域
本发明属于胶原蛋白提取技术领域，尤其涉及一种胶原蛋白提取装置。
背景技术
胶原蛋白是生物高分子，动物缔结组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，它具有其他合成高分子材料无可比拟的生物相容性，因此作为生物材料，在医药、食品、化妆品等工业中的重要性日益突出。因此，高纯度的胶原蛋白去杂装置的设计显得尤为重要。
目前的胶原蛋白提纯工艺大多采用过滤膜过滤的方式实现，比如申请公布号为CN112452157A的中国专利申请公布的一种胶原蛋白提取纯化装置，包括物料罐，物料罐的上端设置有用于供应胶原蛋白原料的上料管，且物料罐的下方一体成型有锥形连接管，物料罐上通过螺栓固定安装有主电机，且主电机的输出端驱动有插入物料罐内部的搅拌桨，该胶原蛋白提纯装置通过第一过滤膜和第三过滤膜来实现对胶原蛋白原料中不符合筛选要求的大分子成分和小分子杂质进行有效的过滤，从而实现快速的提纯。具体提纯方式为：提纯流程中，使胶原蛋白原料进入导流管内，当导流管被填满后，打开抽取泵开始将位于导流管内的溶液通过抽取管送入分离罐中；位于导流管内的胶原蛋白原料将会在沿着溶液的流动方向向下运动，然后经过第一过滤膜过滤，使其中无法通过第一过滤膜的不合格大分子物质停留在第一收集管内，而合格的物质成分继续向下运动然后经过第三过滤膜进行过滤，从而使大小合格的胶原蛋白分子停留在第二收集管内，随后溶液中的其他细小颗粒物质则被溶液带着继续被送入分离罐内。
该提纯过程中，由于第一过滤膜和第三过滤膜在过滤过程中，第一过滤膜和第三过滤膜的上方会不断地积累颗粒物，导致第一过滤膜和第三过滤膜的滤孔逐渐变小，使用一段时间后，胶原蛋白颗粒无法透过第一过滤膜，其他细小颗粒物质也无法透过第三过滤膜，最终导致胶原蛋白浪费比较严重，胶原蛋白内人存在较多的细小颗粒物质。该问题虽然可以通过更换过滤膜的方式解决，但若要提取高纯度的胶原蛋白且减少胶原蛋白的浪费量，则需要频繁更换滤膜，这又会导致提纯成本的提高，且会影响提纯的效率，增加人工的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胶原蛋白提取装置，以解决现有胶原蛋白提纯过程中胶原蛋白有效物质浪费严重、提取纯度不高、滤膜更换成本高等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
本发明涉及一种胶原蛋白提取纯化装置，其包括收集罐、分层检测机构、蒸发罐和加热罐；所述的收集罐上设有沿高度方向布置的透明凸部，透明凸部与收集罐的内部空腔连通；所述的分层检测机构包括设置于透明凸部一侧的若干第一光源和设置于透明凸部的位于第一光源对面的若干第一摄像头，第一光源和第一摄像头数量相等且高度一一对应，第一摄像头用于记录相应高度液体的图像，并与胶原蛋白标准图像对比，识别相应高度位置的液体是否是胶原蛋白；所述的蒸发罐通过抽液管与收集罐连通，抽液管上配有高压泵，所述的收集罐上还设有用于控制抽液管插入蒸发罐内部的深度插拔机构；所述的加热罐通过胶原蛋白输送管与蒸发罐的底部连通。
优选地，相邻第一光源之间以及相邻第一摄像头之间的高度差均相同。
优选地，所述的透明凸部设置两个，所述的分层检测机构设置于其中一个透明凸部处，另一个透明凸部处设有定位机构；所述的定位机构包括设置于透明凸部一侧的若干第二光源和设置于透明凸部的位于第一光源对面的若干第二摄像头，第二光源和第二摄像头数量相等且高度一一对应，第二摄像头与第一摄像头数量相同且设置高度一一对应。所述的分层检测机构检测胶原蛋白层所在位置后，将位置信息传递给控制系统，控制系统再将信号传递给定位机构，定位机构中位于胶原蛋白层处最底部的第二摄像头开启定位功能，即当抽液管抽取胶原蛋白时，胶原蛋白层处最底部的第二摄像头检测到对应高度的溶液的透光度发生改变时，证明胶原蛋白基本抽完，此时停止抽取胶原蛋白。
优选地，所述的抽液管包括第一刚性管、柔性管和第二刚性管，柔性管设置于第一刚性管和第二刚性管之间，第一刚性管延伸至收集罐的内部，第二刚性管与蒸发罐的顶部连接，柔性管可伸缩，便于控制第一刚性管插入收集罐的深度。
优选地，所述的插拔机构固定在收集罐的顶部，插拔机构与第一刚性管连接。
优选地，所述的插拔机构包括电机、丝杆和夹具，所述的电机固定在收集罐的顶部，丝杆与电机的输出轴连接，夹具的一端与丝杆螺纹连接，另一端用于夹住所述的第一刚性管。
优选地，所述的收集罐和蒸发罐之间还通过第一回流管道连通，第一回流管道的两端分别连接于收集罐和蒸发罐的顶端，第一回流管道上还配置有冷凝器。制备胶原蛋白过程中所使用的甲醇、乙醇等试剂在蒸发罐内蒸发，经过第一回流管道返回收集罐，返回过程中经过冷凝器冷却液化。
优选地，所述的蒸发罐和加热罐之间还通过第二回流管道连通，第二回流管道的两端分别连接于蒸发罐和加热罐的上部。
优选地，所述的收集罐通过转轴转动连接于收集罐底座上。
优选地，所述的加热罐的底部可拆卸连接有胶原蛋白存储罐。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明涉及的胶原蛋白提取纯化装置在收集罐处设置了透明凸部，在透明凸部处增设了分层检测机构，分层检测机构包括设置于透明凸部一侧的若干第一光源和设置于透明凸部的位于第一光源对面的若干第一摄像头，第一光源和第一摄像头数量相等且高度一一对应，收集罐上还设有用于控制抽液管插入蒸发罐内部的深度插拔机构，第一光源为相应高度的第一摄像头提供光照，第一摄像头拍摄相应高度液体的图像，并与胶原蛋白标准图像对比，识别相应高度位置的液体是否是胶原蛋白，进而确定胶原蛋白的位置，插拔机构将抽液管插入胶原蛋白层抽取胶原蛋白。该结构能够对胶原蛋白准确定位，仅抽取胶原蛋白，能够保证胶原蛋白的抽取率，减少浪费，同时更好地将胶原蛋白与杂质分离，减少胶原蛋白内杂质的含量，改变传统的过滤膜分离，减少过滤膜更换，减少成本。
附图说明
图1是本发明涉及的胶原蛋白提取纯化装置的结构示意图；
图2是本发明涉及的收集罐的侧视图；
图3是附图2所示的收集罐的A-A剖视图。
附图标记：1-收集罐，11-透明凸部，12-收集罐底座，13-转轴，2-分层检测机构，21-第一光源，22-第一摄像头，3-蒸发罐，4-加热罐，41-胶原蛋白存储罐，5-抽液管，51-第一刚性管，52-柔性管，53-第二刚性管，6-高压泵，7-插拔机构，71-电机，72-丝杆，73-夹具，8-胶原蛋白输送管，91-第一回流管道，92-冷凝器，93-第二回流管道，10-定位机构，101-第二光源，102-第二摄像头。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照附图1和2所示，本发明涉及的胶原蛋白提取纯化装置包括收集罐1、分层检测机构2、蒸发罐3、加热罐4和控制系统。
参照附图1和2所示，所述的收集罐1通过转轴13转动连接于收集罐底座12上，收集罐1上设有沿高度方向布置的透明凸部11，透明凸部11均与收集罐1的内部空腔连通；参照附图3所示，所述的分层检测机构2包括设置于透明凸部11一侧的若干第一光源21和设置于透明凸部11的位于第一光源21对面的若干第一摄像头22，第一光源21和第一摄像头22数量相等且高度一一对应，且相邻第一光源21之间以及相邻第一摄像头22之间的高度差均相同；所述的分层检测机构2的检测原理为：第一光源21向对应的第一摄像头22发射光线，照亮相应位置的液体，第一摄像头22拍摄相应高度液体的图像，各第一摄像头22将该信息传递给控制系统，控制系统将拍摄到的图像与胶原蛋白标准图像对比，识别相应高度位置的液体是否是胶原蛋白，进而区分出胶原蛋白层所在的位置。
参照附图3所示，为了确保收集罐1内的胶原蛋白全部抽取完，还可以在收集罐1的侧方设置定位机构10，即透明凸部11设置两个，上述的分层检测机构2设置于其中一个透明凸部11处，定位机构10设置于另一个透明凸部11处；所述的定位机构10包括设置于该透明凸部11一侧的若干第二光源101和设置于该透明凸部11的位于第一光源21对面的若干第二摄像头102，第二光源101和第二摄像头102数量相等且高度一一对应，第二摄像头102与第一摄像头22数量相同且设置高度一一对应。所述的分层检测机构2检测胶原蛋白层所在位置后，将位置信息传递给控制系统，控制系统再将信号传递给定位机构10，定位机构10中位于胶原蛋白层处最底部的第二摄像头102开启定位功能，即当抽液管5抽取胶原蛋白时，胶原蛋白层处最底部的第二摄像头102检测到对应高度的溶液发生改变时，证明胶原蛋白基本抽完，此时停止抽取胶原蛋白。
参照附图1所示，所述的蒸发罐3通过抽液管5与收集罐1连通，抽液管5上配有高压泵6，所述的收集罐1上还设有用于控制抽液管5插入蒸发罐3内部的深度插拔机构；所述的抽液管5包括第一刚性管51、柔性管52和第二刚性管53，柔性管52设置于第一刚性管51和第二刚性管53之间，第一刚性管51延伸至收集罐1的内部，第二刚性管53与蒸发罐3的顶部连接，柔性管52可伸缩，便于控制第一刚性管51插入收集罐1的深度。所述的插拔机构固定在收集罐1的顶部，插拔机构与第一刚性管51连接，插拔机构包括电机71、丝杆72和夹具73，所述的电机71固定在收集罐1的顶部，丝杆72与电机71的输出轴连接，夹具73的一端与丝杆72螺纹连接，另一端用于夹住所述的第一刚性管51。当然，插拔机构的结构不仅限于此，市场上常见的伸缩气缸、油缸、机械手等均可作为本发明涉及的胶原蛋白提取纯化装置的插拔机构。
参照附图1所示，所述的加热罐4通过胶原蛋白输送管8与蒸发罐3的底部连通。所述的收集罐1和蒸发罐3之间还通过第一回流管道91连通，第一回流管道91的两端分别连接于收集罐1和蒸发罐3的顶端，第一回流管道91上还配置有冷凝器92，制备胶原蛋白过程中所使用的甲醇、乙醇等试剂在蒸发罐3内蒸发，经过第一回流管道91返回收集罐1，返回过程中经过冷凝器92冷却液化。所述的蒸发罐3和加热罐4之间还通过第二回流管道93连通，第二回流管道93的两端分别连接于蒸发罐3和加热罐4的上部。所述加热罐4的底部可拆卸连接有胶原蛋白存储罐41。
采用上述胶原蛋白提取纯化装置的胶原蛋白提纯方法包括以下步骤：
S1.将含有大量胶原蛋白的动物皮(如猪皮)去毛、洗净、切碎，放入收集罐1中，加入氯仿/乙醇(2:1)溶液等用于脱脂，在30摄氏度环境下静置24-48小时，使得收集罐1内的液体充分分层，为提高分层效果，可用电机、气缸等驱动设备推拉收集罐1，使得收集罐1在收集罐底座12上摇摆；收集罐1内的液体分层后，形成上层的悬浮液、中间层的胶原蛋白和底层的沉淀杂质。
S2.启动分层检测机构2，第一光源21向对应的第一摄像头22发射光线，第一摄像头22拍摄相应高度位置的液体的图像，并将拍摄的图像全部传递给控制系统，控制系统将所有的图像与胶原蛋白标准图像进行对比，控制系统根据各第一摄像头22输入的信息区分出胶原蛋白层所在的位置。
S3.控制系统将胶原蛋白所在的位置信息发送给定位机构10，定位机构10根据该信息启动位于胶原蛋白层中的最下方的第二光源101和第二摄像头102。
S4.控制系统将胶原蛋白所在的位置信息发送给插拔机构，插拔机构将第一刚性管51插至胶原蛋白中，且越靠近胶原蛋白与沉淀杂质的分界线越好。启动高压泵6，将胶原蛋白抽至蒸发罐3中，胶原蛋白层处最底部的第二摄像头102检测到对应高度的溶液的发生改变时，停止抽取胶原蛋白。
S5.蒸发罐3对胶原蛋白进行加热，以蒸发乙醇等，蒸发的乙醇等经过第一回流管道91，且在冷凝器92中液化变为液体，返回收集罐1；胶原蛋白呈凝胶状经过胶原蛋白输送管8进入到加热罐4。
S6.加热罐4再次对凝胶状的胶原蛋白进行加热，凝胶状胶原蛋白中的水分等蒸发，通过第二回流管道93返回蒸发罐3，再通过第一回流管道91及冷凝器92变为液体返回收集罐1中，加热后的胶原蛋白呈固体落入胶原蛋白存储罐41。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：其包括收集罐、分层检测机构、蒸发罐和加热罐；所述的收集罐上设有沿高度方向布置的透明凸部，透明凸部与收集罐的内部空腔连通；所述的分层检测机构包括设置于透明凸部一侧的若干第一光源和设置于透明凸部的位于第一光源对面的若干第一摄像头，第一光源和第一摄像头数量相等且高度一一对应，第一摄像头用于记录相应高度液体的图像，并与胶原蛋白标准图像对比，识别相应高度位置的液体是否是胶原蛋白；所述的蒸发罐通过抽液管与收集罐连通，抽液管上配有高压泵，所述的收集罐上还设有用于控制抽液管插入蒸发罐内部的深度插拔机构；所述的加热罐通过胶原蛋白输送管与蒸发罐的底部连通。
2.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：相邻第一光源之间以及相邻第一摄像头之间的高度差均相同。
3.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的透明凸部设置两个，所述的分层检测机构设置于其中一个透明凸部处，另一个透明凸部处设有定位机构；所述的定位机构包括设置于透明凸部一侧的若干第二光源和设置于透明凸部的位于第一光源对面的若干第二摄像头，第二光源和第二摄像头数量相等且高度一一对应，第二摄像头与第一摄像头数量相同且设置高度一一对应。
4.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的抽液管包括第一刚性管、柔性管和第二刚性管，柔性管设置于第一刚性管和第二刚性管之间，第一刚性管延伸至收集罐的内部，第二刚性管与蒸发罐的顶部连接。
5.根据权利要求4所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的插拔机构固定在收集罐的顶部，插拔机构与第一刚性管连接。
6.根据权利要求5所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的插拔机构包括电机、丝杆和夹具，所述的电机固定在收集罐的顶部，丝杆与电机的输出轴连接，夹具的一端与丝杆螺纹连接，另一端用于夹住所述的第一刚性管。
7.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的收集罐和蒸发罐之间还通过第一回流管道连通，第一回流管道的两端分别连接于收集罐和蒸发罐的顶端，第一回流管道上还配置有冷凝器。
8.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的蒸发罐和加热罐之间还通过第二回流管道连通，第二回流管道的两端分别连接于蒸发罐和加热罐的上部。
9.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的收集罐通过转轴转动连接于收集罐底座上。
10.根据权利要求1所述的胶原蛋白提取纯化装置，其特征在于：所述的加热罐的底部可拆卸连接有胶原蛋白存储罐。
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- 2023-05-31 CN CN202310633916.XA patent/CN116554307B/zh active Active
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