CN207371362U - 一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，包括依次连接的清洗系统、循环过滤系统和收集系统，所述的循环过滤系统包括通过泵连接的循环罐和过滤装置；所述清洗系统包括多个冲洗装置。本实用新型集清洗、循环过滤除杂以及收集于一体，操作方便，并且有效地提高了生物酶解反应液的收率，克服了传统简单过滤操作中反应液损失较大的技术问题，极大地节约了生产成本。此外，本实用新型能够配设PLC控制系统，实现自动化管理，有效地提升工作效率。

Description

一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置

技术领域

本实用新型属于生物工程设备领域，具体涉及一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置。

背景技术

在生物技术领域中，生物酶解法作为一种条件温和、操作简单、提取率高的新方法，越来越受到技术人员的青睐，被广泛应用于特定物质的生产中。但采用生物酶解技术进行生产，反应液中会残留部分酶蛋白，进而影响最终产品的品质。

目前，一些采用生物酶解技术生产产品的厂家大多忽视反应液中残留的酶蛋白，未采取有效的措施除去这些酶蛋白或者仅采用简单的过滤方式除去，而过滤方式存在着易受污染、操作繁琐、反应液损失大的缺点。现有技术中，尚无高效且适合工业化生产需求的去除生物酶解反应液中酶蛋白杂质的装置。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足之处，提供了一种设计合理、操作简便、满足工业化生产需求的高效去除生物酶解反应液中酶蛋白杂质的装置，该装置包括依次连接的清洗系统、循环过滤系统和收集系统，所述的循环过滤系统包括通过泵连接的循环罐和过滤装置；所述清洗系统包括多个冲洗装置。

进一步的，所述的冲洗装置包括酸洗装置、碱洗装置以及水洗装置。能够根据实际需要，选择冲洗的方式及顺序。

进一步的，所述的过滤装置包括将多个超滤膜以串联和/或并联组成的膜分离器，从而有效地去除生物反应液中残留的酶蛋白杂质。根据生物反应液的处理量，选择适宜的超滤膜尺寸以及串并联的数量，以实现酶蛋白的高效去除。

进一步的，所述的超滤膜采用平板膜或管式膜或毛细管式膜或中空纤维膜，材质为陶瓷或金属或有机高分子材料。

在本发明的一个实施例中公开的一种去除酶蛋白杂质的装置，还包括与清洗系统、循环过滤系统以及收集系统相连接的PLC控制系统，实现自动化控制去除生物反应液中酶蛋白的操作过程。

进一步的，所述的PLC控制系统包括通信模块，所述通信模块与用户终端建立通讯连接，出现异常情况能够及时示警，并且技术人员能够通过手机APP实现远程操控装置。

进一步的，所述循环罐和收集系统配设有液位传感器，所述液位传感器与所述的PLC控制系统连接。当循环罐和收集系统内水位超过上限，或低于下限时，液位传感器会发送信息至PLC控制系统的主控模块，主控模块会启动相应的后续操作。

进一步的，所述的PLC控制系统包括人工智能控制触摸屏，操作人员可通过触摸屏设定相关程序参数，通过预设的程序进行生产操作，提高生产效率。

本实用新型的有益效果：本发明提供了一种能够高效去除生物反应液中酶蛋白杂质的装置，提高对应最终产品的纯度，并且该装置能够满足大规模的生产需求，实现自动化管理，弥补了现有技术的空白。

1、集清洗、循环过滤除杂以及收集于一体，操作方便，并且有效地提高了生物反应液的收率，克服了传统简单过滤操作中反应液损失较大的技术问题，极大地节约了生产成本；

2、能够配设PLC控制系统，预设程序进行自动化管理，提高生产效率；

3、技术人员能够通过手机APP等远程操控装置，便于及时发现并解决问题。

附图说明

图1为实施例1中的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置。

图2为实施例2中的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的目的实现、功能特点及优点做进一步说明，但不用于限定本实用新型。

实施例1

参照图1所示，本实施例提供了一种壳寡糖反应液中酶蛋白的去除装置，该装置包括依次通过管道连接的清洗系统、循环罐2、超滤膜分离器3以及收料罐4，所述循环罐2与超滤膜分离器3之间的连接管道上设有变频泵101，实现多次循环过滤去除反应液中酶蛋白杂质的操作。各个管道支路上设有相应的手动阀门以及流量计。

本实施例的清洗系统包括彼此独立的酸洗罐11、碱洗罐12以及自来水管道13，所述酸洗罐11和碱洗罐12分别与循环罐2通过管道连接，对应的管道上分别设有酸泵102和碱泵103，自来水管道13可直接与循环罐2的顶部连通。其中，酸洗液可为盐酸溶液，碱洗溶液可为氢氧化钠溶液。酸洗罐11、碱洗罐12、循环罐2以及收料罐4选择容积适宜的塑料罐或不锈钢罐或陶瓷罐或玻璃罐，各个罐体均配设有液位传感器，所述液位传感器包括报警讯响模块，当液位异常时，会向操作人员示警。

超滤膜分离器3采用四组超滤膜并联组成，超滤膜为聚醚砜材质的有机卷式膜，本实施例的超滤膜截留分子量为10kDa，用于去除壳寡糖反应液中残留的木瓜蛋白酶。

整个装置的操作工艺流程如下所述：

1、循环过滤去除壳寡糖反应液中的残留酶蛋白。

当前面工序产生的壳寡糖反应料液进入循环罐2并达到设定值时，手动开启阀门201、阀门202以及变频泵101，开始循环过滤除去料液中的残余酶蛋白，透过液（即已去除残留酶蛋白的料液进入收料罐4），截留液回流至循环罐2继续进行过滤除杂步骤，如此循环过滤，直至循环罐2中的料液量达到设定的下限值时，手动开启自来水管道阀门203加水至预设值，开启新一轮的循环过滤除杂；反复多次加水，不断重复过滤除杂步骤，以确保料液的高收率，减少料液损失，节约生产成本。

2、清洗操作。

S1、采用酸洗步骤。当壳寡糖反应料液处理完毕后，开启循环罐2的手动阀门204将残液排出后，关闭手动阀门204；接着，开启手动阀门205及酸泵102，输送适量的酸液进入循环罐2后，关闭酸泵102和手动阀门205；然后，开启手动阀门201和阀门202，并开启变频泵101，进入循环酸洗，酸洗液在循环罐2与超滤膜分离器3之间循环流动；酸洗结束后，将酸洗废液排出。可自行选择酸洗的次数。

S2、酸洗完成后，进入水洗步骤。开启自来水管道阀门203，加入适量的水进循环罐2，开启手动阀门201、阀门202和变频泵101，进入循环水洗；水洗结束后，将水洗废液排出。

S3、水洗结束后，采用类似S1的步骤进行碱洗操作，对应碱泵103以及碱洗罐与碱泵103之间的手动阀门206，可自行选择碱洗的次数。

S4、碱洗结束后，再次采用水洗步骤，反复用水冲洗，直至超滤膜恢复通量。

实施例2

参照图2，本实施例在实施例1的基础上加入了PLC控制系统，整个装置不但能手动操作（手动操作模式可参照实施例1），而且还能依据设定好的程序实现自动化操作。PLC控制系统分别与清洗系统、循环罐2、超滤膜分离器3以及收料罐4之间通讯连接，所述PLC控制系统包括主控模块、信息处理模块、存储模块以及通信模块，所述主控模块包括人工智能控制触摸屏。各个管道支路上设有相应的手动阀门、流量计以及与PLC控制系统通讯连接的自动阀门，其中，阀门301～306为自动阀门，阀门201～206为手动阀门。酸泵102、碱泵103以及变频泵101与PLC控制系统通讯连接，能够遵照PLC控制系统的命令开启或关闭；酸洗罐11、碱洗罐12、循环罐2以及收料罐4配设有与PLC控制系统通讯连接的液位传感器。

此外，PLC控制系统的通信模块能够与用户终端，如手机APP，通过无线网络或蓝牙建立通讯连接。当操作过程中出现异常情况时，能够立即向绑定的手机APP发送信息，便于操作人员及时解决问题，从而减少不必要的损失。操作人员也可以通过手机APP开启与之绑定的摄像头（位于装置周围），查看装置情况，并远程操控主控模块作出相应的处理措施。

本实施的装置操作工艺流程如下所述：

S1、在人工智能控制触摸屏上设定操作模式（自动或手动）、相关技术参数以及工艺流程程序，包括各个罐的液位上下限值，冲洗次数及顺序，冲洗液的添加量以及流速等。其中，手动模式参照实施例1，下述步骤阐述的是自动模式的工艺流程。

S2、当前面工序产生的生物酶解反应料液进入循环罐2并达到设定值时，液位传感器发送信息至PLC系统的主控模块，主控模块开启阀门303、以及变频泵101，开始循环过滤除杂操作；当循环罐内的料液量达到设定的下限值时，液位传感器向主控模块发送信息，主控模块启动自来水阀，加水至预设值，开启新一轮的循环过滤除杂；反复多次加水，不断重复过滤除杂步骤，以确保料液的高收率。

S3、当料液处理完毕后，主控模块开启阀门304，排放循环罐中残料，排完后自动阀门304关闭；接着主控模块开启全自动清洗模式，按照预设的程序进行清洗工作；清洗结束后，整个装置停止工作，整个装置处于待机状态。

需要说明的是，S3步骤中的全自动清洗模式包括酸洗、碱洗和水洗。酸洗具体流程为：主控模块控制开启阀门301和303，并开启酸泵102，输送设定量的酸液至循环罐2内；主控模块控制关闭酸泵102和阀门301，开启变频泵101和阀门305，酸液对超滤膜分离器3进行循环酸洗；当循环罐2中液体量达下限值，液位传感器发送信息至主控模块，主控模块控制开启阀门304，排放酸洗废液。水洗步骤具体流程为：主控模块控制开启阀门306，加水至设定值，关闭阀门306；主控模块控制开启变频泵101和阀门305，进入循环水洗超滤膜分离器3；当循环罐2中液体量达下限值，液位传感器发送信息至主控模块，主控模块控制开启阀门304，排放水洗废液。碱洗步骤具体流程为：主控模块控制开启阀门302和303，并开启碱泵103，输送设定量的碱液至循环罐2内；主控模块控制关闭碱泵103和阀门302，开启变频泵101和阀门305，碱液对超滤膜分离器3进行循环酸洗；当循环罐2中液体量达下限值，液位传感器发送信息至主控模块，主控模块控制开启阀门304，排放碱洗废液。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，包括依次连接的清洗系统、循环过滤系统和收集系统，所述的循环过滤系统包括通过泵连接的循环罐和过滤装置；所述清洗系统包括多个冲洗装置。

2.根据权利要求1所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，所述的冲洗装置包括酸洗装置、碱洗装置以及水洗装置。

3.根据权利要求1所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，所述的过滤装置包括将多个超滤膜以串联和/或并联组成的膜分离器。

4.根据权利要求3所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，所述的超滤膜采用平板膜或管式膜或毛细管式膜或中空纤维膜，材质为陶瓷或金属或有机高分子材料。

5.根据权利要求1－4任一项所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，还包括与清洗系统、循环过滤系统以及收集系统相连接的PLC控制系统。

6.根据权利要求5所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，所述的PLC控制系统包括通信模块，所述通信模块与用户终端建立通讯连接，出现异常情况能够及时示警。

7.根据权利要求6所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，所述循环罐和收集系统配设有液位传感器，所述液位传感器与所述的PLC控制系统通讯连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种生物酶解反应液中酶蛋白杂质的去除装置，其特征在于，所述的PLC控制系统包括人工智能控制触摸屏。