CN207405181U - 一种反应罐及其组成的酶解法制备塔格糖的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反应罐及其组成的酶解法制备塔格糖的生产装置，所述反应罐包括竖直设置且密闭的罐体和控制装置；所述罐体内部具有反应腔，所述罐体上端设置有物料入口，下端设置有物料出口，所述反应腔内用以储存物料并进行反应；所述罐体内还设置有用以搅拌物料的搅拌装置和用以对物料加热和降温的温控装置；所述控制装置分别与所述搅拌装置和温控装置电连接，用以分别控制搅拌装置的搅动速率和温控装置的加热温度或降温温度。本实用新型对于反应温度与室温相差不大，但又需要对温度进行精准控温的反应罐，其不仅需要由加热功能还需要降温功能，使得其温度处于一个精准的温度状态，同时还能避免室温对其反应温度的影响。

Description

一种反应罐及其组成的酶解法制备塔格糖的生产装置

技术领域

本实用新型属于酶工程设备领域，尤其涉及一种反应罐及其组成的酶解法制备塔格糖的生产装置。

背景技术

在酶催化反应的过程中，反应温度作为一个重要的影响因素，因此在酶化工领域中，通常需要对反应温度进行较为精准的调控。而对于反应温度更为温和，处于与室温相差不大，如20-40℃的酶催化反应而言，其温度较难精准控制。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的之一在于提供一种能对反应温度进行精准调控，且能应用于反应温度相对较低的酶催化反应的反应罐。

为了实现上述目的，本实用新型的目的之一在于提供一种反应罐，包括竖直设置且密闭的罐体和控制装置；

所述罐体内部具有反应腔，所述罐体上端设置有物料入口，下端设置有物料出口，所述反应腔内用以储存物料并进行反应；

所述罐体内还设置有用以搅拌物料的搅拌装置和用以对物料加热和降温的温控装置；

所述控制装置分别与所述搅拌装置和温控装置电连接，用以分别控制搅拌装置的搅动速率和温控装置的加热温度或降温温度。

上述技术方案的有益效果在于：对于反应温度与室温相差不大，但又需要对温度进行精准控温的反应罐，其不仅需要由加热功能还需要降温功能，使得其温度处于一个精准的温度状态，因此温控装置不仅需要能加热还需要能降温，以避免室温对其反应温度的影响。

上述技术方案中所述温控装置包括加热装置、冷却装置和温度感应装置，所述加热装置、冷却装置和温度感应装置分别与所述控制装置电连接；

所述温度感应装置设置于罐体内壁，用以感应罐体内物料的温度，并将感应到的信息输送至所述控制装置并由控制装置控制加热装置或冷却装置的工作功率。

上述技术方案的有益效果在于：对温控装置设定加热装置、冷却装置以及温度感应装置，使得温度感应装置将感应的温度传送至控制装置，若温度高于反应设定温度，则控制装置控制冷却装置对罐体进行降温，若温度低于反应设定温度，则控制装置控制加热装置对罐体进行加热，使得罐体内的温度相对恒定。

上述技术方案中所述加热装置为多组电加热管，多组所述电加热管分别与所述控制装置电连接。

上述技术方案的有益效果在于：电加热管加热迅速、灵敏度高，结构简单。

上述技术方案中所述罐体为夹层结构，包括内层罐体和外层罐体，所述内层罐体和外层罐体之间具有间隙，并填充有加热介质，多组所述电加热管分别设置在所述间隙内，用以对加热介质进行加热。

上述技术方案的有益效果在于，将罐体设置为夹层结构，并在其内填充加热介质，提高加热效率，将多组电加热管设置在于所述夹层结构内使得电加热管对加热介质进行加热，加热介质再将热量传导给反应物料。

上述技术方案中多组所述电加热管分别均匀设在所述间隙内。

上述技术方案的有益效果在于，将多组电加热管间隔均匀的分布有利于使加热介质的温度比较均一，提高反应罐内物料的温度的可控性。

上述技术方案中所述冷却装置包括设置在所述间隙内的换热盘管和冷却水制备装置，所述换热盘管的两端均穿出所述外层罐体，且其一端与冷却水制备装置的出水口连接并连通，并在连接处设置有第一水泵，所述第一水泵用以将冷却水制备装置制备的冷却水输送至换热盘管内，所述换热盘管的另一端与冷却水制备装置的入水口连接并连通；

所述冷却水制备装置的入水口与所述换热盘管的连接处设置有一个第一三通，所述第一三通余下的接口与市政供水管连接并连通，且在其连接处设置有一个用以防止冷却水回流到市政供水管的止逆阀；

所述冷却水制备装置和第一水泵分别与所述控制装置电连接。

上述技术方案的有益效果在于：利用冷却水制备装置自身循环制备冷却水，采用水泵提供冷却水的循环动力。

上述技术方案中所述搅拌装置包括竖直设置在所述罐体内的转轴，所述转轴上同轴设置有多组搅拌桨，多组搅拌桨，所述转轴上端延伸至所述罐体外并与罐体上端转动连接，所述罐体上端位于所述转轴对应的位置设置有驱动装置，所述驱动装置与所述转轴传动连接，所述驱动装置与所述控制装置电连接。

上述技术方案的有益效果在于：对罐体内的物料进行搅拌，使得反应底物与酶进行充分的接触，提高反应效率。

本实用新型的目的之二在于提供一种酶法制备塔格糖的生产装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种酶解法制备塔格糖的生产装置，包括由上述反应罐组成的酶解罐、异构化反应罐、解析罐、多个离心机、分离纯化装置和喷雾干燥装置；

所述酶解罐的出料口与异构化反应罐的入料口通过第一管道连接并连通；所述第一管道上设置有第二水泵，所述第二水泵用以将酶解罐(51)内的物料输送至异构化反应罐，且所述酶解罐的出料口与管道连接处设置有第一阀门；

所述离心机包括入料口、上清液出口和沉淀物出口，所述离心机包括第一离心机和第二离心机；

所述异构化反应罐的出料口与所述第一离心机的入料口连接，所述第一离心机的上清液出口与解析罐的入料口通过第二管道连接并连通，所述第二管道上设置有第三水泵，用以将第一离心机的上清液输送至解析罐内，所述异构化反应罐的出料口与所述第一离心机的入料口连接处设置有第二阀门，所述第一离心机的沉淀物出口处设置有第一回收桶，用以回收未反应完全的异构化试剂；

所述解析罐的出料口与第二离心机的入料口连接并连通，所述第二离心机的上清液出口与分离纯化装置的入料口通过第四管道连接并连通，所述第四管道上设置有第四水泵，用以将解析罐内的物料泵入到分离纯化装置内；所述分离纯化装置的出料口与喷雾干燥装置的入料口通过第五管道连接并连通，所述解析罐的出料口与第二离心机的入料口连接处设置有第四阀门；

所述第二离心机的沉淀物出口处设置有回收桶，用以回收沉淀物。

上述技术方案的有益效果在于：酶解罐用以酶与底物进行反应，反应完全后将反应物泵入到异构化反应罐，在异构化反应罐中通过加入异构化试剂使其进行异构化反应，再利用第一离心机离心得到的上清液为塔格糖与异构化试剂的结合体，下部沉淀物为未反应完全的异构化试剂和杂质，将塔格糖结合体泵入到解析罐内，加入磷酸溶液调PH至3.5-7.5，在此条件下，塔格糖完全被解析出来了，在第二离心机的作用下，将含有塔格糖的上清液泵入到分离纯化装置中进行纯化，纯化后的塔格糖采用喷雾干燥装置进行喷雾干燥得到塔格糖粉末。

上述技术方案中所述异构化反应罐和解析罐的上端分别设置有一个加料口，所述加料口用以向对应罐体内加入反应添加物。

上述技术方案的有益效果在于：由于异构化反应罐和解析罐分别需要加入异构化试剂和磷酸，故设置加料口便于进行加料。

上述技术方案中还包括一个pH计，所述pH计感应端设置在所述解析罐内，用以测定其内部物料的pH。

上述技术方案的有益效果在于：便于实时控制解析罐内的pH值。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述反应罐的结构简图；

图2为本实用新型实施例所述反应罐的控制模块连接图；

图3为本实用新型实施例所述酶解法制备塔格糖的生产装置。

图中：1罐体，11物料入口，12物料出口、2搅拌装置，21转轴，22搅拌桨，23驱动装置，3温控装置，31冷却装置，311换热盘管，312冷却水制备装置，313第一水泵，314第一三通，315止逆阀，32加热装置，4控制装置，51酶解罐，511第一阀门，512第一管道，513第二水泵，52异构化反应罐，521第二阀门，522第二管道，523第三水泵，524第一回收桶，53解析罐，531第四阀门，532第四管道，533第四水泵，534第二回收桶，54分离纯化装置，541第五管道，55喷雾干燥装置,56第一离心机，57第二离心机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种反应罐，包括竖直设置且密闭的罐体1和控制装置4；

所述罐体1内部具有反应腔，所述罐体1上端设置有物料入口11，下端设置有物料出口12，所述反应腔内用以储存物料并进行反应；

所述罐体1内还设置有用以搅拌物料的搅拌装置2和用以对物料加热和降温的温控装置3；

所述控制装置4分别与所述搅拌装置2和温控装置3电连接，用以分别控制搅拌装置2的搅动速率和温控装置3的加热温度或降温温度。

如图1和图2所示，上述实施例中所述温控装置3包括加热装置32、冷却装置31和温度感应装置33，所述加热装置32、冷却装置31和温度感应装置33分别与所述控制装置4电连接；

所述温度感应装置33设置于罐体1内壁，用以感应罐体1内物料的温度，并将感应到的信息输送至所述控制装置4并由控制装置4控制加热装置32或冷却装置31的工作功率。

所述加热装置32为多组电加热管，多组所述电加热管均与所述控制装置4电连接。

上述实施例中所述罐体1为夹层结构，包括内层罐体和外层罐体，所述内层罐体和外层罐体之间具有间隙，并填充有加热介质，多组所述电加热管分别均匀的设置在所述间隙内，用以对加热介质进行加热。

其中电加热管为直杆形的加热棒时则竖直且间隔均匀的分布于所述间隙内，若为环形的加热圈，则上下间隔均匀的环设在所述所述间隙内。

上述实施例中所述冷却装置31包括设置在所述间隙内的换热盘管311和冷却水制备装置312，所述换热盘管311的两端均穿出所述外层罐体，且其一端与冷却水制备装置312的出水口连接并连通，并在连接处设置有第一水泵313，所述第一水泵313用以将冷却水制备装置312所制备的冷却水输送至换热盘管311内，所述换热盘管311的另一端与冷却水制备装置312的入水口连接并连通；

所述冷却水制备装置312的入水口与所述换热盘管311的连接处设置有一个第一三通314，所述第一三通314余下的接口与市政供水管连接并连通，且在其连接处设置有一个用以防止冷却水回流到市政供水管的止逆阀315；

所述冷却水制备装置312和第一水泵313分别与所述控制装置4电连接。

所述搅拌装置2包括竖直设置在所述罐体内的转轴21，所述转轴21上同轴设置有多组搅拌桨22，所述转轴21上端延伸至所述罐体1外并与罐体1上端转动连接，所述罐体1上端位于所述转轴21对应的位置设置有驱动装置23，所述驱动装置23与所述转轴21传动连接，所述驱动装置23与所述控制装置4电连接。

实施例2

本实施例提供了一种酶解法制备塔格糖的生产装置，包括如实施例1所述反应罐组成的酶解罐51、异构化反应罐52、解析罐53、多个离心机、分离纯化装置54和喷雾干燥装置55；

所述酶解罐51的出料口与异构化反应罐52的入料口通过第一管道512连接并连通；所述第一管道512上设置有第二水泵513，所述第二水泵513用以将酶解罐51内的物料输送至异构化反应罐52，且所述酶解罐51的出料口与管道连接处设置有第一阀门511；

所述离心机包括入料口、上清液出口和沉淀物出口，所述离心机包括第一离心机56和第二离心机57；

所述异构化反应罐52的出料口与所述第一离心机56的入料口连接，所述第一离心机56的上清液出口与解析罐53的入料口通过第二管道522连接并连通，所述第二管道522上设置有第三水泵523，用以将第一离心机56的上清液输送至解析罐53内，所述异构化反应罐52的出料口与所述第一离心机56的入料口连接处设置有第二阀门521，所述第一离心机56的沉淀物出口处设置有第一回收桶524，所述第一回收通524用以回收未反应完全的异构化试剂，所述异构化试剂为氢氧化钙；

所述解析罐53的出料口与第二离心机57的入料口连接并连通，所述第二离心机57的上清液出口与分离纯化装置54的入料口通过第四管道532连接并连通，所述第四管道532上设置有第四水泵533，用以将解析罐53内的物料泵入到分离纯化装置54内；所述分离纯化装置54的出料口与喷雾干燥装置55的入料口通过第五管道541连接并连通，所述解析罐53的出料口与第二离心机57的入料口连接处设置有第四阀门531；

所述第二离心机57的沉淀物出口处设置有回收桶534，用以回收沉淀物。

本实施例所述塔格糖生产装置的工艺流程是往酶解罐内加入乳糖溶液和β-半乳糖苷酶在温度37℃的温度下进行反应24h，并控制搅拌装置的转速为30-200r/min，反应完成后将物料泵入到异构化反应罐，并在异构化反应罐中加入一定比例的异构化试剂反应时间为1-12h，温度时16-27摄氏度之间，搅拌速度为30-200r/min，然后将异构化反应罐内的物料经过第一离心机进行离心，其中上清液泵入到解析罐内，沉淀物回收套用，其中第二水泵泵酶解液时，开启第一阀门；上清液在解析罐内并往解析罐内加入磷酸溶液，控制解析罐内的pH为3.5-7.5，控制解析罐内的转速为30-200r/min，解析后经过第二离心机，上清液进入到分离纯化装置中进行纯化，沉淀物为磷酸盐的沉淀物，将分离纯化的溶液经喷雾干燥进行干燥得到塔格糖粉末。

上述实施例中所述异构化反应罐52和解析罐53的上端分别设置有一个加料口，所述加料口用以向对应罐体内加入反应添加物。

上述实施例中还包括一个pH计，所述pH计感应端设置在所述解析罐53内，用以测定其内部物料的pH。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反应罐，其特征在于，包括竖直设置且密闭的罐体(1)和控制装置(4)；

所述罐体(1)内部具有反应腔，所述罐体(1)上端设置有物料入口(11)，下端设置有物料出口(12)；

所述罐体(1)内还设置有用以搅拌物料的搅拌装置(2)和用以对物料加热和降温的温控装置(3)；

所述控制装置(4)分别与所述搅拌装置(2)和温控装置(3)电连接，用以分别控制搅拌装置(2)的搅动速率和温控装置(3)的加热温度或降温温度。

2.根据权利要求1所述的反应罐，其特征在于，所述温控装置(3)包括加热装置(32)、冷却装置(31)和温度感应装置(33)，所述加热装置(32)、冷却装置(31)和温度感应装置(33)分别与所述控制装置(4)电连接；

所述温度感应装置(33)设置于罐体(1)内壁，用以感应罐体(1)内物料的温度，并将感应到的信息输送至所述控制装置(4)并由控制装置(4)控制加热装置(32)或冷却装置(31)的工作功率。

3.根据权利要求2所述的反应罐，其特征在于，所述加热装置(32)为多组电加热管，多组所述电加热管分别与所述控制装置(4)电连接。

4.根据权利要求3所述的反应罐，其特征在于，所述罐体(1)为夹层结构，包括内层罐体和外层罐体，所述内层罐体和外层罐体之间具有间隙，并填充有加热介质，多组所述电加热管分别设置在所述间隙内，用以对加热介质进行加热。

5.根据权利要求4所述的反应罐，其特征在于，多组所述电加热管分别均匀设在所述间隙内。

6.根据权利要求5所述的反应罐，其特征在于，所述冷却装置(31)包括设置在所述间隙内的换热盘管(311)和冷却水制备装置(312)，所述换热盘管(311)的两端均穿出所述外层罐体，且其一端与冷却水制备装置(312)的出水口连接并连通，并在连接处设置有第一水泵(313)，所述第一水泵(313)用以将冷却水制备装置(312)制备的冷却水输送至换热盘管(311)内，所述换热盘管(311)的另一端与冷却水制备装置(312)的入水口连接并连通；

所述冷却水制备装置(312)的入水口与所述换热盘管(311)的连接处设置有一个第一三通(314)，所述第一三通(314)余下的接口与市政供水管连接并连通，且在其连接处设置有一个用以防止冷却水回流到市政供水管的止逆阀(315)；

所述冷却水制备装置(312)和第一水泵(313)分别与所述控制装置(4)电连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的反应罐，其特征在于，所述搅拌装置(2)包括竖直设置在所述罐体内的转轴(21)，所述转轴(21)上同轴设置有多组搅拌桨(22)，所述转轴(21)上端延伸至所述罐体(1)外并与罐体(1)上端转动连接，所述罐体(1)上端位于所述转轴(21)对应的位置设置有驱动装置(23)，所述驱动装置(23)与所述转轴(21)传动连接，所述驱动装置(23)与所述控制装置(4)电连接。

8.一种酶解法制备塔格糖的生产装置，其特征在于，包括由权利要求1-7中任一项所述反应罐组成的酶解罐(51)、异构化反应罐(52)、解析罐(53)、多个离心机、分离纯化装置(54)和喷雾干燥装置(55)；

所述酶解罐(51)的出料口与异构化反应罐(52)的入料口通过第一管道(512)连接并连通；所述第一管道(512)上设置有第二水泵(513)，所述第二水泵(513)用以将酶解罐(51)内的物料输送至异构化反应罐(52)，且所述酶解罐(51)的出料口与管道连接处设置有第一阀门(511)；

所述离心机包括入料口、上清液出口和沉淀物出口，所述离心机包括第一离心机(56)和第二离心机(57)；

所述异构化反应罐(52)的出料口与所述第一离心机(56)的入料口连接，所述第一离心机(56)的上清液出口解析罐(53)的入料口通过第二管道(522)连接并连通，所述第二管道(522)上设置有第三水泵(523)，用以将第一离心机(56)的上清液输送至解析罐(53)内，所述异构化反应罐(52)的出料口与所述第一离心机(56)的入料口连接处设置有第二阀门(521)，所述第一离心机(56)的沉淀物出口处设置有第一回收桶(524)，用以回收为未反应完全的异构化试剂；

所述解析罐(53)的出料口与第二离心机(57)的入料口连接并连通，所述第二离心机(57)的上清液出口与分离纯化装置(54)的入料口通过第四管道(532)连接并连通，所述第四管道(532)上设置有第四水泵(533)，用以将解析罐(53)内的物料泵入到分离纯化装置(54)内；所述分离纯化装置(54)的出料口与喷雾干燥装置(55)的入料口通过第五管道(541)连接并连通，所述解析罐(53)的出料口与第二离心机(57)的入料口连接处设置有第四阀门(531)；

所述第二离心机(57)的沉淀物出口处设置有第二回收桶(534)，用以回收沉淀物。

9.根据权利要求8所述的酶解法制备塔格糖的生产装置，其特征在于，所述异构化反应罐(52)和解析罐(53)的上端分别设置有一个加料口，所述加料口用以向对应罐体内加入反应添加物。

10.根据权利要求8或9所述的酶解法制备塔格糖的生产装置，其特征在于，还包括一个pH计，所述pH计感应端设置在所述解析罐(53)内，用以测定其内部物料的pH。