CN208308840U - 一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统 - Google Patents
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Abstract
一种酶法生产α‑熊果苷的工艺系统，包括发酵罐、循环反应柱和连续浓缩结晶装置；所述发酵罐、循环反应柱和连续浓缩结晶装置依次连接，发酵罐与循环反应柱之间设有三个管道，三个管道分别为第一管道、第二管道和第三管道；所述循环反应柱上下端分别设有精密过滤网，第二管道上连接有物料循环泵，且第二管道连接循环反应柱底部的精密过滤网；与现有技术相比，通过发酵罐与循环反应柱之间的循环连接，使得发酵产生的酶化产物得到充分循环，同时在连续浓缩结晶装置的作用下，使得原料得到多次循环浓缩，从而提高了原料的使用率，使得单位原料能产生更多的产品，有效降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型属于化学生产技术领域，尤其是涉及一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统。
背景技术
α-熊果苷，英文名称α-Arbutin，化学名称为对羟基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷p-Hydroxyphenyl-α-D-glucopyranoside，Cas：84380-01-8；分子量：272.25；熔点：203～207±1℃。最早发现于熊果叶中。
自上世纪80年代，研究发现α-熊果苷作为酪氨酸酶的竞争抑制剂，能抑制黑素形成过程中关键酶酪氨酸酶的活性，因此有美白的效果。日本资生堂公司首先将α-熊果苷应用于美白化妆品中，目前国内外也有多家厂商将α-熊果苷添加于美白类化妆品中，需求量越来越大，因而其合成和纯化技术也日益受到人们的关注。目前，酶合成法和生物转化法符合环保要求，对于合成α-熊果苷独具优势，引起了许多研究者的兴趣，今后会有更多新的成果用于实际生产。2001年，日本江琦糖业公司利用微生物酶催化糖转移反应，能大批量生产α-熊果苷。2005年，刘春巧等利用嗜麦芽黄单胞菌BT－112进行发酵，并向发酵液中加入蔗糖和氢醌，产物α-熊果苷的产率可达91.2%。但是该法也存在一些问题，如在反应中微生物细胞对氢醌的耐受性不高，反应时间也较长。其包含的成分除了反应不彻底的底物蔗糖和对苯二酚外，还含有各种蔗糖的酶促转化产物如异麦芽酮糖、葡萄糖、果糖等，这给α-熊果苷纯化分离带来不小难度。
实用新型内容
本实用新型是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种制作简单，高效环保，生产效率高的酶法生产α-熊果苷的工艺系统。
为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，包括发酵罐、循环反应柱和连续浓缩结晶装置；所述发酵罐、循环反应柱和连续浓缩结晶装置依次连接，发酵罐与循环反应柱之间设有三个管道，三个管道分别为第一管道、第二管道和第三管道；所述循环反应柱上下端分别设有精密过滤网，第二管道上连接有物料循环泵，且第二管道连接循环反应柱底部的精密过滤网。
作为本实用新型的一种优选方案，所述循环反应柱与连续浓缩结晶装置之间设有纳滤膜和第一过滤器，纳滤膜与第一过滤器相连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述纳滤膜与循环反应柱连接，第一过滤器与连续浓缩结晶装置连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述纳滤膜还与发酵罐相连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述连续浓缩结晶装置与纳滤膜相连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述连续浓缩结晶装置包括浓缩罐和物料泵，浓缩罐与物料泵相连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述物料泵上连有离心机。
作为本实用新型的一种优选方案，所述离心机连有母液桶和第二过滤器，母液桶与第二过滤器连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述第二过滤器与物料泵连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述循环反应柱连有氮气发生器。
本实用新型的有益效果是：通过发酵罐与循环反应柱之间的循环连接，使得酶催化产生的转化产物得到充分循环，同时在连续浓缩结晶装置的作用下，使得原料得到多次循环浓缩，从而提高了原料的使用率，使得单位原料能产生更多的产品，降低了生产成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是循环反应柱的结构示意图；
图中附图标记：发酵罐1，循环反应柱2，纳滤膜3，第一过滤器4，连续浓缩结晶装置5，离心机6，母液桶7，第二过滤器8，干燥器9，氮气发生器10，第一管道1-1，第二导管1-2，第三关到1-3，物料循环泵1-4，精密过滤网2-1。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。
如图1-2所示，一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，包括发酵罐1、循环反应柱2和连续浓缩结晶装置5；发酵罐1、循环反应柱2和连续浓缩结晶装置5依次连接，发酵罐1与循环反应柱2之间设有三个管道，三个管道分别为第一管道1-1、第二管道1-2和第三管道1-3；循环反应柱2上下端分别设有精密过滤网2-1，第二管道1-2上连接有物料循环泵1-4，且第二管道1-2连接循环反应柱2底部的精密过滤网2-1。
第一管道1-1与第二管道1-2为发酵罐1通向循环反应柱2，第三管道1-3为循环反应柱2通向发酵罐1，利用在发酵罐1发酵获得产酶细胞后，直接在发酵罐1内加入固定化酶原料进行全细胞固定化获得固定化细胞，固定化结束后，通过第一管道1-1将固定化细胞导入循环反应柱2内，循环反应柱2的上下面都由精密过滤网2-1封住，在精密过滤网2-1的作用下，固定化细胞被截留在循环反应柱2内，加入适量的水将固定化酶清洗干净。
在发酵罐1内投入水已经反应底物，投料完毕后，开启物料循环泵1-4，通过第二管道1-2将原料导入循环反应柱2的底部，再通过第三管道1-3回到发酵罐1中，如此方式不断循环，反应同时，向循环反应柱2底部通入少量氮气，氮气由氮气发生器10提供，氮气发生器10与循环反应柱2的底部连接，氮气用于保护发酵罐1和循环反应柱2中的底物不会氧化和褐变，还能促进固定化细胞均匀有效的分散，使底物能够充分反应。
循环反应柱2与连续浓缩结晶装置5之间设有纳滤膜3和第一过滤器4，纳滤膜3与第一过滤器4相连接，纳滤膜3与循环反应柱2连接，第一过滤器4与连续浓缩结晶装置5连接，纳滤膜3还与发酵罐1相连接。
循环反应柱2中产生的清液转移至纳滤膜3中，固定化细胞酶被截留在循环反应柱2内，继续下一批次的生产，纳滤膜3和第一过滤器4均用于对循环反应柱2产生的清液进行过滤，纳滤膜3用于截留反应液中残留的蔗糖，可以回收并用于给下一批次反应，从而减少原料的浪费，α-熊果苷可以透过纳滤膜3，再经过纳滤膜3之后的清液注入第一过滤器4中，在第一过滤器4的作用下对清液进行进一步除杂。
连续浓缩结晶装置5包括浓缩罐5-1和物料泵5-2，浓缩罐5-1与物料泵5-2相连接，清液经过精密过滤器后，进入连续浓缩结晶装置中，物料温度控制在45-65℃，真空度控制在-0.085Mpa以下，蒸汽压力控制在0.05-1.5Mpa，当浓缩罐5-1内出现大量晶体时，通过物料泵5-2将带有大量晶体的料液转移至离心机6离心甩虑，并用少量75%的乙醇淋洗。
连续浓缩结晶装置5与纳滤膜3相连接，连续浓缩结晶装置5结晶产生的蒸馏水可用于清洗纳滤膜3，从而使得水资源得到合理利用。
物料泵5-2上连有离心机6，离心机6连有母液桶7和第二过滤器8，母液桶7与第二过滤器8连接，第二过滤器8与物料泵5-2连接，离心的母液经过第二过滤器8的过滤，继续回到连续浓缩结晶装置内进一步浓缩，至到体积较时结束浓缩，该步可提高物料的使用率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：发酵罐1，循环反应柱2，纳滤膜3，第一过滤器4，连续浓缩结晶装置5，离心机6，母液桶7，第二过滤器8，干燥器9，氮气发生器10，第一管道1-1，第二导管1-2，第三关到1-3，物料循环泵1-4，精密过滤网2-1等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (10)
1.一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，包括发酵罐（1）、循环反应柱（2）和连续浓缩结晶装置（5）；所述发酵罐（1）、循环反应柱（2）和连续浓缩结晶装置（5）依次连接，发酵罐（1）与循环反应柱（2）之间设有三个管道，三个管道分别为第一管道（1-1）、第二管道（1-2）和第三管道（1-3）；所述循环反应柱（2）上下端分别设有精密过滤网（2-1），第二管道（1-2）上连接有物料循环泵（1-4），且第二管道（1-2）连接循环反应柱（2）底部的精密过滤网（2-1）。
2.根据权利要求1所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述循环反应柱（2）与连续浓缩结晶装置（5）之间设有纳滤膜（3）和第一过滤器（4），纳滤膜（3）与第一过滤器（4）相连接。
3.根据权利要求2所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述纳滤膜（3）与循环反应柱（2）连接，第一过滤器（4）与连续浓缩结晶装置（5）连接。
4.根据权利要求3所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述纳滤膜（3）还与发酵罐（1）相连接。
5.根据权利要求3所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述连续浓缩结晶装置（5）与纳滤膜（3）相连接。
6.根据权利要求5所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述连续浓缩结晶装置（5）包括浓缩罐（5-1）和物料泵（5-2），浓缩罐（5-1）与物料泵（5-2）相连接。
7.根据权利要求6所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述物料泵（5-2）上连有离心机（6）。
8.根据权利要求7所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述离心机（6）连有母液桶（7）和第二过滤器（8），母液桶（7）与第二过滤器（8）连接。
9.根据权利要求8所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述第二过滤器（8）与物料泵（5-2）连接。
10.根据权利要求1所述的一种酶法生产α-熊果苷的工艺系统，其特征在于，所述循环反应柱（2）连有氮气发生器（10）。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111394411A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 南京安佰思生物科技有限公司 | 一种酶转化法制备α-熊果苷的工艺方法 |
| CN114058660A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-02-18 | 安徽华恒生物科技股份有限公司 | 一种α-熊果苷的固定化酶转化合成方法及应用 |
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2018
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| CN114058660B (zh) * | 2021-10-15 | 2023-06-27 | 安徽华恒生物科技股份有限公司 | 一种α-熊果苷的固定化酶转化合成方法及应用 |
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