CN216155870U - 一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，包括粉碎机构、酶解机构、萃取机构、温控机构、离心机构和控制机构；粉碎机构的出料口安装有与酶解机构连接的出料管道，出料管道上设置有可产生漩涡水流布置的喷射水孔，所述喷射水孔通过喷射管道与水箱连通；酶解机构的滤液口与萃取机构连接，萃取机构的反胶束溶液入口与反胶束配液容器连接，萃取机构的抽液管道与离心机构连接。本发明可以将秋葵果实经过粉碎机构粉碎，经过酶解机构酶解蛋白质形成秋葵浆液，秋葵浆液在萃取机构内与配制反胶束溶液、有机溶剂作用可提取秋葵浆液中的蛋白质，再通过离心机构进行分离，对秋葵果实中植物蛋白进行提取蛋白不易变性，提取率高。
Description
技术领域
本发明涉及蛋白质提取技术领域，具体地说，涉及一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置。
背景技术
蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。植物蛋白是蛋白质的一种，来源是从植物里提取的，营养与动物蛋白相仿，但更易于消化。秋葵含有蛋白质、脂肪、碳水化合物及丰富的维他命A 和B群、钙、磷、铁等，以及含有锌和硒等微量元素，对增强人体免疫力有一定帮助。而反胶束萃取技术具备萃取速度快、成本较低、条件要求不高以及不会引起活性物质失去活性等优越性，越来越受到重视，已经广泛应用于蛋白质、酶等生物活性大分子的分离提纯。目前，尚未有一种秋葵果实反胶束蛋白质萃取装置和方法，因此，有必要研发一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置及方法来填补市场空缺。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，所述装置包括粉碎机构、酶解机构、萃取机构、温控机构、离心机构和控制机构；其中，粉碎机构的顶部设置有进料口，粉碎机构的底部设置有出料口，出料口处安装有与酶解机构连接的出料管道，出料管道上设置有可产生漩涡水流布置的喷射水孔，所述喷射水孔通过喷射管道与水箱连通；酶解机构的底部一侧设置有滤液口，滤液口与萃取机构连接，酶解机构的底部另一侧设置有滤渣口，滤渣口与废料箱连接，酶解机构的侧壁上设置有酶解液入口，酶解液入口与酶解液容器连接；萃取机构内上方为液相腔，萃取机构内下方为水相腔，萃取机构的一侧壁上设置有反胶束溶液入口，反胶束溶液入口与反胶束配液容器连接，反胶束配液容器与多个配料容器连接，萃取机构的另一侧壁上位于水相腔处的设置有抽液管道，抽液管道与离心机构连接，萃取机构位于液相腔处的侧壁上设置有排液管道，排液管道与废液箱连接；酶解机构和萃取机构与温控机构连接，温控机构与控制机构连接。
通过上述技术方案，秋葵果实经过粉碎机构粉碎进入酶解机构，并通过喷射漩涡水流一方面清洗残留在出料管道上的秋葵果实避免浪费和堵塞出料管道，另一方面相当于为酶解机构内的酶解萃取提供水，经过酶解机构酶解蛋白质形成秋葵浆液，秋葵浆液由滤液口进入萃取机构，秋葵残渣排出至废料箱，秋葵浆液在萃取机构内与配制反胶束溶液作用可提取秋葵浆液中的蛋白质，再通过离心机构进行分离，是一种适用于用反胶束萃取法对秋葵果实中植物蛋白进行提取的装置。
作为对本发明所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置的进一步说明，优选地，进料口处安装有输送机构，输送机构与控制机构连接。
通过上述技术方案，输送机构可以运输洗净后的秋葵果实由进料口投入至粉碎机构内。
作为对本发明所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置的进一步说明，优选地，粉碎机构内设置有可上下移动的挤压机构，挤压机构内套设有可上下移动的破碎机构，破碎机构限位在挤压机构的底面上，挤压机构和破碎机构与驱动电机组连接，驱动电机组与控制机构连接。
通过上述技术方案，挤压机构可设置为用于挤压秋葵果实的挤压板和带动挤压板上下移动的外杆体，破碎机构用于将秋葵果实进行粉碎，破碎机构可设置为粉碎秋葵果实的破碎刀片和带动破碎刀片上下移动的内杆体，破碎机构限位在挤压机构的底面上，即破碎刀片限位在挤压板上的底面上，此时构成一个挤压平面由外杆体的上下移动，使挤压平面挤压秋葵果实，在需要粉碎秋葵果实时，挤压板上升至秋葵果实上方一定高度，再破碎刀片下降高速旋转实现粉碎秋葵果实的目的，同时挤压板起到阻挡秋葵果实飞溅的作用，挤压和粉碎的动作可以交替进行来保证秋葵果实的粉碎效果。
作为对本发明所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置的进一步说明，优选地，出料口与出料管道之间设置有第一电动箱门，滤液口与萃取机构之间设置有第二电动箱门，第一电动箱门和第二电动箱门与控制机构连接。
通过上述技术方案，在酶解萃取完成后由控制机构控制第二电动箱门打开，使得酶解后的秋葵浆液由滤液口进入萃取机构内。在秋葵果实粉碎完成后由控制机构控制第一电动箱门打开，使得粉碎的秋葵果实由出料管道进入酶解机构内。
作为对本发明所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置的进一步说明，优选地，酶解机构为可控温超声槽，所述可控温超声槽与控制机构连接。
作为对本发明所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置的进一步说明，优选地，酶解液入口处设置有酶解液泵；每一配料容器与反胶束配液容器之间设置有配液泵；反胶束溶液入口处设置有反胶束液泵；酶解液泵、每一配液泵和反胶束液泵与控制机构连接。
为了实现本发明的另一目的，本发明还提供了一种利用所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置进行蛋白质提取的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1)：将秋葵果实送入粉碎机构进行粉碎，粉碎后的秋葵果实经出料管道进入酶解机构；
步骤2)：在酶解液容器内加入碱性蛋白酶，并在粉碎后的秋葵果实进入酶解机构后，向酶解机构内加入碱性蛋白酶进行酶解，所述碱性蛋白酶添加量为混合液质量的3％，酶解温度为60℃，酶解时间为2h，酶解pH为9，酶解后的秋葵浆液通过滤渣口进入萃取机构，酶解后的秋葵残渣通过滤渣口进入废料箱；
步骤3)：在多个配料容器内分别加入丁二酸二异辛酯磺酸钠、异辛烷、KCl、NaCl-磷酸盐缓冲溶液；在反胶束配液容器内配置反胶束溶液，所述反胶束溶液中丁二酸二异辛酯磺酸钠的添加量为 80g/L～120g/L，KCl的浓度为0.08mol/L～0.15mol/L，pH为6.0～8.0，水与丁二酸二异辛酯磺酸钠的摩尔比W0为15～21；
步骤4)：向萃取机构内加入所述反胶束溶液进行超声辅助反胶束萃秋葵浆液，萃取温度为50-70℃，萃取时间为0.5-2.5h；
步骤5)：向萃取机构内加入与反胶束溶液等体积的NaCl-磷酸盐缓冲溶液，其中，NaCl浓度为0.5mol/L～1.5mol/L，pH6.0～9.0，反萃取温度为20℃～35℃，反萃取时间为50-80min；
步骤6)：反萃取结束后将水相液体通过抽液管道抽吸到离心机构以2500-3800r/min离心5-15min，进行蛋白质分离。
本发明的有益效果如下：本发明可以将秋葵果实经过粉碎机构粉碎进入酶解机构，并通过喷射漩涡水流一方面清洗残留在出料管道上的秋葵果实避免浪费和堵塞出料管道，另一方面相当于为酶解机构内的酶解萃取提供水，经过酶解机构酶解蛋白质形成秋葵浆液，秋葵浆液由滤液口进入萃取机构，秋葵残渣排出至废料箱，秋葵浆液在萃取机构内与配制反胶束溶液作用可提取秋葵浆液中的蛋白质，再通过离心机构进行分离，是一种适用于用反胶束萃取法对秋葵果实中植物蛋白进行提取的装置。
本发明的利用束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的方法，分离出来的蛋白质处在反胶束体系的内水环境中，条件温和，蛋白不易变性，能够保持较长活性和较高的稳定性，提取率高，该方法工艺简单。
附图说明
图1是本发明的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置的结构示意图。
图2是本发明的粉碎机构处于工作状态的结构示意图。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
如图1所示，一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，所述装置包括粉碎机构1、酶解机构2、萃取机构3、温控机构4、离心机构5和控制机构6；其中，粉碎机构1的顶部设置有进料口11，粉碎机构1的底部设置有出料口12，出料口12处安装有与酶解机构2 连接的出料管道13，出料管道13上设置有可产生漩涡水流布置的喷射水孔，所述喷射水孔通过喷射管道与水箱14连通；酶解机构2的底部一侧设置有滤液口21，滤液口21与萃取机构3连接，酶解机构 2的底部另一侧设置有滤渣口22，滤渣口22与废料箱23连接，酶解机构2的侧壁上设置有酶解液入口24，酶解液入口24与酶解液容器 25连接；萃取机构3内上方为液相腔32，萃取机构3内下方为水相腔33，萃取机构3的一侧壁上设置有反胶束溶液入口34，反胶束溶液入口34与反胶束配液容器35连接，反胶束配液容器35与多个配料容器36连接，萃取机构3的另一侧壁上位于水相腔33处的设置有抽液管道37，抽液管道37与离心机构5连接，萃取机构3位于液相腔32处的侧壁上设置有排液管道38，排液管道38与废液箱39连接；酶解机构2和萃取机构3与温控机构4连接，温控机构4与控制机构 6连接，由控制机构6控制温控机构4对萃取机构3和酶解机构2的温度调节。
进料口11处安装有输送机构15，输送机构15与控制机构6连接。输送机构15用于运输洗净后的秋葵果实由进料口11投入至粉碎机构1内，输送机构15可设置为传送皮带，传送皮带上安装有计量重量或数量的结构，控制机构6可按照重量或数量控制输送机构15 每一次运送至进料口11的秋葵果实。在输送机构15可增加清洗机构清洗秋葵果实。
粉碎机构1内设置有可上下移动的挤压机构16，挤压机构16内套设有可上下移动的破碎机构17，破碎机构17限位在挤压机构16 的底面上，挤压机构16和破碎机构17与驱动电机组18连接，驱动电机组18与控制机构6连接。如图1和图2所示，挤压机构16可设置为用于挤压秋葵果实的挤压板和带动挤压板上下移动的外杆体，破碎机构17用于将秋葵果实进行粉碎，破碎机构17可设置为粉碎秋葵果实的破碎刀片和带动破碎刀片上下移动的内杆体，破碎机构17限位在挤压机构16的底面上，即破碎刀片限位在挤压板上的底面上，此时构成一个挤压平面由外杆体的上下移动，使挤压平面挤压秋葵果实，在需要粉碎秋葵果实时，挤压板上升至秋葵果实上方一定高度，再破碎刀片下降高速旋转实现粉碎秋葵果实的目的，同时挤压板起到阻挡秋葵果实飞溅的作用，挤压和粉碎的动作可以交替进行来保证秋葵果实的粉碎效果。
出料口12与出料管道13之间设置有第一电动箱门19，第一电动箱门19与控制机构6连接。在秋葵果实粉碎完成后由控制机构6 控制第一电动箱门19打开，使得粉碎的秋葵果实由出料管道13进入酶解机构2内，粉碎机构1包括便于将粉碎的秋葵果实送入出料管道13的结构(图中未显示)，出料管道13上设置有可产生漩涡水流布置的喷射水孔，所述喷射水孔通过喷射管道与水箱14连通，通过喷射漩涡水流一方面清洗残留在出料管道13上的秋葵果实，另一方面相当于为酶解机构2内的酶解萃取提供水，水箱14、喷射管道、喷射水孔的结构关系类似于马桶冲水的结构，图中未显示的控制水量的阀门由控制机构6控制。
酶解机构2为可控温超声槽，所述可控温超声槽与控制机构6连接。由温控机构4对酶解机构2进行温度调节，由控制机构6控制可控温超声槽的超声时间和超声功率。进一步地，酶解液入口24处设置有酶解液泵27，酶解液泵27与控制机构6连接。在酶解萃取前，由控制机构6控制酶解液泵27泵入酶解机构2内的酶解液的用量，酶解液容器25内的酶解液根据需要认为更换。进一步地，滤液口21 与萃取机构3之间设置有第二电动箱门26，第二电动箱门26与控制机构6连接。在酶解萃取完成后由控制机构6控制第二电动箱门26 打开，使得酶解后的秋葵浆液由滤液口21进入萃取机构3内。滤液口21处设置有可过滤秋葵浆液滤网，酶解机构2的底部另一侧设置的滤渣口22，滤渣口22处设置吸渣泵，由控制机构6控制吸渣泵将秋葵残渣抽吸到废料箱23内。
每一配料容器36与反胶束配液容器35之间设置有配液泵310，反胶束溶液入口34处设置有反胶束液泵311，每一配液泵310和反胶束液泵311与控制机构6连接。每一配料容器36中人为加入需要配液，配液泵310由控制机构6控制每一种配液的量，在反胶束配液容器35中配制好反胶束溶液后，由控制机构6控制反胶束液泵311 在萃取机构3内具有秋葵浆液时泵入反胶束溶液以及泵入量，萃取机构3上还安装有pH传感器和压力传感器。
图1和图2中未显示的粉碎机构1、酶解机构2、萃取机构3、温控机构4、离心机构5的其他结构可根据现实需要参照现有技术中的结构适应性增加或减少。
实施例1：
一种利用:所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置进行蛋白质提取的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1)：将秋葵果实送入粉碎机构1进行粉碎，粉碎后的秋葵果实经出料管道13进入酶解机构2。
步骤2：在酶解液容器25内加入碱性蛋白酶，并在粉碎后的秋葵果实进入酶解机构2后，向酶解机构2内加入碱性蛋白酶进行酶解，所述碱性蛋白酶添加量为混合液质量的3％，酶解温度为60℃，酶解时间为2h，酶解pH为9，酶解后的秋葵浆液通过滤渣口22进入萃取机构3，酶解后的秋葵残渣通过滤渣口22进入废料箱23。酶解机构2在酶解时设置超声功率600W，超声工作时间2s，间歇时间1s。
步骤3：在多个配料容器36内分别加入丁二酸二异辛酯磺酸钠、异辛烷、KCl、NaCl-磷酸盐缓冲溶液；在反胶束配液容器35内配置反胶束溶液，所述反胶束溶液中丁二酸二异辛酯磺酸钠的添加量为 80g/L，KCl的浓度为0.08mol/L，pH为6.0，水与丁二酸二异辛酯磺酸钠的摩尔比W0为15。
步骤4：向萃取机构3内加入所述反胶束溶液进行超声辅助反胶束萃秋葵浆液，萃取温度为50℃，萃取时间为0.5h。
步骤5：向萃取机构3内加入与反胶束溶液等体积的NaCl-磷酸盐缓冲溶液，其中，NaCl浓度为0.5mol/L，pH6.0，反萃取温度为 20℃，反萃取时间为50-80min，使蛋白质从反胶束转移到水相中从而分离出蛋白质，实现蛋白的反萃取。
步骤6：反萃取结束后将水相液体通过抽液管道37抽吸到离心机构5以2500离心5min，进行蛋白质分离。
利用束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的方法，分离出来的蛋白质处在反胶束体系的内水环境中，条件温和，蛋白不易变性，能够保持较长活性和较高的稳定性，提取率高，该方法工艺简单。
实施例2：
一种利用:所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置进行蛋白质提取的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1)：将秋葵果实送入粉碎机构1进行粉碎，粉碎后的秋葵果实经出料管道13进入酶解机构2。
步骤2：在酶解液容器25内加入碱性蛋白酶，并在粉碎后的秋葵果实进入酶解机构2后，向酶解机构2内加入碱性蛋白酶进行酶解，所述碱性蛋白酶添加量为混合液质量的3％，酶解温度为60℃，酶解时间为2h，酶解pH为9，酶解后的秋葵浆液通过滤渣口22进入萃取机构3，酶解后的秋葵残渣通过滤渣口22进入废料箱23。酶解机构2在酶解时设置超声功率800W，超声工作时间5s，间歇时间3s。
步骤3：在多个配料容器36内分别加入丁二酸二异辛酯磺酸钠、异辛烷、KCl、NaCl-磷酸盐缓冲溶液；在反胶束配液容器35内配置反胶束溶液，所述反胶束溶液中丁二酸二异辛酯磺酸钠的添加量为 120g/L，KCl的浓度为0.15mol/L，pH为8.0，水与丁二酸二异辛酯磺酸钠的摩尔比W0为21。
步骤4：向萃取机构3内加入所述反胶束溶液进行超声辅助反胶束萃秋葵浆液，萃取温度为70℃，萃取时间为2.5h。
步骤5：向萃取机构3内加入与反胶束溶液等体积的NaCl-磷酸盐缓冲溶液，其中，NaCl浓度为1.5mol/L，pH9.0，反萃取温度为35℃，反萃取时间为80min，使蛋白质从反胶束转移到水相中从而分离出蛋白质，实现蛋白的反萃取。
步骤6：反萃取结束后将水相液体通过抽液管道37抽吸到离心机构5以3800r/min离心15min，进行蛋白质分离。
利用束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的方法，分离出来的蛋白质处在反胶束体系的内水环境中，条件温和，蛋白不易变性，能够保持较长活性和较高的稳定性，提取率高，该方法工艺简单。
实施例3：
一种利用:所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置进行蛋白质提取的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1)：将秋葵果实送入粉碎机构1进行粉碎，粉碎后的秋葵果实经出料管道13进入酶解机构2。
步骤2：在酶解液容器25内加入碱性蛋白酶，并在粉碎后的秋葵果实进入酶解机构2后，向酶解机构2内加入碱性蛋白酶进行酶解，所述碱性蛋白酶添加量为混合液质量的3％，酶解温度为60℃，酶解时间为2h，酶解pH为9，酶解后的秋葵浆液通过滤渣口22进入萃取机构3，酶解后的秋葵残渣通过滤渣口22进入废料箱23。酶解机构2在酶解时设置超声功率700W，超声工作时间3s，间歇时间2s。
步骤3：在多个配料容器36内分别加入丁二酸二异辛酯磺酸钠、异辛烷、KCl、NaCl-磷酸盐缓冲溶液；在反胶束配液容器35内配置反胶束溶液，所述反胶束溶液中丁二酸二异辛酯磺酸钠的添加量为100g/L，KCl的浓度为0.1mol/L，pH为7.0，水与丁二酸二异辛酯磺酸钠的摩尔比W0为18。
步骤4：向萃取机构3内加入所述反胶束溶液进行超声辅助反胶束萃秋葵浆液，萃取温度为60℃，萃取时间为1.5h。
步骤5：向萃取机构3内加入与反胶束溶液等体积的NaCl-磷酸盐缓冲溶液，其中，NaCl浓度为1mol/L，pH7.5，反萃取温度为28℃，反萃取时间为50-80min，使蛋白质从反胶束转移到水相中从而分离出蛋白质，实现蛋白的反萃取。
步骤6：反萃取结束后将水相液体通过抽液管道37抽吸到离心机构5以3100r/min离心10min，进行蛋白质分离。
利用束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的方法，分离出来的蛋白质处在反胶束体系的内水环境中，条件温和，蛋白不易变性，能够保持较长活性和较高的稳定性，提取率高，该方法工艺简单。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，其特征在于，所述装置包括粉碎机构(1)、酶解机构(2)、萃取机构(3)、温控机构(4)、离心机构(5)和控制机构(6)；其中，
粉碎机构(1)的顶部设置有进料口(11)，粉碎机构(1)的底部设置有出料口(12)，出料口(12)处安装有与酶解机构(2)连接的出料管道(13)，出料管道(13)上设置有可产生漩涡水流布置的喷射水孔，所述喷射水孔通过喷射管道与水箱(14)连通；
酶解机构(2)的底部一侧设置有滤液口(21)，滤液口(21)与萃取机构(3)连接，酶解机构(2)的底部另一侧设置有滤渣口(22)，滤渣口(22)与废料箱(23)连接，酶解机构(2)的侧壁上设置有酶解液入口(24)，酶解液入口(24)与酶解液容器(25)连接；
萃取机构(3)内上方为液相腔(32)，萃取机构(3)内下方为水相腔(33)，萃取机构(3)的一侧壁上设置有反胶束溶液入口(34)，反胶束溶液入口(34)与反胶束配液容器(35)连接，反胶束配液容器(35)与多个配料容器(36)连接，萃取机构(3)的另一侧壁上位于水相腔(33)处的设置有抽液管道(37)，抽液管道(37)与离心机构(5)连接，萃取机构(3)位于液相腔(32)处的侧壁上设置有排液管道(38)，排液管道(38)与废液箱(39)连接；
酶解机构(2)和萃取机构(3)与温控机构(4)连接，温控机构(4)与控制机构(6)连接。
2.如权利要求1所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，其特征在于，进料口(11)处安装有输送机构(15)，输送机构(15)与控制机构(6)连接。
3.如权利要求1所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，其特征在于，粉碎机构(1)内设置有可上下移动的挤压机构(16)，挤压机构(16)内套设有可上下移动的破碎机构(17)，破碎机构(17)限位在挤压机构(16)的底面上，挤压机构(16)和破碎机构(17)与驱动电机组(18)连接，驱动电机组(18)与控制机构(6)连接。
4.如权利要求1所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，其特征在于，出料口(12)与出料管道(13)之间设置有第一电动箱门(19)，滤液口(21)与萃取机构(3)之间设置有第二电动箱门(26)，第一电动箱门(19)和第二电动箱门(26)与控制机构(6)连接。
5.如权利要求1所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，其特征在于，酶解机构(2)为可控温超声槽，所述可控温超声槽与控制机构(6)连接。
6.如权利要求1所述的束萃法提取秋葵果实中植物蛋白质的装置，其特征在于，酶解液入口(24)处设置有酶解液泵(27)；每一配料容器(36)与反胶束配液容器(35)之间设置有配液泵(310)；反胶束溶液入口(34)处设置有反胶束液泵(311)；酶解液泵(27)、每一配液泵(310)和反胶束液泵(311)与控制机构(6)连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |