NL7906618A - Werkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteine of dergelijke, alsmede een inrichting voor een dergelijke werkwijze. - Google Patents

Werkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteine of dergelijke, alsmede een inrichting voor een dergelijke werkwijze. Download PDF

Info

Publication number
NL7906618A
NL7906618A NL7906618A NL7906618A NL7906618A NL 7906618 A NL7906618 A NL 7906618A NL 7906618 A NL7906618 A NL 7906618A NL 7906618 A NL7906618 A NL 7906618A NL 7906618 A NL7906618 A NL 7906618A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
column
immobilized enzyme
enzyme
solution
network
Prior art date
Application number
NL7906618A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Snow Brand Milk Prod Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Snow Brand Milk Prod Co Ltd filed Critical Snow Brand Milk Prod Co Ltd
Publication of NL7906618A publication Critical patent/NL7906618A/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/18Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23CDAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/12Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
    • A23C9/1203Addition of, or treatment with, enzymes or microorganisms other than lactobacteriaceae
    • A23C9/1206Lactose hydrolysing enzymes, e.g. lactase, beta-galactosidase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34Internal compartments or partitions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/14Rotation or movement of the cells support, e.g. rotated hollow fibers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/06Preparation of peptides or proteins produced by the hydrolysis of a peptide bond, e.g. hydrolysate products
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23CDAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C2220/00Biochemical treatment
    • A23C2220/10Enzymatic treatment
    • A23C2220/104Enzymatic treatment with immobilised enzymes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

1 4 N.O. 28.13¼
Snow Brand Milk Products Co., Ltd., te Sapporo-shi, Hokkaido, Japan 7/erkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteïne of dergelijke, alsmede een inrichting voor een dergeli.jke werkwijze
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het hydrolyseren van een substraat zoals suiker, proteïne of dergelijke met een geïmmobiliseerd enzym en een inrichting voor een dergelijke werkwijze.
' 5 Enzymen voor toepassing bij hydrolyse (hierin mede betrek king hebbende op "inversie") worden in het algemeen geïmmobiliseerd voor herhaald gebruik op de lange duur door de enzymen te omhullen in in water onoplosbare produkten zoals cellulose-triacetaat, een ionenuitwisselingshars en dergelijke, door enzymen op dergelijke 10 produkten te adsorberen of door enzymen aan dergelijke produkten te binden. De volgende reactoren zijn tot dusverre toegepast met het doel de substraten te hydrolyseren met de hiervoor vermelde geïmmobiliseerde enzymen: (1) een ultrafiltratiemembraan-reactor, gecombineerde CSTR/UF reac- 15 tor, (2) een geroerde tank-reactor, (3) een reactor met gevulde lagen en (¼) een reactor met een gefluïdiseerd bed.
De reactor (1) of de werkwijze, waarbij deze reactor wordt 20 toegepast, is in staat colloïden of onoplosbare substraten te behandelen, maar is anderzijds onvolkomen, doordat de capaciteit'ervan _ achteruit gaat tengevolge van het vo'orkomen van concentratie-polari-satie en adsorptie van enzym-proteïne op het filmoppervlak. De reactor (2) of de werkwijze, waarbij deze reactor wordt toegepast, is 25 zeker in staat een colloïde of een in water onoplosbaar substraat te behandelen, maar is anderzijds onvolkomen, doordat geïmmobiliseerde enzymen onderhevig zijn aan wederkerige aggregatie tot klonten en het terugwinningspercentage van geïmmobiliseerde enzymen is slecht.
De reactor (3) of de werkwijze, waarbij deze reactor wordt gebruikt, 30 heeft in het algemeen een betere reactie-doelmatigheid, maar is anderzijds onvolkomen, doordat een "kanaliserings" verschijnsel (wat hier betekent, dat een substraat bevattende water bevattende oplossing niet gelijkmatig maar slechts plaatselijk door een geïmmobiliseerd enzym stroomt) kan plaats hebben en wanneer dit eenmaal teweeg 35 is gebracht, wordt de reactie doelmatigheid snel verlaagd tengevolge 7906618 f 2 van de verlaging van de mate van contact tussen het geïmmobiliseerde enzym en de water bevattende oplossing. Voorts kan het geïmmobiliseerde enzym na reactie niet gemakkelijk uit de reactor (k) worden gewassen en van water worden bevrijd of de werkwijze onder toe-5 passing van deze reactor is goed in warmte- en massa-overdrachts-eigenschappen, maar is nadelig zoals (3) doordat het geïmmobiliseerde enzym na reactie niet zo gemakkelijk kan worden gewassen en van water worden bevrijd.
Een oogmerk van de onderhavige uitvinding is het verschaf-10 fen van een werkwijze voor het hydrolyseren van Suiker, proteïne of dergelijke en een inrichting daarvoor, die niet alleen de activiteit van geïmmobiliseerde enzymen doelmatig kan optrekken, maar ook de nabehandeling van geïmmobiliseerde enzymen kan vergroten, dat wil zeggen wassen en van water bevrijden, alsmede het terugwinningsper-15 centage van enzymen kan verbeteren.
De hydrolyseringswerkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt door de trappen van straalsgewijze dispergeren door een opening en een netwerk van een water bevattende oplossing met constante temperatuur, die een met enzym hydrolyseerbaar sub-20 straat bevat en te laten reageren in contact met een roterend geïmmobiliseerd enzym onder de hydrolyse-omstandigheden.
De hydrolyse-inrichting volgens de onderhavige uitvinding omvat een reservoir voor het handhaven op een constante temperatuur van een water bevattende oplossing, die een met enzymen hydrolyseer-25 baar substraat bevat, een draaikolom, die roteert om een holle as, zodat de oplossing kan reageren in contact met een geïmmobiliseerd enzym en een reactiereservoir voor aanpassing aan de kolom en het doen stilstaan van de oplossing gedurende een vastgestelde tijdsperiode, waarbij de as van de kolom voorzien is van een veelvoud 30 openingen, die dienen om de water bevattende oplossing binnen de kolom te sproeien, een netwerk voor de gelijkmatige dispergering van de oplossing, die door de openingen door de kolom wordt gesproeid, is aangebracht op het uitwendige oppervlak van de as, de X 8 kolom in een veelvoud ruimten, verdeeld met .verdeelwanden voor 35 het aanpassen van het gedispergeerde geïmmobiliseerde enzym om te voorkomen, dat het tot grote klonten draait, en een netwerk voor het vasthouden van het geïmmobiliseerde enzym is aangebracht op de uitwendige omtrek van de kolom.
• Bij de onderhavige uitvinding verdient het de voorkeur dat ifO het reactiesysteem gecirculeerd wordt.
7906618 * 3
Tot geschikte enzymen, die bij de onderhavige uitvinding worden gebruikt, behoren lactose, glucose isomerase, amino acylase, amylase, gluco amylase, cellulgse, pectinase, invertase, papaïne, protease, catalose en dergelijke. Als substraten, die op geschikte 5 wijze volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden behandeld, kunnen bijvoorbeeld voor de voedingsmiddelenindustrie lactose, sucrose, zetmeel, proteïne, cellulose en dergelijke worden opgesomd.
De immbolisatie van enzymen en microben, die deze enzymen bevatten, wordt in het algemeen uitgevoerd volgens de volgende -10 werkwijzen, bijvoorbeeld het omhullen van de enzymen in vezels, wanneer macromoleculen zoals cellulosetriacetaat en dergelijke tot vezels worden gedraaid, het combineren van enzymen met ionen-uitwisselingsharsen, bijvoorbeeld zoals ionen uitwisselbaar cellulose, fenolformaldehydehars en dergelijke, het chemisch combineren 15 van enzymen met een poreus materiaal zoals poreus glas, het omhullen van enzymen met een vezelachtig materiaal zoals collageen, polyacrylamide of dergelijke, enz.
De reactieomstandigheden voor hydrolyse door enzymen varieert aanzienlijk.afhankelijk van de soorten substraten en enzymen. 20 In het algemeen gesproken echter wordt de reactie uitgevoerd onder de volgende omstandigheden: atmosferische druk, een temperatuur in het traject van 5 tot 70°C en een pH in het traject van ^ tot 8. Bijvoorbeeld wordt de hydrolyse van lactose door lactase tot glucose en galactose op geschikte wijze uitgevoerd onder de volgende orastan-25 digheden: een temperatuur in het traject van ongeveer 30 tot ^0°C en een pH in het traject van ongeveer ^,0 tot 7,0. Op geschikte wijze dient de inversie van D-glucose door glucose-isomerase tot fructose te worden uitgevoerd onder de volgende omstandigheden: een temperatuur in het traject van ongeveer 50 tot 70°C en een pÏÏ in het tra-30 ject van ongeveer 6,5 tot 8,5· De reactieomstandigheden voor de hydrolyse van sucrose door invertase tot glucose en fructose zijn bij voorkeur een temperatuur van ongeveer kO tot 50°C en een pH van ongeveer 5,0 tot 8,0. Hydrolyse van zetmeel door glucoamylase tot glucose dient op geschikte wijze te worden uitgevoerd bij een tem-35 peratuur van ongeveer ^0 tot 50°C en een pH van 3 tot 7* De omstandigheden voor de hydrolyse van proteïne door protease tot peptide en aminozuur zijn een temperatuur van ongeveer 20 tot 50°C en een pH van ongeveer 3 tot 10. De omstandigheden voor de hydrolyse van cellulose door cellulase tot glucose zijn een temperatuur van onge-ifO veer 30 tot A-0°C en een pH van ongeveer 5 tot 7» Het hiervoor ver- 7906618 3 Λ melde zijn omstandigheden, die in het algemeen worden toegepast bij vrije enzymen. Wanneer het enzym, dat geïmmobiliseerd is in of op in onoplosbare toestand gehouden produkt, gebruikt wordt in de inrichting, die dit enzym bevat , dienen de omstandigheden, die ge-5 schikt zijn voor elk daarvan bepaald te worden onder het rekening houden met de totale omstandigheden zoals de vorm van de inrichting, de soort van het substraat enz. Doordat deze hydrolysereacties in het bijzonder door de temperatuur beïnvloed worden, is de regeling van de temperatuur van groot belang bij deze reacties.
10 De hoeveelheid toegepast enzym varieert afhankelijk van de reactie-omstandigheden, zoals de concentratie van substraat, de activiteit van het enzym, de pH, de temperatuur, enz. Wanneer bijvoorbeeld lactose gebruikt wordt als substraat is de geschikte hoeveelheid toegepast geïmmobiliseerd enzym (gedroogd) 1/15 tot 1/30 15 gew.dl per gew.dl substraat.
Beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen
De inrichting volgens de onderhavige uitvinding zal worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.
Fig. 1 is een ten dele weggesneden vooraanzicht van een uit-20 voeringsvorm van de inrichting, met uitsluiting van een reservoir met constante temperatuur, volgens de onderhavige uitvinding.
Fig. 2 is een zijaanzicht ervan en fig. 3 is een vertikaal aanzicht van een uitvoeringsvorm van de totale inrichting volgens de onderhavige uitvinding! 25 In de fig. 1 en 2 bevat de daar toegelichte inrichting een holle as (2), die voorzien is van een veelvoud openingen (1), een motor met variabele snelheid (3) voor het roteren van de as (2), een pakkingbus (5) voor het verbinden van de as (2) met een toevoer-leiding voor vloeistof (k), een kamer (6) verdeeld tot een veelvoud 30 kamers voor het aanpassen van een geïmmobiliseerd enzym (11), een netwerk (7) gerekt aangebracht op de buitenste omtrek van een kolom voor het vasthouden van het geïmmobiliseerde enzym (11), een netwerk (8) voor het dispergeren van de vloeistof, die door de openingen wordt gesproeid en voor het gelijkmatig doen stromen in de ka-35 mers (6) met het geïmmobiliseerde enzym aangepast, een reactiereser-voir (9) voor het opnemen van een roterende kolom en het ophouden -van de vloeistof gedurende een vastgestelde tijdsperiode en een mantel (10) voor het koelen van dit reservoir. De afmeting van het dis-pergerende netwerk (8) bedraagt bij voorkeur ongeveer 0,175 tot 40 0,300 mm, terwijl de afmeting van het netwerk (7) bij voorkeur on- 7906618 * 5 geveer 0,100 tot 0,300 mm bedraagt.
Het gedeelte, waarin het geïmmobiliseerde enzym wordt toegevoerd en geroteerd, dat wil zeggen de kolom bestaande uit de bergingsruimten (6) voor geïmmobiliseerd enzym, netwerk (7) en net-5 werk (8) wordt roterende kolom genoemd. Deze kolom is opgenomen in het reactiereservoir. De kamers (6) dienen bij voorkeur straal - en vierkant vormig te worden begrensd door radiale verdeelwanden (6a) en axiale verdeelwanden (6b)· Het vloeistof dispergerend netwerk (8) begrenst de onderkant van elke kamer (6). Het geïmmobiliseerde enzym .10 wordt in de kamers van de roterende kolom gebracht door de trappen van vulling van een vastgestelde hoeveelheid geïmmobiliseerd enzym op gelijkmatige wijze in elke kamer, waarna het netwerk (7) op de buitenste omtrek van de roterende kolom wordt afgezet en veilig bevestigd op de zijplaat (18) van de roterende kolom door middel van 15 een bout (12).
De reden om de roterende kolom tot een aantal kamers te verdelen is ter voorkoming dat het geïmmobiliseerde enzym tot grote klonten ineen draait, die het contactoppervlak tussen gemobiliseerd enzym en vloeistof verminderen en daardoor de reactie-doelmatigheid 20 benadelen. In fig. 3 wordt een substraat bevattende, water bevattende vloeistof toegevoerd aan een reservoir met constante temperatuur (13), die tot een vooraf bepaalde temperatuur is gekoeld door een koelmilieu, dat binnen een mantel (1½) stroomt, bijvoorbeeld water, en wordt vervolgens door een pomp (15) en eeii leiding (16) naar een 25 reactiereservoir (9) gevoerd. De stroomsnelheid wordt geregeld door een klep (17)·
De vloeistof, die naar het reactiereservoir wordt gevoerd, welk reservoir voorzien is van de mantel met temperatuurregeling, gaat door de opening (1), die op de holle as (2) aanwezig is, wordt 30 gedispergeerd door middel van het netwerk (8) en wordt vervolgens in de kamer gebracht die het geïmmobiliseerde enzym bevat. Het specifieke produkt, dat aanwezig is in de vloeistof en in aanraking wordt gebracht met het geïmmobiliseerde enzym, zoals bijvoorbeeld suiker, proteïne of vet, wordt gehydrolyseerd door elk enzym, De 35 aldus behandelde vloeistof wordt opgehouden in het reactiereservoir (9) gedurende een gegeven tijdsperiode en wordt vervolgens neerwaarts afgevoerd via een overloopleiding (19) naar het reservoir met constante temperatuur (13)·
In de inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt de *f0 draaikolom geroteerd door middel van een motor met variabele snel- 7906618 6 i heid (3) opdat de mate van contact tussen het geïmmobiliseerde enzym en de vloeistof kan worden vergroot en derhalve de doelmatigheid van de reactie kan worden opgevoerd, waarbij bovendien het gunstige resultaat teweeg wordt gebracht, dat het vóórkomen van het 5 kanaliseringsverschijnsel kan worden voorkomen.
De ten dele gehydrolyseerde vloeistof, die naar het reservoir met constante temperatuur (13) wordt teruggeleid, wordt geroerd door middel van een roerinrichting en wordt opnieuw naar het reactiereservoir ( 9) gevoerd door de pomp (15)· Het is noodzake-10 lijk dat de stroomsnelheid van de vloeistofcirculatie en het aantal omwentelingen van de draaikolom geregeld dient te worden afhankelijk van het verband van de hoeveelheden geïmmobiliseerd enzym en de ka-mercapaciteit ervan. Met andere woorden de regeling van de stroomsnelheid, die afhangt van het verband van de hoeveelheden geïmmobi-15 liseerd enzym en de kamercapaciteit, is kritisch voor de in een korte tijdsperiode en met goede doelmatigheid uit te voeren reactie. Wanneer meer in het bijzonder het percentage van de hoeveelheid ge-immboliseerd enzym voor de kamercapaciteit groot is, wordt de cir-culatie-stroomsnelheid en het aantal omwentelingen van de vloeistof 20 vergroot, zodat de tegenstroom van de vloeistof kan worden voorkomen, die veroorzaakt wordt door het feit, dat het geïmmobiliseerde enzym dicht is, waarbij het verblijf van reactieprodukten op het oppervlak van het geïmmobiliseerde enzym wordt opgeheven en de reactie-doel-matigheid wordt vergroot.
25 Wanneer anderzijds het percentage van de hoeveelheid geïmmo biliseerd enzym laag is, is het kritisch,te voorkomen dat de vloeistof neerwaarts stroomt zonder contact met het geïmmobiliseerde enzym door de volgende stappen te nemen, dat wil zeggen verlaging van de circulatie-stroomsnelheid van de vloeistof, zodat de verblijf-30 tijd van het geïmmobiliseerde enzym binnen de reactor wordt vergroot en voorts verlaging van het aantal omwentelingen van de draaikolom in een zodanige mate, dat het geïmmobiliseerde enzym, dat in elke kamer wordt gebracht, niet alom tegenwoordig is.
Wanneer het vereist is de hydrolyse-reactie in een korte 35 tijdsperiode te bereiken onder toepassing van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding of de te behandelen vloeistof een overmatige hoeveelheid bereikt, dient de·hoeveelheid geïmmobiliseerd enzym te worden vergroot en de circulatie-stroomsnelheid van vloeistof en het aantal omwentelingen van de draaikolom geregeld te worden.
40 Wanneer de vloeistof een vooraf bepaalde reactiesnelheid 7906618 7 bereikt, wordt de pomp (15) stilgezet en tegelijkertijd wordt de motor met variabele snelheid (3) stilgezet· Vervolgens wordt een aftapkraan (21) van het reactiereservoir geopend, zodat de vloeistof in het reactiereservoir (9) kan wegvloeien via een leiding (22) naar 5 een reservoir met constante temperatuur (13)· Vervolgens wordt de behandelde vloeistof in het reservoir met constante temperatuur (13) onttrokken, waarna het geïmmobiliseerde enzym in de draaikolom, het reservoir met constante temperatuur en het reactiereservoir gewas-wordt sei/· Het reservoir met constante temperatuur kan gewassen worden on-.10 der toepassing van normaal CIP, maar het geïmmobiliseerde enzym dient gewassen te worden onder toepassing van ionenuitwisselingswater, een bufferoplossing of dergelijke. De vaste stoffen, die gehecht zijn op het oppervlak van het geïmmobiliseerde enzym worden weggewassen door het ionenuitwisselingswater, de bufferoplossing of dergelijke, die 15 uit de opening gesproeid worden, aanwezig op de holle as, en bovendien worden de vaste stoffen daardoor ook weggewassen door een spuitmondstuk (23) en de vaste stoffen gehecht aan de buitenzijde van de roterende kolom.
Deze reactor is zodanig opgesteld, dat de toevoer van de 20 wasoplossing, zoals ionenuitwisselingswater, bufferoplossing of dergelijke wordt onderbroken, wanneer een vooraf bepaald niveau van de reactor bereikt wordt en vervolgens herhaalt de draaikolom zijn normale en omgekeerde rotaties gedurende een vastgestelde tijdsperiode, waarbij het resultaat van het wassen van het geïmmobiliseerde enzym 25 bereikt wordt met een grote doelmatigheid. Na verloop van de vastgestelde tijdsperiode wordt de aftapkraan geopend om het vervuilde ionenuitwisselingswater, de bufferoplossing of dergelijke, die in het reactiereservoir aanwezig is, af te voeren. Op dit tijdstip wordt de draaikolom met grote snelheid geroteerd, zodat de vaste 30 stoffen gebonden aan het geïmmobiliseerde enzym tezamen kunnen worden verwijderd met het ionenuitwisselingswater, de bufferoplossing of dergelijke· De herhaling van de voorafgaande cyclus gedurende enkele keren kan niet alleen het geïmmobiliseerde enzym volledig uitwassen, maar eveneens het inwendige van het reactiereservoir (9)· 35 Deze was- en ontwateringshandelingen kunnen automatisch worden uitgevoerd · Het ontwaterde geïmmobiliseerde enzym kan bewaard worden in de draaikiom van de inrichting, die op een vastgestelde temperatuur wordt gehouden. Het is derhalve niet noodzakelijk het geïmmobiliseerde enzym, indien eenmaal toegevoerd, uit de draaikolom te nemen, kO voorzover het geïmmobiliseerde enzym niet in activiteit achteruit 7906618 8 * gaat.
Zoals duidelijk blijkt,uit de voorafgaande toelichting elimineert de onderhavige uitvinding de noodzakelijkheid van het telkens verwijderen van het geïmmobiliseerde enzym, waarbij tegen-5 maatregelen voor verschillende verontreinigingen, resulterend uit het verwijderen van het geïmmobiliseerde enzym uit de kolom overbodig kan worden gemaakt evenals de dagelijkse gang van zaken uitermate kan worden vereenvoudigd. Volgens deze figuur is de inrichting ontworpen om het reactiereservoir op te stellen boven het reservoir 10 met constante temperatuur en het vloeistofoppervlak gelijkmatig in stand te houden door overloop. Het is anderzijds eveneens mogelijk het reactiereservoir op hetzelfde niveau op te stellen met het reservoir met constante druk door het verschaffen van een niveaumeter naar het reactiereservoir met het oogmerk een pomp te regelen voor 15 het doen terugvoeren van de vloeistof uit dit reservoir naar het reservoir met constante temperatuur.
De hiervoor vermelde inrichting omvat het circulatiesysteem, maar opgemerkt wordt, dat het hiervoor vermelde circulatiesysteem niet noodzakelijk vereist is in het geval van de onderhavige uit-20 vinding.
Als voorbeeld wordt omhuld met cellulosetriacetaat--vezels als geïmmobiliseerd enzym gebruikt en afgezet in elke kamer van de draaikolom, die in figl 1 of fig. 2 is toegelicht. Aan de andere kant wordt de oplossing van gesteriliseerde en vervolgens ge-25 koelde taptemelk in het in fig. 3 toegelichte reservoir met constante temperatuur gebracht en op een temperatuur van ongeveer 6 tot 7°C gehandhaafd.
Vervolgens wordt de circulatiepomp gestart voor het toevoeren van de oplossing aan de draaikolom en de lactose wordt gehydro-30 lyseerd onder de volgende omstandigheden: hoeveelheid geïmmobiliseerd enzym 250 - 500 g (waarin de (totale hoeveelheid, droog gewicht): hoeveelheid enzym 20 - kO g bedraagt) hoeveelheid taptemelk (taptemelkconcen-35 tratie 10 - 13 gew.$) : 200 liter concentratie van de oplossing (taptemelk- concentratie) : 8-15 gew.$
temperatuur van de oplossing: 4 - 10°G
pH van de oplossing: 6,5 - 7*5 kO reactietijd: 17 - 20.uren circulatiestroomsnelheid: 0,5 - 1,5 m^/h 7906618 9
Als resultaat werd een eindlactose-hydrolyse-mate verkregen, die varieert van 70 tot 8o %.
Korte beschrijving van de tekeningen
Fig. 1 is een gedeeltelijk weggesneden vooraanzicht van een 5 uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.
Fig. 2 is een zijaanzicht daarvan.
Fig. 3 is een vooraanzicht van een uitvoeringsvorm van de totale apparatuur volgens de onderhavige uitvinding.
(1) opening .10 (2) holle as (3) motor met variabele snelheid (½) leiding (5) pakkingbus (6) kamer 15 (6a), (6b) verdeelwand (7) netwerk (8) netwerk (9) reactiereservoir (10) mantel 20 (11) geïmmobiliseerd enzym (12) bout (13) reservoir met constante temperatuur (1½) mantel (15) pomp 25 (16) leiding (17) regelklep (18) zijplaat (19) leiding (20) roerinrichting 30 (21) klep (22) leiding (23) sproeimondstuk 7906618

Claims (11)

1. Werkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteïne of dergelijke, met het kenmerk, dat men door een opening en een netwerk een water bevattende oplossing van constante 5 temperatuur, die een met enzym hydrolyseerbaar substraat bevat, straalsgewijze dispergeert en de oplossing laat reageren met een roterend geïmmobiliseerd enzym onder de hydrolyse-omstandigheden.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men een netwerk toepast, waarvan de openingen 0,175 10 tot 0,300 mm bedragen·
3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men het reactiesysteem circuleert. k· Werkwijze volgens conclusies 1 tot 3i met het kenmerk, dat men het reactiesysteem koelt'. 15 5· Werkwijze volgens conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat men als substraat lactose en als enzym lactase toepast.
6. Werkwijze volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat men een hoeveelheid substraat toepast, die ligt in de 20 ordegrootte van 15 tot 30 gew.dln per gewichtsdeel geïmmobiliseerd enzym, indien gedroogd.
7· Inrichting voor het hydrolyseren van suiker, proteïne of dergelijke gekenmerkt door een reservoir voor het handhaven op een constante temperatuur van een water bevatten-25 de oplossing, die een met enzymen hydrolyseerbaar substraat bevat, een draaikolom, die zodanig om een holle as roteert, dat de oplossing kan reageren in aanraking met een geïmmobiliseerd enzym en een reactiereservoir voor het bevatten van de kolom en het bewaren van de oplossing gedurende een vastgestelde tijdsperiode, waarbij de as 30 van de kolom voorzien is van een veelvoud openingen, die dienst doen om de water bevattende oplossing in de kolom te versproeien, een netwerk voor het gelijkmatig dispergeren van de door de openingen in de kolom gesproeide oplossing . > afgezet op de buitenste om-waarbij trek van de as,/de kolom verdeeld is in een veelvoud kamers met ten 35 minste een verdeelwand ,voor he^^evatj^n van het gedispergeerde geïmmobiliseerde enzym, · waarbij vootfko.^ dat dit tot grote klonten ineen draait en een netwerk voor het vasthouden van het geïmmobiliseerde enzym aangebracht op de buitenste omtrek van de kolom.
8. Inrichting volgens conclusie 7, met het ken-JfO merk, dat de openingen van het netwerk, aangebracht op de buiten- 7906618 -11 ste omtrek van de as, in het traject li^eïvan 0,100 mm tot 0,300 mm.
9· Inrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de as van de draaikolom verbonden is met het reservoir voor constante temperatuur door de pomp.
10. Inrichting volgens conclusies 7 tot 9» met het kenmerk, dat het reactiereservoir een koelmantel bevat.
11. Inrichting volgens conclusies 7 tot 10, met het •kenmerk, dat de verdeelwanden zich radiaal uitstrekken.
12. Inrichting volgens conclusies 7 tot 11, met het .10 kenmerk, dat de verdeelwanden zich axiaal uitstrekken.
13· Inrichting volgens conclusies 7 tot 10, met het kenmerk, dat de verdeelwanden zich zowel radiaal als axiaal uitstrekken. 1%. Inrichting volgens conclusies 7 tot 13» met het 15 kenmerk, dat het reactiereservoir en het reservoir voor constante temperatuur verbonden zijn door een overloopleiding. ******* 7906618
NL7906618A 1978-09-06 1979-09-04 Werkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteine of dergelijke, alsmede een inrichting voor een dergelijke werkwijze. NL7906618A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10926078A JPS5537130A (en) 1978-09-06 1978-09-06 Active reactor comprising rotating column with immobilized enzyme
JP10926078 1978-09-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7906618A true NL7906618A (nl) 1980-03-10

Family

ID=14505659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7906618A NL7906618A (nl) 1978-09-06 1979-09-04 Werkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteine of dergelijke, alsmede een inrichting voor een dergelijke werkwijze.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4242450A (nl)
JP (1) JPS5537130A (nl)
DK (1) DK370579A (nl)
FR (1) FR2435526B1 (nl)
IT (1) IT1165227B (nl)
NL (1) NL7906618A (nl)
NZ (1) NZ191225A (nl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5759641A (en) * 1980-09-26 1982-04-10 Japan Organo Co Ltd Regenerating method for strong acidic cation exchange resin
US4351905A (en) * 1980-12-15 1982-09-28 Clyde Robert A Horizontal fermenter
JPS57197932A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Hitachi Ltd Signal transmitting circuit
DE3346861A1 (de) * 1983-12-23 1985-06-27 Krauss-Maffei AG, 8000 München Vorrichtung zum beschleunigen der stoffumsetzung zwischen zwei in einem fliessbett reagierenden medien
AU569612B2 (en) * 1984-04-16 1988-02-11 Fmc Corporation Process and apparatus to hydrolyse lactose to glucose and galactose
JPH0729840Y2 (ja) * 1988-04-14 1995-07-12 日清製粉株式会社 酵素反応器
NZ230031A (en) * 1988-07-27 1991-10-25 Snow Brand Milk Products Co Ltd Separation of proteins (e.g. lactoferrin) using affinity gel carrier in a rotary column
JP2710420B2 (ja) * 1989-08-29 1998-02-10 雪印乳業株式会社 回転型カラム反応器
JP2555463B2 (ja) * 1990-03-27 1996-11-20 雪印乳業株式会社 カラム内の空気量を制御する機構を有する回転型カラム反応器
US7435564B2 (en) * 2003-09-29 2008-10-14 Instituto Technologico Y De Estudios Superiores De Monterrey Production of invert syrup from sugarcane juice using immobilized invertase
WO2011097566A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Renewable Process Technologies Llc System and method for producing biomaterials

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3809613A (en) * 1971-05-28 1974-05-07 Research Corp Biocatalytic module
US3767535A (en) * 1971-06-14 1973-10-23 Corning Glass Works Method of reacting an insolubilized enzyme in a fluid medium

Also Published As

Publication number Publication date
US4242450A (en) 1980-12-30
JPS5643228B2 (nl) 1981-10-09
IT7968768A0 (it) 1979-09-05
FR2435526A1 (fr) 1980-04-04
FR2435526B1 (fr) 1985-06-14
JPS5537130A (en) 1980-03-15
IT1165227B (it) 1987-04-22
NZ191225A (en) 1981-07-13
DK370579A (da) 1980-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL7906618A (nl) Werkwijze voor het hydrolyseren van suiker, proteine of dergelijke, alsmede een inrichting voor een dergelijke werkwijze.
EP0490929A1 (en) METHOD FOR THE HYDROLYSIS OF HEMIZELLULOSE BY IMMOBILIZED ENZYMS AND A PRODUCT CONSTRUCTING AN IMMOBILIZED HEMIZELLULYTIC ENZYME.
US20120208255A1 (en) Apparatus and process for production of an encapsulated cell product
DK146446B (da) Vanduoploeseligt enzympraeparat samt fremgangsmaade til dets fremstilling
Marconi et al. Properties and use of invertase entrapped in fibers
US4089746A (en) Method for insolubilizing enzymes on chitosan
BR112015015884B1 (pt) dispositivo para produção de uma solução de açúcar e método para produção de uma solução de açúcar
US4033820A (en) Starch sponge column apparatus and process for immobilized enzyme reactions
US20030032084A1 (en) Recovery method for immobilized biocatalysts
US1918812A (en) Treatment of steep water
AU2002355759A1 (en) Recovery method for immobilized biocatalysts
Ju et al. Starch slurry hydrolysis using α-amylase immobilized on a hollow-fiber reactor
CN212610669U (zh) 一种固定化酶解罐
EP0253774B1 (en) A process for biological reactions using support-immobilized cells and an apparatus for carrying out the same
FI100026B (fi) Menetelmä hiilihydraattiperäisen vesiliuoksen käsittelemiseksi
RU1796678C (ru) Аппарат дл ферментативного гидролиза углеводных субстратов
RU2283349C2 (ru) Способ получения патоки из крахмала
Bruijn et al. Enzymatic hydrolysis of starch in cane juice
PL82742B1 (nl)
CN210586233U (zh) 一种果葡糖浆生产用槽车清洗系统
JPH01256389A (ja) 固定化生体触媒の製造方法
Uttapap et al. Recycle use of immobilized glucoamylase by tangential flow filtration unit
TWM546986U (zh) 酵素反應循環篩濾系統
RU2624668C1 (ru) Способ получения высококонцентрированных растворов глюкозы из целлюлозосодержащего сырья
RU2134725C1 (ru) Способ приготовления сахарного сиропа

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
A85 Still pending on 85-01-01
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed