TWI704222B - 水解反應裝置 - Google Patents

Abstract

一種水解反應裝置包含一水解反應槽體、一攪拌構件及一蒸氣構件，該攪拌構件具有相互交錯設置的外側攪拌葉片與內側攪拌葉片，能在攪拌的同時將水解反應槽體之容置槽內的生物體向不同的方向推動，以使生物體在容置槽中均勻分布而不會堆積擠壓，從而能充分受熱，以良好進行水解反應。

Description

水解反應裝置

本發明相關於一種水解反應裝置，特別是關於一種水解生物體的反應裝置。

生物體包含植物與動物二種，係以蛋白質、核酸、醣、脂質及其他小分子而組成。生物體水解反應係為一種單元化的反應，是利用水將大分子物質分解形成較小分子之新物質的反應。然而，蛋白質於生物體中具有較高的成分，並屬於大分子物質，難以進行水解反應，必須於反應中加入催化劑才有辦法進行水解。目前常用水解生物體的方式係使用到一大型槽體，並將生物體置於此槽體內而加入微生物催化，但這種水解方式時間冗長，長至數月，且過程中氣味難聞。

為改善上述方式，而有業者使用一種水解反應裝置，其係將作為催化劑的酵素自上方噴灑於槽體，並配合攪拌混合作業而進行水解。然而，此類水解反應裝置所使用的攪拌構件係為直立插入的一攪拌槳，主要只能提供在水平方向旋轉攪拌的效果，因此有上側之酵素與下側之生物體難以攪拌均勻，而反應不全之問題。因此，又有業者提供另一種結構的水解反應裝置，其係在槽體中設置橫向延伸的攪拌軸，並於攪拌軸上安裝多數個攪拌葉片，使攪拌葉片隨攪拌軸之轉動來進行攪拌。然而，此種水解反應裝置，其攪拌葉片在攪拌的同時也會將生物體朝側邊推動，使生物體逐漸擠壓在槽體的兩邊而無法攪拌均勻，造成生物體無法充分受熱，而同樣有反應不全之問題。

鑒於以上所述，習知技術之水解反應裝置具有無法攪拌均勻而致使反應不完全之問題，實有改良之必要。

緣此，本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種水解反應裝置，用於水解反應一生物體，包含：一水解反應槽體，具密閉之一容置槽，用以容置該生物體；一攪拌構件，包括一攪拌主軸，該攪拌主軸沿一旋轉軸線而可轉動地延伸設置於該容置槽內，該攪拌主軸徑向延伸設置有複數個攪拌支軸，複數個該攪拌支軸沿該旋轉軸線而間隔配置且隨著該攪拌主軸之轉動而繞著該攪拌主軸旋轉，各個該攪拌支軸上設有一外側攪拌葉片及一內側攪拌葉片，該外側攪拌葉片位於該攪拌支軸之外側位置，該內側攪拌葉片位於該外側攪拌葉片與該攪拌主軸之間，其中該外側攪拌葉片與該旋轉軸線夾一外推傾角，該內側攪拌葉片與該旋轉軸線夾一內推傾角，而使該外側攪拌葉片與該內側攪拌葉片係為相互交錯設置；以及一蒸氣構件，連通於該容置槽而供應一水蒸氣，其中該外推傾角及該內推傾角係經設置而使得在該攪拌主軸沿該旋轉軸線正向轉動時，位於該攪拌主軸之前段部分的該攪拌支軸之外側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的前端推動，位於該攪拌主軸之後段部分的該攪拌支軸之外側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的後端推動，該內側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的中間位置推動，以及在該攪拌主軸沿該旋轉軸線反向轉動時，該外側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的中間位置推動，位於該攪拌主軸之前段部分的該攪拌支軸之內側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的前端推動，位於該攪拌主軸之後段部分的該攪拌支軸之內側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的後端推動。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，位於該攪拌主軸之前段部分的複數個該攪拌支軸之間係於相異的徑向角度位置自該攪拌主軸徑向延伸，且使複數個該攪拌支軸在該攪拌主軸上呈螺旋狀排列。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，位於該攪拌主軸之後段部分的複數個該攪拌支軸之間係於相異的徑向角度位置自該攪拌主軸徑向延伸，且使複數個該攪拌支軸在該攪拌主軸上呈螺旋狀排列。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，位於該攪拌主軸之個別部分的該攪拌支軸之延伸長度係對應於該個別部分所對應位置的該容置槽之內徑。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，該攪拌支軸包括自該攪拌主軸於相反方向延伸的一第一支軸及一第二支軸，該第一支軸及該第二支軸上皆設有該外側攪拌葉片及該內側攪拌葉片。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，該第一支軸及該第二支軸之延伸長度係實質上相等。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，該外推傾角係為-45°，以及該內推傾角係為+45°。

在本發明的一實施例的水解反應裝置中，該外側攪拌葉片及該內側攪拌葉片係為一平槳狀葉片。

經由本發明所採用之技術手段，本發明的水解反應裝置的外側攪拌葉片及內側攪拌葉片會將該生物體向不同的方向推動，使得位於容置槽底部及外圍的生物體被外側攪拌葉片向容置槽的前後兩端推動時，位在容置槽的前後兩端的生物體則能夠被內側攪拌葉片推動帶回容置槽的中間，反之亦然。如此一來，能夠讓生物體在容置槽中均勻分布而不會堆積擠壓，藉此便能充分受熱，以良好進行水解反應。

以下根據第1圖至第8圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如第1圖至第8圖所示，依據本發明的一實施例的一水解反應裝置100用於水解反應一生物體，包含：一水解反應槽體1，具密閉之一容置槽10，用以容置該生物體；一攪拌構件2，包括一攪拌主軸20，該攪拌主軸20沿一旋轉軸線A而可轉動地延伸設置於該容置槽10內，該攪拌主軸20徑向延伸設置有複數個攪拌支軸21、22、23、24、25、26、27、28，複數個該攪拌支軸21、22、23、24、25、26、27、28沿該旋轉軸線A而間隔配置且隨著該攪拌主軸20之轉動而繞著該攪拌主軸20旋轉，各個該攪拌支軸21上設有一外側攪拌葉片211及一內側攪拌葉片212，該外側攪拌葉片211位於該攪拌支軸21之外側位置，該內側攪拌葉片212位於該外側攪拌葉片211與該攪拌主軸20之間，其中該外側攪拌葉片211與該旋轉軸線A夾一外推傾角α，該內側攪拌葉片與該旋轉軸線夾一內推傾角β，而使該外側攪拌葉片211與該內側攪拌葉片212係為相互交錯設置；以及一蒸氣構件3，連通於該容置槽10而供應一水蒸氣，其中該外推傾角α及該內推傾角β係經設置而使得在該攪拌主軸20沿該旋轉軸線A正向轉動（第5圖及第6圖）時，位於該攪拌主軸20之前段部分的該攪拌支軸21、22、23、24之外側攪拌葉片211將該容置槽10內的該生物體向該攪拌主軸20的前端推動，位於該攪拌主軸20之後段部分的該攪拌支軸25、26、27、28之外側攪拌葉片將該容置槽10內的該生物體向該攪拌主軸20的後端推動，該內側攪拌葉片212將該容置槽10內的該生物體向該攪拌主軸20的中間位置推動，以及在該攪拌主軸20沿該旋轉軸線A反向轉動（第7圖及第8圖）時，該外側攪拌葉片211將該容置槽10內的該生物體向該攪拌主軸20的中間位置推動，位於該攪拌主軸20之前段部分的該攪拌支軸21、22、23、24之內側攪拌葉片212將該容置槽10內的該生物體向該攪拌主軸20的前端推動，位於該攪拌主軸20之後段部分的該攪拌支軸25、26、27、28之內側攪拌葉片將該容置槽10內的該生物體向該攪拌主軸20的後端推動。

具體而言，如第1圖所示，該水解反應槽體1係為橫躺設置的略呈圓筒形狀的槽體，該旋轉軸線A為該圓筒形狀的軸心線。藉由該攪拌構件2繞該旋轉軸線A旋轉而攪拌該容置槽10的生物體，並且藉由該蒸氣構件3導入水蒸氣至該容置槽10而對該容置槽10加溫並加壓，藉此進行水解。另一方面，在本實施例中，由於考慮該容置槽10內之內容物具有多種的黏滯性，而採用適用於多種黏滯性之一平槳狀葉片於該外側攪拌葉片及該內側攪拌葉片。

如第1圖至第4圖所示，在本發明的一實施例的水解反應裝置100中，該攪拌主軸20設有共八個攪拌支軸，其中四個攪拌支軸21、22、23、24間隔配置在該攪拌主軸20之前段部分，另外四個攪拌支軸25、26、27、28間隔配置在該攪拌主軸20之後段部分。當然，攪拌支軸的數量可因應需求而任意調整，本發明並不以此為限。並且，該攪拌主軸20之前段部分與後段部分通常是根據容置槽10下側的出料口的位置作為劃分，但並不以此為限。

如第1圖至第3圖所示，在本發明的一實施例的水解反應裝置100中，位於該攪拌主軸20之前段部分的複數個該攪拌支軸21、22、23、24之間係於相異的徑向角度位置自該攪拌主軸20徑向延伸，且使複數個該攪拌支軸21、22、23、24在該攪拌主軸上呈螺旋狀排列。同樣地，位於該攪拌主軸20之後段部分的複數個該攪拌支軸25、26、27、28之間係於相異的徑向角度位置自該攪拌主軸20徑向延伸，且使複數個該攪拌支軸25、26、27、28在該攪拌主軸20上呈螺旋狀排列。藉由該攪拌支軸的螺旋狀排列，能夠使該外側攪拌葉片的分佈位置以及該內側攪拌葉片的分佈位置更平均，有助於均勻攪拌。

如第1圖至第3圖所示，在本發明的一實施例的水解反應裝置100中，位於該攪拌主軸20之個別部分的該攪拌支軸21、22、23、24、25、26、27、28之延伸長度係對應於該個別部分所對應位置的該容置槽10之內徑。舉例而言，在本實施例中，該容置槽10之內徑在中間位置較大，在前後兩端位置則較小。從而，位於該攪拌主軸20之中間部分的該攪拌支軸21、22、25、26之延伸長度係對應於中間位置的該容置槽10之內徑而為較長，位於該攪拌主軸20之前端部分及後端部分的該攪拌支軸23、24、27、28之延伸長度則對應於前後兩端位置的該容置槽10之內徑而為較短。藉由因應該容置槽10之內徑而調整該攪拌支軸之長度，以使該容置槽10的每個地方都能受到葉片攪拌，減少生物體在該容置槽10的角落或底部堆積的情況。

如第1圖至第4圖所示，在本發明的一實施例的水解反應裝置100中，每個該攪拌支軸包括自該攪拌主軸於相反方向延伸的一第一支軸及一第二支軸，該第一支軸及該第二支軸上皆設有該外側攪拌葉片及該內側攪拌葉片。以該攪拌支軸21為例，該攪拌支軸21包括一第一支軸21a及一第二支軸21b，該第一支軸21a上設有該外側攪拌葉片211及該內側攪拌葉片212，該第二支軸21b上設有外側攪拌葉片213及內側攪拌葉片214。藉由第一支軸及一第二支軸的設置，使得支軸與葉片的數量增加，以提升攪拌的效率及效果。另外，較佳地，在本實施例中，同一個該攪拌支軸21的該第一支軸21a及該第二支軸21b之延伸長度係實質上相等，以令該第一支軸21a上的該外側攪拌葉片211與該第二支軸21b上的該外側攪拌葉片213的徑向位置相當，以及該內側攪拌葉片212與該內側攪拌葉片214的徑向位置相當，可避免外側攪拌葉片211(213)與內側攪拌葉片214(212)在攪拌時發生相互干擾。

如第4圖所示，在本發明的一實施例的水解反應裝置100中，該外側攪拌葉片211與該旋轉軸線A所夾的該外推傾角α係為-45°，即，自該旋轉軸線A順時針方向旋轉45°的角，該內側攪拌葉片212與該旋轉軸線A所夾的該內推傾角β係為+45°，即，自該旋轉軸線A逆時針方向旋轉45°的角。當然，本發明並不以此為限，只要該外推傾角α及該內推傾角β為相互交錯設置而能將該生物體向相反方向推動，則該外推傾角α及該內推傾角β可為其它任意角度，例如，該外推傾角α為+45°而該內推傾角β為-45°，該外推傾角α為+30°而該內推傾角β為-60°。另外，應注意的是，在本發明中，在位於該攪拌主軸20之前段部分的該攪拌支軸21、22、23、24之外側攪拌葉片211的外推傾角α為負向角的情況下，位於該攪拌主軸20之後段部分的該攪拌支軸25、26、27、28的外推傾角係為與之相反的一正向角（例，+45°），該攪拌支軸25、26、27、28的內推傾角則為一負向角（例，-45°）。

如第5圖及第6圖所示，藉由該外推傾角α及該內推傾角β的設置，在該攪拌主軸20沿該旋轉軸線A正向轉動（第5圖）時，位於該攪拌主軸20之前段部分的該外側攪拌葉片211在將該容置槽10內的生物體繞著該旋轉軸線A（向圖中上側）推動的同時，也會將該容置槽10內的生物體向該攪拌主軸20的前端（圖中右側）推動（位於該攪拌主軸20之後段部分的外側攪拌葉片則是將生物體向該攪拌主軸20的後端推動）。另一方面，該內側攪拌葉片212在將該容置槽10內的生物體繞著該旋轉軸線A（向圖中上側）推動的同時，也會將該容置槽10內的生物體向該攪拌主軸20的中間位置（圖中左側）推動。如此一來，如第6圖所示，在進行攪拌時，該容置槽10內的生物體會在該容置槽10內來回被推動，不會擠壓在該容置槽10的兩邊，故能攪拌均勻，有效地使生物體充分受熱。

如第7圖及第8圖所示，在該攪拌主軸20沿該旋轉軸線A反向轉動（第7圖）時，該外側攪拌葉片211在將該容置槽10內的生物體繞著該旋轉軸線A（向圖中下側）推動的同時，也會將該容置槽10內的生物體向該攪拌主軸20的中間位置（圖中左側）推動，該內側攪拌葉片212則在將該容置槽10內的生物體繞著該旋轉軸線A（向圖中下側）推動的同時，也會將該容置槽10內的生物體向該攪拌主軸20的前端位置（圖中右側）推動，如此同樣也會使該容置槽10內的生物體在該容置槽10內來回被推動。另外，反向轉動可使該容置槽10底部的生物體朝中間位置移動，而便於自該容置槽10底部中央的出料口進行出料。

藉由上述結構，本發明的水解反應裝置100的外側攪拌葉片及內側攪拌葉片會將該生物體向不同的方向推動，使得位於該容置槽10底部及外圍的生物體被該外側攪拌葉片向該容置槽10的前後兩端推動時，位在該容置槽10的前後兩端的生物體則能夠被內側攪拌葉片推動帶回該容置槽10的中間，反之亦然。如此一來，能夠讓生物體在該容置槽10中均勻分布而不會堆積擠壓，藉此便能充分受熱，以良好進行水解反應。

以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。

100‧‧‧水解反應裝置1‧‧‧水解反應槽體10‧‧‧容置槽2‧‧‧攪拌構件20‧‧‧攪拌主軸21‧‧‧攪拌支軸211‧‧‧外側攪拌葉片212‧‧‧內側攪拌葉片213‧‧‧外側攪拌葉片214‧‧‧內側攪拌葉片21a‧‧‧第一支軸21b‧‧‧第二支軸22‧‧‧攪拌支軸23‧‧‧攪拌支軸24‧‧‧攪拌支軸25‧‧‧攪拌支軸26‧‧‧攪拌支軸27‧‧‧攪拌支軸28‧‧‧攪拌支軸3‧‧‧蒸氣構件A‧‧‧旋轉軸線α‧‧‧外推傾角β‧‧‧內推傾角

［第1圖］係顯示根據本發明的一實施例的一水解反應裝置的示意圖； ［第2圖］係顯示根據本發明的實施例的水解反應裝置的一攪拌構件的示意圖； ［第3圖］係顯示第2圖的攪拌構件於C-C線段的剖面示意圖； ［第4圖］係顯示第2圖的攪拌構件的局部示意圖； ［第5圖］係顯示根據本發明的實施例的水解反應裝置的攪拌構件於一正向轉動時的示意圖； ［第6圖］係顯示根據本發明的實施例的水解反應裝置於攪拌構件為正向轉動時的示意圖； ［第7圖］係顯示根據本發明的實施例的水解反應裝置的攪拌構件於一反向轉動時的示意圖； ［第8圖］係顯示根據本發明的實施例的水解反應裝置於攪拌構件為反向轉動時的示意圖。

2‧‧‧攪拌構件

20‧‧‧攪拌主軸

21‧‧‧攪拌支軸

211‧‧‧外側攪拌葉片

212‧‧‧內側攪拌葉片

22‧‧‧攪拌支軸

23‧‧‧攪拌支軸

24‧‧‧攪拌支軸

25‧‧‧攪拌支軸

26‧‧‧攪拌支軸

27‧‧‧攪拌支軸

28‧‧‧攪拌支軸

A‧‧‧旋轉軸線

Claims (8)

1. 一種水解反應裝置，用於水解反應一生物體，包含： 一水解反應槽體，具密閉之一容置槽，用以容置該生物體； 一攪拌構件，包括一攪拌主軸，該攪拌主軸沿一旋轉軸線而可轉動地延伸設置於該容置槽內，該攪拌主軸徑向延伸設置有複數個攪拌支軸，複數個該攪拌支軸沿該旋轉軸線而間隔配置且隨著該攪拌主軸之轉動而繞著該攪拌主軸旋轉，各個該攪拌支軸上設有一外側攪拌葉片及一內側攪拌葉片，該外側攪拌葉片位於該攪拌支軸之外側位置，該內側攪拌葉片位於該外側攪拌葉片與該攪拌主軸之間，其中該外側攪拌葉片與該旋轉軸線夾一外推傾角，該內側攪拌葉片與該旋轉軸線夾一內推傾角，而使該外側攪拌葉片與該內側攪拌葉片係為相互交錯設置；以及 一蒸氣構件，連通於該容置槽而供應一水蒸氣， 其中該外推傾角及該內推傾角係經設置而使得 在該攪拌主軸沿該旋轉軸線正向轉動時，位於該攪拌主軸之前段部分的該攪拌支軸之外側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的前端推動，位於該攪拌主軸之後段部分的該攪拌支軸之外側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的後端推動，該內側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的中間位置推動，以及 在該攪拌主軸沿該旋轉軸線反向轉動時，該外側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的中間位置推動，位於該攪拌主軸之前段部分的該攪拌支軸之內側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的前端推動，位於該攪拌主軸之後段部分的該攪拌支軸之內側攪拌葉片將該容置槽內的該生物體向該攪拌主軸的後端推動。
2. 如請求項1所述的水解反應裝置，其中位於該攪拌主軸之前段部分的複數個該攪拌支軸之間係於相異的徑向角度位置自該攪拌主軸徑向延伸，且使複數個該攪拌支軸在該攪拌主軸上呈螺旋狀排列。
3. 如請求項1所述的水解反應裝置，其中位於該攪拌主軸之後段部分的複數個該攪拌支軸之間係於相異的徑向角度位置自該攪拌主軸徑向延伸，且使複數個該攪拌支軸在該攪拌主軸上呈螺旋狀排列。
4. 如請求項1所述的水解反應裝置，其中位於該攪拌主軸之個別部分的該攪拌支軸之延伸長度係對應於該個別部分所對應位置的該容置槽之內徑。
5. 如請求項1至4中任一項所述的水解反應裝置，其中該攪拌支軸包括自該攪拌主軸於相反方向延伸的一第一支軸及一第二支軸，該第一支軸及該第二支軸上皆設有該外側攪拌葉片及該內側攪拌葉片。
6. 如請求項5所述的水解反應裝置，其中該第一支軸及該第二支軸之延伸長度係實質上相等。
7. 如請求項1所述的水解反應裝置，其中該外推傾角係為-45°，以及該內推傾角係為+45°。
8. 如請求項1所述的水解反應裝置，其中該外側攪拌葉片及該內側攪拌葉片係為一平槳狀葉片。

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