专利名称：酶法制备明胶的设备及其自动化制备方法
技术领域：
本发明属于明胶制备领域，特别涉及酶法制备明胶的设备及其自动化制备方法。
背景技术：
明胶是从动物的皮或骨的结缔组织中抽提得到的蛋白质，是胶原降解的产物。明胶按原料来源可分为皮明胶和骨明胶，生产工艺有酸法、碱法。目前，国内外明胶公司一直沿用的是传统碱法工艺制备明胶。碱法工艺的流程是选料、砸碎、脱脂、水洗、干燥、分级、浸酸、水洗、浸灰、水洗、中和、水洗、抽提、过滤、蒸发、干燥、粉碎、包装等18道工序，如彭必先，陈丽娟在《明胶科学与技术》，14(1)，1-11，(1994)中所公开的。其中从浸酸一直到抽提需要60到100天，在寒冷地区天数更多。所以明胶生产周期长是传统工艺无法克服的问题之一；另外，生产明胶的传统工艺还存在如下缺陷①从浸酸一直到抽提每一道工序都需要用水配合完成，据粗率统计需要1500-2000吨水/1吨胶，用水量大，也带来了电能的消耗；②生产中用水量过大意味着废酸水和碱水的大量排放，造成周边地区环境污染严重；③传统明胶生产工艺的自动化程度较低，多数工段为手工操作，影响批与批之间明胶质量的稳定系数；④传统工艺每生产一批明胶好胶率只占60％，而剩40％归类于低档用胶。
改变传统制胶工艺，缩短生产周期、节约水资源、保护环境、提高效益，稳定质量，多年来一直是科研人员关注的焦点。美国的柯达、日本的新田、法国的Rousselot、德国的DGF等国际知名公司都在积极投入大量资金和研究力量，试图攻克这一难关，但是迄今为止仍没有获得突破。
发明内容
本发明的目的之一是赋予制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置一种新的用途，直接用该装置来酶法制备明胶，改变传统明胶生产工艺中存在的生产周期长、效率低、能耗高、污染严重和产品质量不稳定等缺点，达到明胶生产工艺操作简便，实验重复性好，节约水资源，没有污染并符合工业化生产规模等要求。
本发明的再一目的是提供一种利用制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置，与降解胶原的酶化学反应技术相结合自动化生产硬胶囊明胶的方法。
本发明用电脑编程智能型软硬件组装技术与降解胶原的酶反应技术相结合，提供一种全新的自动化制备明胶的方法。本方法所用的设备是原用于照相卤化银乳剂的制备。电脑编程硬件组装技术是利用计算机检测的快速性及可编程性，把实验数据通过理论计算输入电脑，对整个反应过程的各项工艺参数进行严格的控制。工艺参考输入值是酸性pH在2～7的范围，碱性pH在7～13的范围；反应温度在20～90℃；反应时间控制在24小时之内；流量精度是0～100毫升；搅拌速度200～3000转/分钟等，根据这些参数电脑程序自动绘制出各种参考值的测控曲线。
本发明的酶法制备明胶的设备，是制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置，该装置包括计算机、智能控制箱、反应体(反应锅+反应箱体)、搅拌系统(搅拌浆、马达等)、加料泵、加料管和工艺参数测量装置等；计算机通过通信电缆与智能控制箱连接，智能控制箱通过测量总线(测量反应锅内、外的温度、搅拌速度和pH值等)和控制总线(控制反应锅内的温度、搅拌电机、酸和碱的流量和pH值等)与反应体的温度测量及控制装置连接，搅拌系统的搅拌浆伸入到反应锅中，反应锅锅盖上安装有温度计、pH电极棒和温度调节棒等，加料泵(蠕动泵)的出料管与通入反应锅中的加料管相连通，化学反应智能控制箱通过计算机控制加料泵向反应锅中输送酸和碱溶液；其特征是所述的制备卤化银乳剂的双注仪电脑编程智能型装置用于酶法制备明胶。
本发明的利用制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置生产明胶的方法，该方法的步骤包括
(1).选用脱脂不脱矿的骨料加水混合，将胶体磨成骨泥浆，磨好的骨泥浆倒入到反应锅内；(2).启动计算机(事先已在计算机内安装了酶法制胶应用软件)，调出酶法制胶工艺流程，其流程包括①用图形、数字方式显示化学反应实时模拟工况，②温度、搅拌速度、pH值曲线，③酸和碱溶液的流量、温度、转速、pH值参数表，④明胶配方，⑤对温度、酸和碱溶液的流量、pH值等控制参数进行误差校正；(3).选择明胶配方并输入工艺参考值反应时间段，骨泥浆pH在2～7的范围，碱性pH在7～13的范围；反应温度在20～100℃；反应时间控制在24小时之内；精度是0～100毫升/分钟；搅拌速度200～3000转/分钟等，根据这些参数电脑程序会自动绘制出各种参考值的测控曲线；如选择功能菜单明胶配方，用文件及填表方式，建立、修改、保存、调用和传送配方；若选择功能菜单工况，则可以显示酶法制胶反应实时模拟工况图及实时数据，显示反应进程和操作提示。在整个反应过程中，可用鼠标或键盘操作对反应参数如温度、流量、pH值、时间、搅拌速度进行全程监控，跟踪记录，打印保存。
(4).确定反应开始，启动设备，通过化学反应智能控制箱控制加料泵(蠕动泵)向反应锅中输送酸和碱溶液，开始搅拌，往骨泥浆中加入盐酸溶液，调整pH值为1.5～4.0，优选pH值为2.0，然后加胃蛋白酶控制胶原降解，其中所述的蛋白酶的加入量是骨泥浆重量的2～8‰。在室温下反应4～7小时，然后用氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化铵调反应后溶液的pH值为4～5，将温度加热到70～85℃抽提，以温度每升高5℃抽提一次，共抽提4次左右。此时计算机屏幕上显示各给定值和实际测定值，计算机并对时间、温度、搅拌速度、酸和碱溶液的流量、pH值根据反应进行随时监控，直到根据设定的反应时间，控制反应结束，停止搅拌，得到产率75％以上的高纯度的硬胶囊明胶溶液。
本发明的利用制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置生产明胶的方法，完全克服了本发明在背景技术中所述的四点缺陷，生产明胶从原来的60-100天减少至6-10天，增加了生产效益；无需再分生产工段，同时也不需要大量用水和电；减少了污染，降低了成本；提高了自动化程度，保证了产品质量；出品好胶率从原来60％增高到75％。
图1.本发明的设备示意图。
附图标记1.计算机2.智能控制箱3.反应体(反应锅+反应箱体)4.搅拌系统 5.加料泵6.通信电缆7.测量总线 8.控制总线 9.加料管10.温度测量装置 11.pH值测量装置具体实施方式
实施例1选择由中国科学院理化技术研究所制造销售的，用于制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置，该装置包括计算机、智能控制箱、反应体(反应锅+反应箱体)、搅拌系统(搅拌浆、马达等)、加料泵、加料管和工艺参数测量装置等；计算机通过通信电缆与智能控制箱连接，智能控制箱通过测量总线(测量反应锅内、外的温度、搅拌速度和pH值等)和控制总线(控制反应锅内的温度、搅拌电机、酸和碱的流量和pH值等)与反应体的温度测量及控制装置连接，搅拌系统的搅拌浆伸入到反应锅中，反应锅锅盖上安装有温度计、pH电极棒和温度调节棒等，加料泵(蠕动泵)的出料管与通入反应锅中的加料管相连通，化学反应智能控制箱通过计算机控制加料泵向反应锅中输送酸、碱溶液。
利用该设备生产明胶的方法为(1).选用脱脂不脱矿的骨料1000克加水混合，将胶体磨成骨泥浆，磨好的骨泥浆倒入到反应锅内；此反应锅配有搅拌马达、搅拌浆和反应锅的盖，在锅盖的平面上带有加料口并打孔插入温度计、pH电极棒和温度调节棒等；(2).启动计算机(事先已在计算机内安装了酶法制胶应用软件)，调出酶法制胶工艺流程，其流程包括①用图形、数字方式显示化学反应实时模拟工况，②温度、搅拌速度、pH值曲线，③酸和碱溶液的流量、温度、转速、pH值参数表，④明胶配方，⑤对温度、酸和碱溶液的流量、pH值等控制参数进行误差校正；(3).计算机屏幕显示出主菜单，可根据屏幕提示将事先设计好的明胶配方及各种工艺参数依次输送到计算机，反应时间6段，骨泥浆pH的段初值和段终止值为2.0～5.0(段初值为2.0，段终值为5.0)，反应温度为20～85℃；反应时间控制在10小时之内；流量精度是100毫升/分钟；搅拌速度1000转/分钟，根据这些参数电脑程序会自动绘制出各种参考值的测控曲线；(4).确定反应开始，启动设备，开始搅拌，通过化学反应智能控制箱控制加料泵(蠕动泵)向反应锅中的骨泥浆加入盐酸溶液，调整pH值为2.0，然后加胃蛋白酶控制胶原降解，其中所述的蛋白酶的加入量是骨泥浆重量的4‰。在室温下反应6小时，然后用氢氧化钙调反应后溶液的pH值为5.0，将温度加热到70～85℃抽提，以温度每升高5℃抽提一次，共抽提4次。此时计算机屏幕上显示各给定值和实际测定值，计算机并对时间、温度、搅拌速度、酸和碱溶液的流量、pH值根据反应进行随时监控，直到根据设定的反应时间，控制反应结束，停止搅拌，得到产率75％以上的高纯度的硬胶囊明胶180克。
权利要求
1.一种酶法制备明胶的设备，该设备是制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置，包括计算机、智能控制箱、反应锅、反应箱体、搅拌系统、加料泵、加料管和工艺参数测量装置；计算机通过通信电缆与智能控制箱连接，智能控制箱通过测量总线和控制总线与反应锅和反应箱体的温度测量及控制装置连接，搅拌系统的搅拌浆伸入到反应锅中，反应锅锅盖上安装有温度计、pH电极棒和温度调节棒，加料泵的出料管与通入反应锅中的加料管相连通，化学反应智能控制箱通过计算机控制加料泵向反应锅中输送酸和碱溶液；其特征是所述的制备卤化银乳剂的双注仪电脑编程智能型装置用于酶法制备明胶。
2.一种如权利要求1所述的酶法制备明胶的设备的生产方法，其特征是该方法的步骤包括(1).选用脱脂不脱矿的骨料加水混合，将胶体磨成骨泥浆，磨好的骨泥浆倒入到反应锅内；(2).启动计算机，调出酶法制胶工艺流程，其流程包括①用图形、数字方式显示化学反应实时模拟工况，②温度、搅拌速度、pH值曲线，③酸和碱溶液的流量、温度、转速、pH值参数表，④明胶配方，⑤对温度、酸和碱溶液的流量、pH值控制参数进行误差校正；(3).选择明胶配方并输入工艺参考值反应时间段，骨泥浆pH在2～7的范围，碱性pH在7～13的范围；反应温度在20～100℃；反应时间控制在24小时之内；精度是0～100毫升/分钟；搅拌速度200～3000转/分钟；(4).确定反应开始，启动设备，通过化学反应智能控制箱控制加料泵向反应锅中输送酸和碱溶液，开始搅拌，往骨泥浆中加入盐酸溶液，调整pH值为1.5～4.0，优选pH值为2.0，然后加胃蛋白酶控制胶原降解，其中所述的蛋白酶的加入量是骨泥浆重量的2～8‰；在室温下反应4～7小时，然后用氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化铵调反应后溶液的pH值为4～5，将温度加热到70～85℃抽提，以温度每升高5℃抽提一次；根据设定的反应时间，控制反应结束，停止搅拌，得到硬胶囊明胶溶液。
全文摘要
本发明属于明胶制备领域，特别涉及酶法制备明胶的设备及其自动化制备方法。本发明是提供制备卤化银乳剂的电脑编程智能型装置用于酶法制备明胶的新用途。对整个反应过程的各项工艺参数进行严格的控制。工艺参考输入值是酸性pH在2～7的范围，碱性pH在7～13的范围；反应温度在20～90℃；反应时间控制在24小时之内；流量精度是0～100毫升；搅拌速度200～3000转/分钟等。本发明的设备在生产明胶时可从原来的60－100天减少至6－10天，无需再分生产工段，同时减少了污染，降低了成本，增加了生产效益；提高了自动化程度；出品好胶率从原来60％增高到75％。
文档编号C12S3/00GK1498934SQ02149349
公开日2004年5月26日 申请日期2002年11月11日 优先权日2002年11月11日
发明者史京京, 陈丽娟, 王颖, 马江, 郑彤, 郭玉龙 申请人:中国科学院理化技术研究所