分离提纯乳酸链球菌素的装置的制作方法

本实用新型属于生物化工领域，尤其是涉及一种分离提纯乳酸链球菌素的装置。

背景技术：

乳酸链球菌素(Nisin)亦称乳酸链球菌肽或音译为尼辛，是乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由34个氨基酸残基组成，分子量约为3500Da。由于乳酸链球菌素可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用，因此被作为食品防腐剂广泛应用于食品行业。食用后在人体的生理pH条件和α—胰凝乳蛋白酶作用下很快水解成氨基酸，不会改变人体肠道内正常菌群以及产生如其它抗菌素所出现的抗性问题，更不会与其它抗菌素出现交叉抗性，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。

目前，工业上主要采用发酵法生产Nisin。而从发酵液中提取Nisin的方法主要有邮寄溶液剂萃取、盐析法、吸附法及近年来发展起来得层析法、免疫磁珠分离法等。有机溶剂法需要使用大量的正丙醇、丙酮等有机溶剂，存在着有机溶剂的后处理及环境的污染等问题，对于大规模的回收和纯化是不实用的；盐析法操作简便安全，而且所得的蛋白质并不丧失活性，但培养基中的杂蛋白也随之沉淀，所得产品不尽人意；国外有实用吸附解析法分离纯化发醉液中Nisin的报道，但吸附刹价格较贵，难以应堆于国内的工业化生产。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种分离提纯乳酸链球菌素的装置，以克服现有技术的缺陷，操作简单，成本适中，且获得的产品纯度高。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

分离提纯乳酸链球菌素的装置，包括箱体；

所述箱体内安装有圆柱筒状不锈钢层析柱，层析柱内固设有第一套筒，第一套筒和层析柱内壁之间设有填料层；第一套筒内安装有微滤膜组件，微滤膜组件内安装有第二套筒，第二套筒内自下而上依次设有微孔曝气管、溶液储存区和气泡储存区；气泡储存区与微滤膜组件内部空间连通，微滤膜组件与第一套筒内部空间连通，第一套筒内部空间与层析柱内部空间连通，层析柱内部空间与箱体内部空间连通。

进一步的，微孔曝气管的进气端依次穿过第二套筒、微滤膜组件、第一套筒、层析柱，并延伸至箱体外部。

进一步的，箱体上设有第一溶液出口，层析柱上设有第二溶液出口，第一套筒上设有第三溶液出口，第二套筒上设有气泡出口、第四溶液出口和进液口；气泡出口与气泡储存区位置相对应，第四溶液出口和溶液进口均与溶液储存区的位置相对应；所有溶液出口、溶液进口处均设有自动电磁阀。

进一步的，溶液进口处的连接管依次穿过第二套筒、微滤膜组件、第一套筒、层析柱，并延伸至箱体外部；气泡出口的高度、溶液进口的高度、第三溶液出口的高度、第二溶液出口的高度和第一溶液出口的高度依次减小；气泡出口的高度小于第一套筒的高度。

进一步的，填料层内的填料为大孔树脂、凝胶、活性炭、聚酰胺、硅胶中的一种。

进一步的，填料层上方设有环状限位板，环状限位板固设在第一套筒和层析柱之间。

进一步的，箱体为圆柱状；箱体上设有环状盖体；箱体顶部设有环形凹槽，环状盖体底部相应位置设有可与环形凹槽相卡合的凸肋；盖体内径比箱体外径大1-3mm。

进一步的，微滤膜组件包括上压板和下压板；上压板和下压板之间设有若干支撑肋，若干支撑肋围成一圆形；若干支撑肋所围成的区域内设有第二套筒；若干支撑肋的外围包裹有微滤膜；上压板设有消泡剂加入口，消泡剂加入口位于微滤膜与第二套筒之间；消泡剂为乙醇。

进一步的，第二套筒的顶部和底部分别固定在上压板和下压板上；上压板的高度大于第一套筒的高度；下压板下表面均匀设有若干可轴向伸缩的导向柱；导向柱上套有弹簧；上压板侧壁与层析柱内侧壁密封滑动连接，上压板上表面中心处连接有液压缸，液压缸固设在支架上；液压缸位于上压板的上方，支架设在箱体的外围；下压板与第一套筒的内壁滑动密封连接。

进一步的，层析柱顶部设有用于限制上压板上行的限位块。

相对于现有技术，本实用新型所述的分离提纯乳酸链球菌素的装置具有以下优势：

本实用新型所述的分离提纯乳酸链球菌素的装置，待提取液依次经气体提取、微滤膜过滤和层析柱提取，操作简单，提取效率高，提取效果好，经济性较高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的分离提纯乳酸链球菌素的装置的简单主视剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的分离提纯乳酸链球菌素的装置中箱体、层析柱、第一套筒、微滤膜和第二套筒的俯视相对位置示意图。

附图标记说明：

1-箱体；2-层析柱；3-第一套筒；4-填料层；5-第二套筒；6-微孔曝气管；7-溶液储存区；8-气泡储存区；9-第二溶液出口；10-第三溶液出口；11-气泡出口；13-环状限位板；14-环状盖体；15-上压板；16-下压板；17-微滤膜；18-导向柱；19-弹簧；20-液压缸；21-支架；22-限位块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，分离提纯乳酸链球菌素的装置，包括箱体1；

箱体1内安装有圆柱筒状不锈钢层析柱2，层析柱2内固设有第一套筒3，第一套筒3和层析柱2内壁之间设有填料层4；第一套筒3内安装有微滤膜组件，微滤膜组件内安装有第二套筒5，第二套筒5内自下而上依次设有微孔曝气管6、溶液储存区7和气泡储存区8；气泡储存区8与微滤膜组件内部空间连通，微滤膜组件与第一套筒3内部空间连通，第一套筒3内部空间与层析柱2内部空间连通，层析柱2内部空间与箱体1内部空间连通。

微孔曝气管6的进气端依次穿过第二套筒5、微滤膜组件、第一套筒3、层析柱2，并延伸至箱体1外部。

箱体1上设有第一溶液出口，层析柱2上设有第二溶液出口9，第一套筒3上设有第三溶液出口10，第二套筒5上设有气泡出口11、第四溶液出口和进液口；气泡出口11与气泡储存区8位置相对应，第四溶液出口和溶液进口均与溶液储存区7的位置相对应；所有溶液出口、溶液进口处均设有自动电磁阀。

溶液进口处的连接管依次穿过第二套筒5、微滤膜组件、第一套筒3、层析柱2，并延伸至箱体1外部；气泡出口11的高度、溶液进口的高度、第三溶液出口10的高度、第二溶液出口9的高度和第一溶液出口的高度依次减小，可以实现整体体系内物料依靠重力自流，避免更多能耗；为了尽量减少气泡上浮至微滤膜上端，将气泡出口11的高度设置成小于第一套筒3的高度的形式。

填料层4内的填料为活性炭颗粒。

填料层4上方设有环状限位板13，环状限位板13固设在第一套筒3和层析柱2之间；环状限位板13的高度小于第一套筒3的高度。环状限位板13可以起到限制填料层中填料上浮的作用。箱体1为圆柱状；箱体1上设有环状盖体14；箱体1顶部设有环形凹槽，环状盖体14底部相应位置设有可与环形凹槽相卡合的凸肋；盖体内径比箱体1外径大2mm。上述设置可以保证盖体与箱体的可拆卸连接。

微滤膜组件包括上压板15和下压板16；上压板15和下压板16之间设有若干支撑肋，若干支撑肋围成一圆形；若干支撑肋所围成的区域内设有第二套筒5；若干支撑肋的外围包裹有微滤膜17；上压板15设有消泡剂加入口，消泡剂加入口位于微滤膜17与第二套筒5之间；消泡剂为乙醇。选用乙醇做消泡剂，是因为常规的硅胶系列消泡剂容易吸附到膜表面，造成不可逆的膜污染，而乙醇则可很好的避免上述缺陷，同时满足消泡的功能。

第二套筒5的顶部和底部分别固定在上压板15和下压板16上；上压板15的高度大于第一套筒3的高度；下压板16下表面均匀设有若干可轴向伸缩的导向柱18；导向柱18上套有弹簧19；上压板15侧壁与层析柱2内侧壁密封滑动连接，上压板15上表面中心处连接有液压缸20，液压缸20固设在支架21上；液压缸20位于上压板15的上方，支架21设在箱体1的外围；下压板16与第一套筒3的内壁滑动密封连接。

层析柱2顶部设有用于限制上压板15上行的限位块22。

本实施例的工作过程为：

使用时，将液压缸20、各自动电磁阀均与现有的自动控制系统连接；从溶液进口导入待提取分离的溶液，同时将微孔曝气管6的进气端与现有的高压惰性气体或干燥二氧化碳气体，处在溶液储存区7的溶液中所含的乳酸链球菌素一部分经气泡携带进入气泡储存区8，另一部分仍残留在溶液储存区7；先控制气泡出口的自动电磁阀打开，将气泡导入微滤膜组件，并加入乙醇作为消泡剂，在消泡剂的作用下气泡消失，打开第二套筒5上的第四溶液出口出的自动电磁阀，处在溶液储存区7的残留的溶液进入微滤膜组件，在微滤膜17的过滤作用下，纯度较高的乳酸链球菌素进入第一套筒3内，随后进入层析柱2内的填料层4进一步浓缩分离，最终提纯后的溶液进入箱体1收集。整个操作过程中，液压缸20可带动上压板15、下压板16及整个微滤膜组件和第二套筒5等在层析柱2内上下移动，实现为层析柱2间歇提供压力的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。