用于生产挤出的蛋白质产品的系统和方法_3

文档序号:9768383阅读:来源:国知局
202、302。内侧部分102、202、302具有内径01、02、03,该内径01、02、03自该内侧部分的一侧 至另一侧穿过中屯、轴A1、A2、A3测得,并且该内侧部分稳固地容纳于一外侧部分106、206、 306内,该外侧部分具有外径04、05、06,该外径04、05、06自该外侧部分的一侧至另一侧穿过 中屯、轴A1、A2、A3测得,其中该外径D4、D5、D6大于该内径01、02、03。内侧部分102、202、302可 采用任何适当的部件在沿着模具的长度的一个或多个点处支撑于该外侧部分106、206、306 内,例如采用至少一支撑腿204(例如1、2、3、4、5等等)、一连接板304,或经由一转换装置 500。在一些实施例中,该内侧部分可由超出该外侧部分的长度的部件支撑。
[0化2]内侧部分102、202、302和外侧部分106、206、306被隔开W定义出内部的纵向流道 110、210、310,纵向流道具有横向截面51,该截面51是沿着该模具的长度1^、1^2、1^3的至少一 部分的一连续环路。内侧部分102、202、302和外侧部分106、206、306排列为使得内径D1、D2、 D3定义出流道110、210、310的内表面112、212、312,其大体上平行于由外径04、05、06所定义 的外表面114、214、314。内部的纵向流道110、210、310具有由内表面112、212、312和外表面 114、214、314限定的间隙厚度1'1^2^3。间隙厚度1'1^2^3在沿流道110、210、310的长度 Bl、B2、B3的各处可W是相同的或是不同的。
[0化3]内部的纵向流道110、210、310具有第一端116、216、316,在该第一端处或附近安置 有入口 118、218、318,其配置为使得包含蛋白质组合物的流沉积入该流道110、210、310内。 内部的纵向流道11〇、210、310还具有第二端(即出口)120、220、320,挤出的蛋白质产品自该 第二端离开该流道110、210、310。内部的纵向流道110、210、310的长度为81、82、83,自该入 口 118、218、318至该第二端120、220、320测得。
[0054] 内部的纵向流道的适当外径可W为约130至约2500毫米(例如,自约160毫米至约 1200毫米,约200毫米至约1000毫米,约250毫米至约500毫米,约300毫米至约450毫米,约 325毫米至约400毫米,W此类推)。内部的纵向流道的内径和外径可调节为适于提供所期望 的的间隙厚度1'1^2^3。间隙厚度可^为约2毫米至约100毫米(例如,自约5毫米至约60毫 米,自约5毫米至约30毫米,W此类推)。在一些实施例中,内径和/或外径可被调节,W调节 挤出的蛋白质产品的生产率。例如,在一些实施例中,可增大内径和外径,W提高挤出的蛋 白质产品的生产率。
[0055] 在一些实施例中,可选取间隙厚度从而提供所期望的穿过该内部流道的蛋白质组 合物的冷却率。举例来说,较小的间隙厚度可提供较快的冷却率,而较大的间隙厚度则可提 供较慢的冷却率。在一些实施例中,冷却率会影响到在蛋白质组合物穿过内部流道时其中 的纤维如何定向。在一些实施例中,可选取冷却率从而提供沿由蛋白质组合物产出的挤出 的蛋白质产品的厚度方向各处大致一致的纤维定向,或是相比于挤出的蛋白质产品的内部 部分在挤出的蛋白质产品的表面附近提供不一致的定向。
[0056] 在一些实施例中,可选取间隙厚度从而提供期望的剪切率。剪切率会影响当蛋白 质组合物穿过内部流道时其纤维定向。然而可W运样理解,除间隙厚度W外的各种因素也 可影响剪切率,例如蛋白质组合物的溫度、蛋白质组合物的成分含量、构成该流道的内表面 和外表面的材料,等等。
[0057] 模具的内部的纵向流道的连续环路可W为任何几何形状的简单封闭曲线,例如大 致的楠圆形(例如,圆形、卵形等等;图4)、大致的多边形形状(如矩形、十二面体,等等;图 5)、或不规则的形状(例如,片状;图6)。如此,可W理解在此所述的直径,视流道的几何形状 而定,是指自流道一侧的内表面至流道另一侧的内表面,并由沿穿过该流道的中屯、轴线的 一直线所测得(对于内径),或是指自流道一侧的外表面至流道另一侧的外表面,并由沿穿 过该流道的中屯、轴线的一直线所测得(对于外径)。例如,若流道的连续环路为一圆形几何 状的简单封闭曲线,那么该直径从该轴线至该流道的内表面在该流道的横向截面上的任何 点都会是大致相同的。在另一个例子中,若流道的连续环路为矩形几何状的简单封闭曲线, 则该直径在该流道的横向截面上沿流道的内表面上各点之间是变化的。在一些实施例中, 从流道的横向截面来看,流道的内表面和外表面可呈不同的几何形状轮廓(例如,图7)。例 如,流道的内表面可呈圆形几何状而外表面可呈八边形几何状。可W理解的是,具有两个不 同几何形状的内表面和外表面的流道仍需限定一间隙厚度,尽管该间隙厚度在该流道的不 同点可能是不同的。在一些实施例中,该流道的连续环路的截面沿该流道的长度方向保持 不变。通常,可减少由锐角造成的不均匀剪切力的简单封闭曲线几何形状是较佳的。例如, 具有大体楠圆形的几何形状,比如,举例来说,图4中所示出的那些,或者仅具有大角度的几 何形状,比如图5中标为"A"的几何形状,就相比于图5中标为"B"或"C"或图6-7中示出的几 何形状更佳。
[005引内部的纵向流道110、210、310配置为在蛋白质组合物沿该流道的长度B1、B2、B3流 过时使得该蛋白质组合物的纤维定向为大体上纵向定向。纵向流道110、210、310可具有约 50厘米至约500厘米(例如自约50厘米至约460厘米,自约100厘米至约300厘米,自约130厘 米至约200厘米,W此类推)的长度。纵向流道的长度可选取,从而提供蛋白质组合物在该纵 向流道内较佳的停留时间。例如,可选取纵向流道的长度W提供约10秒至约1200秒(例如, 自约30秒至约600秒,自约60秒至约300秒,自约160秒至约240秒,W此类推)的停留时间。通 常,更长的纵向流道可提供更长的停留时间,而更短的纵向流道可提供更短的停留时间。然 而,应当理解的是,停留时间会受到各种因素的影响,包括但不限于蛋白质组合物的流率 和/或速度及冷却模具的大小。纵向流道中的期望停留时间可调节,W提供适于生产具有期 望的质感的产自蛋白质组合物的挤出的蛋白质产品的条件。
[0059] 在一些实施例中,流道长度和间隙厚度的比值在大约30:1至大约1000:1(例如,自 约40 :1至约240:1,自约50:1至约160 :1,自约60:1至约140:1,W此类推)的范围可进行选 取,W配置内部的纵向流道110、210、310,来将蛋白质组合物的纤维定向为大致纵向方向。 流道长度和间隙厚度的比值可选取W提供期望的冷却率、期望的停留时间和/或期望的剪 切率,来提供所期望的挤出的蛋白质产品的质感。例如,较低的比值(例如30:1)大体上会造 成较快的冷却率,而较高的比值(例如1000:1)大体上会允许较慢的冷却率。
[0060] 流道的表面组织、表面材料、溫度W及长度可调整,从而向挤出的蛋白质产品提供 期望的质感和/或控制流道中蛋白质组合物的平衡和/或流动。为了控制和/或调节内部的 纵向流道110、210、310的溫度,模具100、200、300沿着流道110、210、310的长度81、82、83的 至少一部分可具有一个或更多个冷却装置140、160、240、260、340、360。在一些实施例中,模 具100、200、300包括冷却内表面112、212、312的冷却装置140、240、340。在一些实施例中,模 具100、200、300包括冷却外表面114、214、314的冷却装置160、260、360。冷却装置可采用任 何适当的方法冷却内部的纵向流道的内表面和/或外表面。举例来说,冷却装置140、160、 240、260、340、360内可使用冷却流体(例如,水、酒精、制冷剂、空气,或其他类似物;未示 出),W冷却内表面112、212、312和/或外表面114、214、314。在一些实施例中,流道的至少一 部分可被制冷腔穿过。在一些实施例中,流道的至少一部分通过液体的蒸发来冷却。尽管内 表面和外表面W相近的速率得到冷却会是较佳的,但内表面和外表面无需W相同方式冷却 或W相同速率冷却。举例来说,如果期望在挤出的蛋白质产品的一个表面获得与另一个表 面不同的质感,那么就可W不同的速率冷却内表面和外表面。
[0061] 在一些实施例中,为了调整W在此提供的方法生产的挤出的蛋白质产品的质感, 沿流道长度方向的流道的不同部分的溫度可W是不同的。例如,流道110、210、310可W被冷 却使其在较靠近第二端120、220、320处相比于在第一端116、216、316和/或入口118、218、 318冷却到更低的溫度,W使得当蛋白质组合物在流向第二端120、220、320时变得越来越 冷。冷却装置140、160、240、260、340、360可酌情配置W提供所期望的冷却效果,比如,举例 来说,通过使得该冷却装置具有一冷却流体入口 142、162、242、262、342、362和一冷却流体 出口 144、164、244、264、344、364,其被安置^在需要较低溫度的地方提供最冷的冷却流体 并在需要较暖溫
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