高浓度动态多相反应器及动态酶解工艺的制作方法

1.本发明属于酶解反应技术领域，具体涉及为高浓度动态多相反应器及动态酶解工艺。


背景技术：

2.酶解技术应用于人类健康、农业、工业与环境，在其它领域也有一些应用，应用范围广阔。在人类健康领域的应用最多，已经成功形成生产力用于人类健康工程。生物酶解技术的基础学科依据是通过酶的作用使物质得到充分分解，得到生物工程需要的提取物。
3.酶解反应的生成物大部分有一定的粘性，会包裹在物料的表面上，影响生物酶进一步与未反应的物料接触，进而影响酶解反应的效率。为了解决这一问题，现有技术中提出了一种新的解决方案，即动态酶解工艺，将生物酶以及物料同时放入到球磨机或其他刀片粉碎装置内部，边进行酶解反应边对物料进行粉碎，既可以将物料表面包裹的酶解反应物清除，又可以将物料粉碎提高其与生物酶的接触面积。
4.但由于酶解反应物的粘度，粉碎装置内部的研磨球或刀片会与物料进行粘连，甚至出现研磨球不运动的现象，因此在酶解反应中后期，粉碎装置的粉碎效率以及整体的酶解效率都在下降。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高浓度动态多相反应器及动态酶解工艺，本发明通过鞭状物的抽打来将物料表面的酶解反应生成物清除以及将物料击碎，增加物料的表面积以及酶解反应效率。
6.本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：
7.高浓度动态多相反应器，包括筒状的壳体、电机以及粉碎装置，壳体轴线水平布置。
8.所述的壳体外部设有与其贯通连接的填料管，壳体外壁上设有排料口，排料口外部设有排料总成。
9.所述的粉碎装置包括粉碎轴，粉碎轴轴线与壳体轴线平行布置，粉碎轴一端穿设至壳体外部、并于电机输出轴固定连接。
10.位于壳体内部粉碎轴的圆周面上设有若干个击打装置，所述的击打装置为鞭状。
11.优选的，所述的壳体的圆周面内部设有加热腔，壳体外部设有与加热腔贯通连接的进液管以及排液管。
12.优选的，壳体的排料口设置于壳体背离电机一侧端面的下方。
13.所述的排料总成包括连接管、出料管、堵板、连接杆以及电缸。
14.出料管与连接管贯通连接，连接管朝向壳体的一端敞口布置，连接管敞口与排料口同轴贯通连接。
15.堵板设置于排料口内部，堵板背离电机的一端与连接杆固定连接，连接杆轴线与
连接管轴线平行，连接杆另一端穿设至连接管外部。
16.电缸与连接管外壁固定连接，电缸的伸缩杆末端与连接杆末端固定连接。
17.优选的，粉碎轴轴线与壳体轴线位于同一条直线上。
18.击打装置为链条，击打装置长度大于等于壳体内腔的半径。
19.优选的，所述的粉碎轴外部设有与其平行布置的搅拌杆，搅拌杆两端通过圆杆与粉碎轴固定连接。
20.搅拌杆设置于壳体内部。
21.优选的，搅拌杆的形状为圆柱形。
22.搅拌杆圆周面与壳体内壁接触或与壳体内壁之间的间隙小于等于2cm。
23.优选的，所述的粉碎轴内部设有同轴布置的圆柱形腔体。
24.位于壳体外部的粉碎轴的圆周面上套设有两个卡环，位于两个卡环之间的粉碎轴的圆周面上设有若干个第二通孔。
25.两个卡环之间设有套环，套环套设在粉碎轴上，套环内测圆周面凹设有环形腔，环形腔通过第二通孔与粉碎轴内部腔体贯通连接。
26.套环外部设有与其贯通连接的生物酶添加管。
27.位于壳体内部的粉碎轴圆周面上设有若干的第一通孔。
28.优选的，所述的套环8外部贯通连接有生物酶添加管以及高压气连接管。
29.动态酶解工艺，包括以下步骤：
30.a、开启电机，将物料与蒸馏水通过填料管添加至壳体内部，然后加入酸性溶液调整ph至5.0-6.0；
31.b、向壳体内部添加生物酶；
32.c、提高壳体内腔温度至50-60℃，反应3-5小时，得酶解液；
33.d、将酶解液从壳体内部排出，在10℃下离心分离酶解液，收集下层液并干燥。
34.优选的，a、开启电机，将物料与蒸馏水通过填料管添加至壳体内部，然后加入酸性溶液调整ph至5.0-6.0；
35.b、将液态得生物酶通过生物酶添加管注入到粉碎轴内部的腔体中，然后在通过第一通孔喷入到壳体内部；
36.c、通过进液管向加热腔内部添加温度为50-60℃的液体，通过50-60℃的液体对壳体内腔进行加热，使壳体内腔温度达到50-60℃，反应3-5小时，得酶解液；
37.d、关闭填料管的阀门，电缸控制堵板移动，使出料管与壳体上的排料口贯通连接，酶解液通过出料管排出壳体；
38.e、在10℃下离心分离排出的酶解液，收集下层液并干燥。
39.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：
40.(1)采用动态酶解技术，实现边酶解边粉碎，可以将物料表面的酶解产物及时剥离，使新鲜的生物酶与未反应的物料表面继续接触，提高反应效率。同时还可以在酶解过程中进一步将物料粉碎，提高物料与生物酶接触的表面积。
41.(2)由于酶解反应生成物有一定粘性，传统的球磨技术，在反应的中后期用于粉碎的球会粘合到一起，移动缓慢甚至成团不移动，这样不仅失去了粉碎效果，同时还影响酶解反应的进一步进行。本发明通过粉碎轴带动鞭状的击打装置旋转击打物料，将物理打碎，在
粉碎轴旋转过程中，可将鞭状的击打装置从反应物料内部抽离出来，然后旋转在进行击打，击打装置不会与物料混合粘连在一起。
附图说明
42.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
43.图1为本发明高浓度动态多相反应器第一外形图，
44.图2为本发明高浓度动态多相反应器第二外形图，
45.图3为本发明高浓度动态多相反应器剖视图，
46.图4为本发明高浓度动态多相反应器排料总成外壳局部剖视图，
47.图5为本发明高浓度动态多相反应器粉碎装置外形图，
48.图6为图5中a处局部放大图，
49.图7为本发明高浓度动态多相反应器粉碎装置剖视图，
50.图8为图7中b处局部放大图。
51.图中：1-壳体、101-加热腔、2-进液管、3-排液管、4-填料管、5-排料总成、501-连接管、502-出料管、503-堵板、504-连接杆、505-电缸、6-电机、7-粉碎轴、701-卡环、702-第一通孔、703-击打装置、704-搅拌杆、705-第二通孔、8-套环、801-生物酶添加管、802-高压气连接管、803-环形腔、9-底板、901-电机支架、902-壳体支架。
具体实施方式
52.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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发明和简化描述，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发明的限制。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.以下结合附图对本发明高浓度动态多相反应器及动态酶解工艺作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
56.高浓度动态多相反应器，包括筒状的壳体1、电机6以及粉碎装置，壳体1轴线水平布置。
57.所述的壳体1外部设有与其贯通连接的填料管4，填料管4与壳体1轴线方向两端中
的任一端端面连接，贯通口位于该端面上。填料管4上串联有截止阀，当需要向壳体1内部填料时，开启截止阀。
58.壳体1外壁上设有排料口，排料口外部设有排料总成5，排料口同样位于壳体1轴线方向两端中任一端的端面上，本实施例为了布置方便，填料管4与排料口分别位于两个不同的端面上。填料管4与电机6同一侧，壳体1的排料口设置于壳体1背离电机6一侧端面的下方。
59.所述的排料总成5包括连接管501、出料管502、堵板503、连接杆504以及电缸505。
60.出料管502与连接管501贯通连接，连接管501朝向壳体1的一端敞口布置，连接管501敞口与排料口同轴贯通连接。
61.堵板503设置于排料口内部，将排料口堵死。堵板503背离电机8的一端与连接杆504固定连接，连接杆504轴线与连接管501轴线平行，连接杆504另一端穿设至连接管501外部。
62.电缸505与连接管501外壁固定连接，电缸505的伸缩杆末端与连接杆504末端固定连接。当堵板503将排料口堵死时，堵板503朝向壳体1内部的端面与壳体1内壁平齐，这样反应时物料均位于壳体1内部，不会流入到排料口中。当需要排料时，电缸505伸缩杆带动堵板503移动，最终移动至出料管502与连接管501贯通口背离排料口的一侧，将排料口与出料管502贯通连接。
63.所述的粉碎装置包括粉碎轴7，粉碎轴7轴线与壳体1轴线平行布置，本实施例中，粉碎轴7与壳体1同轴布置。
64.粉碎轴7两端分别穿设至壳体1的内壁上，其中一端穿设至壳体1外部、并于电机6输出轴固定连接。电机6输出轴末端固定有法兰，粉碎轴7的端部固定有法兰，两个法兰通过螺栓固定连接。
65.电机6采用减速电机，或在电机6与粉碎轴7之间增加减速箱。
66.电机6下方固定有电机支架901，壳体1外部固定有壳体支架902，电机支架901与壳体支架902底部均与底板9固定连接。
67.位于壳体1内部粉碎轴7的圆周面上设有若干个击打装置703，所述的击打装置703为鞭状，本实施例中击打装置703采用链条，击打装置703所用材料的硬度需要大于粉碎物料的硬度，小于壳体1内壁的硬度,击打装置703长度大于等于壳体1内腔的半径。
68.所述的粉碎轴7外部设有若干根与其平行布置的搅拌杆704，搅拌杆704两端通过圆杆与粉碎轴7固定连接，搅拌杆704设置于壳体1内部。
69.搅拌杆704的形状为圆柱形，本实施例中，所有的搅拌杆704均位于粉碎轴7的同一侧，每一侧均通过同一根圆杆与粉碎轴7固定连接。
70.离壳体1内壁最近的搅拌杆704圆周面与壳体1内壁接触或与壳体1内壁之间的间隙小于等于2cm。
71.所述的粉碎轴7内部设有同轴布置的圆柱形腔体。
72.位于壳体1外部的粉碎轴7的圆周面上套设有两个卡环701，位于两个卡环701之间的粉碎轴7的圆周面上设有若干个第二通孔705。
73.两个卡环701之间设有套环8，套环8套设在粉碎轴7上，套环8内测圆周面凹设有环形腔803，环形腔803通过第二通孔705与粉碎轴7内部腔体贯通连接。
74.套环8外部设有与其贯通连接的生物酶添加管801以及高压气连接管802。
75.位于壳体1内部的粉碎轴7圆周面上设有若干的第一通孔702，第一通孔702将粉碎轴7内部腔体与壳体1内腔贯通连接。
76.在向壳体1内部添加生物酶时，可将生物酶泵入到生物酶添加管801内部然后在通过环形腔803、第二通孔705、粉碎轴7内部腔体、第一通孔702喷入到壳体1内部。由于粉碎轴7在旋转，搅拌杆704在搅拌，因此喷出的生物酶可以更加均匀的与物料接触。
77.同时在酶解反应完成后，需要将酶解液排出时，开启排料总成5，将高压气连接管802与厂区的高压气管路贯通连接，向壳体1内部注入高压气，高压气将壳体1内部的物料通过出料管502排出。
78.酶解液完全排出后，还可以将高压气连接管802与厂区的蒸汽管道连接，向壳体1内部注入蒸汽，同时粉碎轴7旋转，对壳体1内部进行清洁。
79.底板9下端设有旋转机构，当需要排料时，可带动其上方的壳体1以及电机6同时旋转，使壳体1内部的酶解液向排料口方向流动。
80.底板9下端的旋转机构包括与地基固定连接的底座以及升降缸，底板9靠近排料口的一端与底座铰接，另一端下方与升降缸的伸缩杆顶端连接，升降缸采用电缸或液压缸。
81.由于酶解反应时，需要提高反应空间的温度，增加反应效率，同时温度又不能高于60℃，因为高于60℃，生物酶的活性会降低，甚至死亡，为了对壳体1加热并保温，本实施例中，所述的壳体1的圆周面内部设有加热腔101，壳体1外部设有与加热腔101贯通连接的进液管2以及排液管3。进液管2位于排液管3的下方，进液管2以及拍液管3与导热油加热系统贯通连接。导热油加热系统为现有技术，包括加热器、油箱、管路以及循环泵。
82.壳体1外部包裹油保温棉或其他隔热材料。
83.动态酶解工艺，包括以下步骤：
84.a、开启电机6，将物料与蒸馏水通过填料管4添加至壳体1内部，然后加入酸性溶液调整ph至5.0-6.0；
85.b、向壳体1内部添加生物酶；
86.c、提高壳体1内腔温度至50-60℃，反应3-5小时，得酶解液；
87.d、将酶解液从壳体1内部排出，在10℃下离心分离酶解液，收集下层液并干燥。
88.本实施例中，动态酶解工艺，包括以下步骤：
89.a、开启电机6，将物料与蒸馏水通过填料管4添加至壳体1内部，然后加入酸性溶液调整ph至5.0-6.0；
90.b、将液态得生物酶通过生物酶添加管801注入到粉碎轴7内部的腔体中，然后在通过第一通孔702喷入到壳体1内部；
91.c、通过进液管2向加热腔101内部添加温度为50-60℃的液体，通过50-60℃的液体对壳体1内腔进行加热，使壳体1内腔温度达到50-60℃，反应3-5小时，得酶解液；
92.d、关闭填料管4的阀门，电缸505控制堵板503移动，使出料管502与壳体1上的排料口贯通连接，酶解液通过出料管502排出壳体1；
93.e、在10℃下离心分离排出的酶解液，收集下层液并干燥。
94.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的
前提下作出各种变化。