本申请涉及低聚壳聚糖制备的,尤其是涉及一种低聚壳聚糖的制备装置及其制备方法。
背景技术:
1、低聚壳聚糖,也称为壳寡糖,是壳聚糖的短链衍生物,由2-10个氨基葡萄糖单元通过β-(1→4)糖苷键连接而成。它在水中有很好的溶解性,并且由于其独特的化学结构和生物活性,低聚壳聚糖在食品、饲料、医药、化妆品和农业等领域有着广泛的应用。它的制备方法主要有:酶解法、化学降解法、物理降解法三种,均是利用不同的手段对壳聚糖进行降解。
2、相关技术中申请号为cn200810056488.4的中国专利,提出了一种复合酶降解制备低聚壳聚糖的工艺方法,包括(1)先将壳聚糖与水混合,再加入冰醋酸使壳聚糖溶解,得到浓度为20~25g/l的壳聚糖溶液,继续用冰醋酸调整溶液ph值为4.5~5.0;(2)向第一步骤得到的壳聚糖溶液中加入复合酶进行降解,得到壳聚糖降解溶液;(3)将第二步骤的降解溶液作为料液经微滤截留去除其中各种酶的残渣;(4)将第三步骤得到的微滤透过液经纳滤分离出盐和单糖以及浓缩;(5)对第四步骤得到的纳滤截留液经喷雾干燥后,即得到低聚壳聚糖。
3、上述中的相关技术存在有以下缺陷:降解反应完成后的混合溶液中还含有少量的未降解的壳聚糖及其他大分子杂质,而低聚壳聚糖分子中含有大量的羟基和氨基,这些官能团可以降低水的表面张力,使混合溶液具有一定的表面活性,从而在进行离心分离的过程中,这些表面活性物质可以聚集形成泡沫附着在过滤膜上,严重影响过滤膜的过滤、分离效果;并且混合溶液中存在的部分酶和蛋白质具有的表面活性也会进一步促成这些泡沫的产生,加剧对过滤、分离效果的影响。
技术实现思路
1、为了改善降解后的低聚壳聚糖混合液在进行过滤分离时容易产生泡沫进而影响分离效率的问题,本申请提供一种低聚壳聚糖的制备装置及其制备方法。
2、本申请第一方面提供的一种低聚壳聚糖的制备装置采用如下的技术方案:
3、一种低聚壳聚糖的制备装置,包括分离罐,所述分离罐上设置有进料管和出料管,所述分离罐中设置有漩涡隔板,所述漩涡隔板分隔所述分离罐内腔空间为漩涡通道,所述进料管与所述漩涡通道外圈入口相连,所述出料管与所述漩涡通道内圈出口相连;
4、所述漩涡隔板的内弧侧上固接有多个向所述漩涡通道的螺旋方向延伸的过滤板,所述过滤板上内嵌有过滤膜,所述过滤板自由端固接有封板,所述封板、所述过滤板和所述漩涡隔板围合成密闭的滤液空间,所述分离罐上设置有与所述滤液空间连通的抽滤管;
5、所述过滤板自由端与位于内圈的所述漩涡通道的外弧侧之间具有间隙。
6、更进一步地,所述过滤板向所述漩涡通道的螺旋方向呈流线性延伸,且所述过滤板与位于内圈的所述漩涡通道的外弧侧之间的间距沿所述漩涡通道的螺旋方向逐渐减小。
7、更进一步地,所述封板上内嵌有透气膜,所述分离罐上设置有一端延伸至所述滤液空间中的排气管,所述排气管的出口高于所述抽滤管的出口。
8、更进一步地,多个所述排气管共同连接有负压抽气设备。
9、更进一步地,所述封板呈弧形设置,且其外弧侧靠近所述滤液空间设置。
10、更进一步地,所述排气管设置在所述滤液空间中靠近所述封板的位置,所述抽滤管设置在所述滤液空间中远离所述封板的位置。
11、更进一步地,所述过滤板上贯穿开设有过滤口,所述过滤膜嵌设安装于所述过滤口中,所述过滤膜展平后的表面积大于所述过滤口的开口面积。
12、更进一步地,所述排气管连接有脉冲供气设备。
13、更进一步地,多个所述过滤膜的滤孔沿所述漩涡通道的螺旋方向呈减小趋势。
14、本申请第二方面提供的一种低聚壳聚糖的制备方法采用如下的技术方案:
15、一种低聚壳聚糖的制备方法,基于上述的一种低聚壳聚糖的制备装置,包括以下步骤:
16、s1.将壳聚糖与水混合,再加入冰醋酸使壳聚糖溶解,得到壳聚糖溶液;
17、s2.向s1中的壳聚糖溶液中加入复合酶进行降解,得到壳聚糖降解溶液;
18、s3.将s2中的降解溶液作为料液经所述进料管通入所述分离罐中进行多次单级或多级过滤,由所述抽滤管自所述滤液空间中抽出单糖滤液;
19、s4.将s3中的单糖滤液经喷雾干燥后,即得到低聚壳聚糖。
20、综上所述,本申请的有益技术效果为:
21、1.降解溶液在分离罐的漩涡通道中高速通行时,依次穿过多个过滤空间,降解溶液中的部分低聚壳聚糖和水穿过过滤板上的过滤膜并进入滤液空间中,由于降解溶液需要穿过多个过滤空间,因此降解溶液在分离罐中可以进行多次过滤,能极大提高对降解溶液的过滤效果;并且降解溶液在过滤空间中通行时,可对过滤板上的过滤膜进行持续性地洗刷,既可以进行过滤、分离,又能对过滤膜进行冲洗,因此可以极大降低过滤、分离过程中产生的气泡粘附在过滤膜上影响过滤效率的概率;
22、2.通过设置排气管可对滤液空间的上层空腔进行抽吸,使得滤液空间中尽可能呈负压,从而可以降低气泡在过滤膜上附着的概率;而且滤液空间中呈负压时,也能提高过滤膜对降解溶液的过滤效率;同时,降解溶液穿过过滤空间后,会在封板的内弧侧形成低压区,使得降解溶液中的气体能够溢出,并穿过透气膜进入滤液空间中,并被排气管排出,进而也可以降低过滤过程中产生泡沫粘附在过滤膜上的概率;
23、3.相较于化学消泡影响低聚壳聚糖纯度以及机械消泡设置额外的机械结构,本申请的制备方法可在对降解溶液进行过滤的过程中,自主完成消泡作业,可以极大提高对低聚壳聚糖降解溶液的过滤、分离效率和质量。
1.一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,包括分离罐(1),所述分离罐(1)上设置有进料管(11)和出料管(12),所述分离罐(1)中设置有漩涡隔板(2),所述漩涡隔板(2)分隔所述分离罐(1)内腔空间为漩涡通道(13),所述进料管(11)与所述漩涡通道(13)外圈入口相连,所述出料管(12)与所述漩涡通道(13)内圈出口相连;
2.根据权利要求1所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,所述过滤板(3)向所述漩涡通道(13)的螺旋方向呈流线性延伸,且所述过滤板(3)与位于内圈的所述漩涡通道(13)的外弧侧之间的间距沿所述漩涡通道(13)的螺旋方向逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,所述封板(4)上内嵌有透气膜(41),所述分离罐(1)上设置有一端延伸至所述滤液空间(14)中的排气管(6),所述排气管(6)的出口高于所述抽滤管(51)的出口。
4.根据权利要求3所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,多个所述排气管(6)共同连接有负压抽气设备。
5.根据权利要求2所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,所述封板(4)呈弧形设置,且其外弧侧靠近所述滤液空间(14)设置。
6.根据权利要求3所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,所述排气管(6)设置在所述滤液空间(14)中靠近所述封板(4)的位置,所述抽滤管(51)设置在所述滤液空间(14)中远离所述封板(4)的位置。
7.根据权利要求1所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,所述过滤板(3)上贯穿开设有过滤口(32),所述过滤膜(31)嵌设安装于所述过滤口(32)中,所述过滤膜(31)展平后的表面积大于所述过滤口(32)的开口面积。
8.根据权利要求7所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,所述排气管(6)连接有脉冲供气设备。
9.根据权利要求1所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,多个所述过滤膜(31)的滤孔沿所述漩涡通道(13)的螺旋方向呈减小趋势。
10.一种低聚壳聚糖的制备方法,基于如权利要求1-9任一项所述的一种低聚壳聚糖的制备装置,其特征在于,包括以下步骤: