乳糖水解裝置的製作方法

2023-06-28 21:59:16 1

專利名稱：乳糖水解裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種乳糖水解裝置，特別是一種將牛奶中的乳糖進行水解的裝置。
目前，在低乳糖乳製品生產中，人們是利用乳酸克魯維酵母源的乳糖酶提取物，用直接添加酶製劑法生產數量有限的低乳糖酶奶粉，但是，其產品因添加粗酶液易出現沉澱，增多雜質等缺陷，這種生產方法乳糖酶無法重複利用，難以實現連續化、自動化生產低乳糖的乳製品。隨著乳品工業的發展，為滿足人們對低乳糖乳製品的需求，急需開發研製一種能夠連續化、自動化生產，成本低的乳糖水解裝置。
本實用新型的目的是提供一種能夠連續化、自動化生產，乳糖酶可以重複使用，生產成本低的乳糖水解裝置。
本實用新型的乳糖水解裝置，包括攪拌機，與其連接的泵，其中泵的出口與設在膜酶生化反應器一端的入口相連，所述膜酶生化反應器內，沿其軸線方向填滿帶有超濾膜壁的中空纖維簇，所述中空纖維的底部和頂部與膜酶生化反應器的底部和頂部之間留有適當的距離，所述中空纖維的底部和頂部及與其相接觸的膜酶生化反應器的側壁互相粘接在一起，所述纖維簇和膜酶生化反應器的內壁之間充滿乳糖酶，所述膜酶生化反應器上設有乳糖酶添加口，側壁上設有水解乳出口，其另一端設有未水解乳出口。
本實用新型乳糖水解裝置的改進之處在於水解乳出口和未水解乳出口連接在一起，並通過截至閥分別與攪拌機和乳製品出口相通。
本實用新型乳糖水解裝置的優點和積極效果在於利用帶有超濾膜壁的中空纖維截留法固定乳糖酶，使乳糖酶可以重複使用，降低了生產成本。比直接添加酶製劑的方法，酶的活力回收率可高達99.98％，基本不存在包埋損失。由於乳糖酶被固定於裝置中，底物(乳或乳清)可以不斷與其反應，因此能夠實現連續化、自動化生產低乳糖的乳製品。並且操作簡單，在連續生產中乳糖酶的穩定性較高，利用膜酶生化反應器生產乳糖水解乳的生產周期短，整個反應過程是在封閉的容器中進行，從而使反應結束時底物的各項微生物指標(細菌總數、大腸桿菌)不會產生大的變化，產品質量得以保證。
本實用新型的其他細節和特點可通過閱讀下文結合附圖詳加描述實施例即可清楚明了。


圖1是本實用新型乳糖水解裝置的示意圖；圖2是本實用新型乳糖水解裝置膜酶生化反應器的剖視圖。
如
圖1所示，包括攪拌機1，與其連接的泵2，其中泵2的出口3與設在膜酶生化反應器一端的入口4相連，所述膜酶生化反應器5內，沿其軸線方向填滿帶有超濾膜壁的中空纖維簇6，所述中空纖維簇6的底部和頂部與膜酶生化反應器5的底部和頂部之間留有適當的距離，使從入口4注入的底物能夠進入纖維的中間通道內，所述膜酶生化反應器5上設有乳糖酶7的添加口10，所述纖維簇6和膜酶生化反應器5的內壁之間充滿乳糖酶7，所述中空纖維簇6的底部和頂部及與其相接觸的膜酶生化反應器5的側壁互相粘接在一起，以使所注入的乳糖酶7不能進入纖維的中間通道內或者隨乳產品流出，保證乳糖酶7可以重複利用，在膜酶生化反應器5的側壁上設有水解乳出口9，其另一端設有未水解乳出口8，在未水解出口8處設有加壓裝置，用於限制未水解乳的流速。水解乳出口9和未水解乳出口8連接在一起，並通過截至閥分別與攪拌機1和乳製品出口11相通。圖2是膜酶生化反應器的剖視圖，其中膜酶生化反應器5中設有中空纖維簇6和乳糖酶7。
本實用新型的工作過程和原理是，將一批(約2噸)底物(牛乳、脫脂乳、乳清等)滅菌後通過管道注入攪拌機1中，在攪拌機1裡，底物進行降溫或預熱，使底物保持在32～38℃之間，然後以0.45～0.6噸/小時的流速泵入膜酶生化反應器5中。在膜酶生化反應器5內，沿其軸線方向填滿帶有超濾膜壁的中空纖維簇6，該膜的截留分子量為10000。通過膜酶生化反應器5上的乳糖酶入口10，在膜酶生化反應器5內壁與帶有超濾膜的中空纖維簇6之間注入乳糖酶7，在本實施例中乳糖酶為β-半乳糖苷酶。底物從入口4流入中空纖維簇6的中間通道內中，含有小分子量的乳糖乳清經帶有超濾膜的中空纖維簇6的側壁濾過，擴散到膜酶生化反應器5中，與膜酶生化反應器5中的乳糖酶7接觸，被乳糖酶7水解為葡萄糖和半乳糖，反應一段時間後，便得到乳糖水解乳，經過水解乳出口9處截留分子量為100000的膜流出。而大分子量的物質無需水解，從膜酶生化反應器5上部的未水解乳出口8，經加壓後流出，並與水解後的水解乳匯合。從而得到低乳糖的乳製品。在整個水解過程中膜酶生化反應器5中的乳糖酶7不會流失，這些乳糖酶7將繼續進行下面的水解反應，得到重複利用。在優化工藝條件下，2小時即可完成對一批產品的水解。如果該批產品的乳糖指標達不到要求，還可返回到攪拌機中，經泵重新注入膜酶生化反應器中，再次水解，直到符合要求為止。然後水解下一批產品，連續不斷，自動生產。
權利要求1.一種乳糖水解裝置，包括攪拌機，與其連接的泵，其特徵在於泵的出口與設在膜酶生化反應器一端的入口相連，所述膜酶生化反應器內，沿其軸線方向填滿帶有超濾膜壁的中空纖維簇，所述中空纖維的底部和頂部與膜酶生化反應器的底部和頂部之間留有適當的距離，所述中空纖維的底部和頂部及與其相接觸的膜酶生化反應器的側壁互相粘接在一起，所述纖維簇和膜酶生化反應器的內壁之間充滿乳糖酶，所述膜酶生化反應器上設有乳糖酶添加口，側壁上設有水解乳出口，其另一端設有未水解乳出口。
2.根據權利要求1所述的乳糖水解裝置，其特徵在於水解乳出口和未水解乳出口連接在一起，並通過截至閥分別與攪拌機和乳製品出口相通。
專利摘要一種乳糖水解裝置,包括攪拌機,與其連接的泵,其中泵的出口與設在膜酶生化反應器一端的入口相連,在膜酶生化反應器內,沿其軸線方向填滿帶有超濾膜壁的中空纖維簇,纖維簇和膜酶生化反應器的內壁之間充滿乳糖酶,在膜酶生化反應器上還設有乳糖酶添加口,水解乳出口和未水解乳出口。利用帶有超濾膜壁的中空纖維截留法固定乳糖酶,使乳糖酶可以重複使用,降低了生產成本,酶的活力回收率可高達99.98%,基本不存在包埋損失。
文檔編號C12M1/00GK2390887SQ99244168
公開日2000年8月9日 申請日期1999年9月3日 優先權日1999年9月3日
發明者苗世民 申請人:包頭懋菲蒙奶業股份有限公司