一種偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法及設備的製作方法
2023-10-23 15:56:12
專利名稱：一種偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用多級預處理與膜分離生物反應器偶聯酶解幾丁聚糖，製備所需不同聚合度與高活性幾丁寡糖產品的工業化規模生產的方法和設備。
目前，可提供的幾丁寡糖製備的技術途徑有酸解法、氧化法和酶解法。通常是通過這三種途徑來降解相對高聚合度的幾丁聚糖，使其聚合度降低，繼而採用層析法、離子交換法或電滲析法進行分離提純而獲得幾丁寡糖的。由於這些方法具有製備過程複雜、指標波動大、對環境的汙染嚴重、產品收率低、製備成本高、產品的生理活性不一致等問題而限制了幾丁寡糖產品的工業化大規模生產。
採用常規膜分離生物反應器技術，用於酶解幾丁聚糖來製備幾丁寡糖的方法和裝置，由於對原料的要求高，在工業化規模生產的過程中，要以較高的投入用於對原料的二次處理，並且在後續工序中，由於隨原料帶入的灰分和未降解的大分子物質未被分離，會嚴重堵塞膜分離反應器，降低了設備利用率，以至於在生產成本、生產周期、生產設備投入、降低環境汙染以及產品的收得率等方面影響了工業化規模生產。
本發明所提供的製備所需不同聚合度的、具有高活性的幾丁寡糖產品方法的技術方案為(1) 一級酶水解過程對幾丁聚糖原料進行攪拌溶解和生物酶降解；(2) 一級酶水解產物的預處理；(3) 二級酶降解反應和二級預處理；(4) 應用超濾膜技術，定向分離出有高生理活性的幾丁寡糖溶液；(5) 對超濾透過液的納濾。
上述一級酶水解過程中的溶解，是指將片狀或粉狀幾丁聚糖原料，按1％～12％重量，溶解於反應釜的溶解液中。這裡所述的溶解液，可以是醋酸，也可以是檸檬酸、蘋果酸、乳酸，以及如鹽酸等其他可溶解幾丁聚糖的酸液；溶解液的pH值，可按所選用的酸液能溶解幾丁聚糖，且不析出為準。由於不同批次、不同產地的幾丁聚糖原料的清洗程度不一致，實際用酸量，應以pH值調整在3～6之間，溶解液的溫度可控制在20～55℃的範圍內(pH值和溫度值的確定，以所選酶種的最佳反應需要為準)；上述一級酶水解過程中的生物酶降解，是指對溶解了的幾丁寡糖溶液，加入相當於幾丁聚糖原料重量0.05～5％的生物酶(確定的用量，以所選用的降解酶的活性要求為準)，同時，在加入生物酶之前，還應進一步調節這個反應釜中溶液的pH和溫度值，使之能滿足生物酶的最佳降解環境；目前已確定有多種生物酶具有對幾丁聚糖的降解作用，如纖維素酶、半纖維素酶、木瓜蛋白酶、溶菌酶、殼聚糖酶、甲殼素酶等，或者多種酶的複合生物酶以及變異酶等，對這些酶種的選定，可依據酶活高、來源穩定、成本低以及無毒無害、環境汙染小等原則來選擇。
所述的一級酶水解產物的預處理，是指對一級酶水解產物的第一級過濾，這個過程可採用2～10μm的微濾器一次過濾，透過液進入下一級生產流程，也可採用二次過濾，先以60～120目濾網將粗渣濾出，然後以2～10μm的微濾器的透過液進入下一級生產流程，以達到濾出由幾丁聚糖等原料帶入的灰分、不溶解物和其它顆粒性雜質，減少對後續設備的堵塞和損壞；第一級過濾的截留液，返回到一級酶水解反應釜中，以便對其中的未溶解或未降解到位的幾丁聚糖進行繼續溶解和酶解；這個過程，也可以複合在一個微濾器設備中完成。
上述處理過程的啟動運行，可在一級酶解反應釜內的反應物粘度比初始值下降了約40～60％、釜內溶液開始呈現出較好的流動性時開始。
所述的二級酶降解反應，是指對一級酶解產物經過一級預處理的透過液，在此環節中進一步進行酶降解和預過濾。二級酶降解的設備可以是酶解反應釜；預處理設備可以選擇孔徑是0.1～2μm範圍內任一種微濾器；其透過液可以進入後一級緩衝儲罐中或直接進入下一流程的膜分離器進行分離，截留液可返回二級酶解反應釜繼續進行酶降解。在這個階段中，要對反應釜中的物料進行酶活、pH值和溫度的測控，使得這些參數保持在設定值附近。
所述的二級酶降解反應和二級預處理過程的目的，在於讓酶降解反應液中分子量已經切割到位或者即將切割到位的產物，儘快進入到下一階段的超濾膜分離流程，脫離繼續切割降解的環境，避免過分降解為超低聚合度(四糖以下)的產品標準之外的產物，提高產物收得率；並且進一步濾出在一級酶解和預處理階段未能截留的灰分、不溶解物和其它小顆粒固態雜質，減少它們對後續流程中的膜分離設備的堵塞和損壞，提高設備利用率。
所述的應用超濾膜技術，採用中空纖維超濾組件或平板超濾器組成，中空纖維超濾器可以是內壓式結構，也可以是外壓式結構；超濾器的規模可根據生產規模的大小確定，這個超濾膜設備系統，也可以由多組或多臺超濾器以並聯連接方式而構成；此處所述的定向分離，是指按照產品給定的分子量切割指標，選擇與分子量對應孔徑的超濾膜組件，如選用分子量分離範圍在500～50000的多種超濾膜，可以多組串聯排列進行超濾分離。在實施超濾的過程中，第一級超濾器的截留液，返回二級酶降解反應環節，進行繼續酶解；對其後續按照串聯方式排列的超濾器，依次進行超濾分離；其截留液返回前級緩衝罐，其透過液流入本級緩衝罐，按所切割的分子量從大到小依次排列、順序超濾分離。這樣，在各級緩衝罐中就獲得了按照不同切割分子量的產物；所述納濾過程，是指將上述過程中所獲得的不同分子量的超濾透過液，再次經過由截留分子量在200以下的各式納濾機，將料液中的水分、單分子和二、三聚合度的幾丁低聚糖、酶解反應液中所含有的Ac-1和Cl-1以及Na+、Mg+等金屬離子和鹽份濾出，所獲得的截留液就是經過脫鹽和濃縮的高活性幾丁寡糖。這一過程中料液的濃縮濃度可達20～40％或者更高，除鹽率可達80～95％。
納濾後進行乾燥處理，可進行冷凍乾燥、低溫真空乾燥或者噴霧乾燥等，以獲得具有高生物活性的固態狀或粉狀幾丁寡糖產品。
本發明所提出的應用多級預處理與膜分離反應器偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法和裝置，其生產過程的操作特點，可以是分批次、分階段的全流程操作過程，也可為持續性的全流程操作過程，非常適合於工業化規模生產。
本發明所提供的製備所需幾丁寡糖設備的技術方案為包括依次相連的溶解與酶降解反應過濾裝置、二次酶降解反應過濾裝置和超濾分離組件，超濾分離組件的輸出端與納濾設備相連通。
上述方案中，所述的溶解與酶降解反應過濾裝置包括有溶解—酶降解反應釜1和微濾器3，通過送料泵2使它們相連通，微濾器的孔徑為2～10μm，微濾器的截留液口4與溶解—酶降解反應釜相連通，透過液口5與二次酶降解反應過濾裝置相接；所述的二次酶降解反應過濾裝置由二級酶降解反應釜7、二級微濾器8和透過液緩衝罐9及送料泵22組成，二級微濾器的孔徑為0.1～2μm，二級微濾器的截留液口與二級酶降解反應釜通過送料泵相接通，二級微濾器的透過液口與透過液緩衝罐導通，透過液緩衝罐的出液口與超濾分離組件相接通；所述的超濾分離組件由中空纖維超濾組件或平板超濾器組成，依照分子量從大到小依次多級串聯排列，超濾分離組件通常設置4-8級超濾分離器組，每級超濾分離器組配置有存儲罐和工作泵，每級超濾分離器組可由多個超濾分離器並接構成，第一級超濾分離器組的截留液返回二級酶降解反應過濾裝置，每級超濾分離器組的截留液口與前級超濾分離器組的存儲罐導通，各存儲罐的輸出口通過閥與納濾設備接通。
本發明所述的微濾器、超濾器和納濾設備，可以直接購買商品設備，也可以由具有相應孔徑的微濾、超濾和納濾元器件設計製作構成，所構成的設備應該有較完善的反衝洗迴路。
本發明與現有技術相比較，具有的有益效果是(1)採用多級預處理與膜分離反應器偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法使生產過程對原料的要求有所降低，無論是粉劑還是片劑的幾丁寡糖原料，本發明都能適應；(2)應用多級預處理與膜分離反應器偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法中的多級預處理過程，不僅有效地減少了超濾設備的堵塞問題，提高了後續設備的利用率，還有效地將分離後的酶反饋到前級繼續重複使用，顯著的提高了酶的利用率；(3)由於應用多級預處理與膜分離反應器偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法，可以實現產品的連續化生產；並且這一過程中有多級梯次降解、多級分離過程，因而可以有效將降解到位的產品及時分離，使其脫離有可能遭遇生物酶對合格產品的繼續降解環境，其結果有效地提高了產品的收得率；(4)對於所需的不同分子量的產品，可以通過選擇具有與分子量相對應的不同孔徑的超濾膜對反應液進行分離，以實現產品的多樣化、系列化的要求；(5)整個生產過程的反應液流程，全部是在密封性良好的管道、反應釜和儲罐中進行，隔離了外部環境的幹擾，有利於實現符合高衛生標準的生產要求條件和有利於對環境保護要求；綜上所述，由於應用多級預處理與膜分離反應器偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法和設備，不僅具有反應過程溫和，反應條件容易滿足，生產成本低，操作方便，設備投資不高的優勢，而且在生產過程中還具有對原料的要求低、設備利用率高、可以連續化生產、產品收得率高、滿足產品的定向化、系列化、多樣化要求、生產過程衛生條件好、有利於環保等優勢。應用多級預處理與膜分離反應器偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法和裝置，是一種容易獲得大工業規模化生產的有效方法和裝置。
圖2為本發明設備的一個實施例中酶降解反應過濾裝置的結構示意圖。
圖3為本發明製備方法中反應液粘度變化曲線圖示。
實施例1選用半纖維素複合酶作為幾丁聚糖降解酶，酶降解的最佳環境為pH＝5.3，溫度t＝47℃，酶濃度為0.1％，底物濃度10％；按上述技術參數，在溶解—酶降解反應釜1內加入1000L(升)純淨水，再加入一定量的醋酸，將釜內溶液的pH值調整到5.3，釜內反應液溫度在47℃±1℃時，再加入100kg幾丁聚糖，攪拌溶解，1小時後，檢查釜內料液的pH值，若有變化，需加入相應的酸或鹼進行調整，合格後，將準備好的生物酶1000mL分散加入釜內，在維持釜內反應液溫度的條件下，攪拌降解，2小時後，反應液粘度下降了40％，3～4小時後，釜內反應液粘度已經下降了60％左右；用粘度計測得溶解反應釜內反應液的時間-粘度曲線如圖3所示。釜內反應液粘度比初始值下降了40～60％後，就可以開啟送料泵2，料液順利地經微濾器3，(此處也可以先經過金屬絲網一次過濾器6，或經一次濾網23，再流入微濾器3，如圖2、
圖1所示)，將料液分為兩路流向一路為截留液，返回原溶解—酶降解反應釜1繼續降解，另一路為透過液，進入下一級流程二級酶降解反應釜7處理環節；約60分鐘左右的時間，經過上述的預過濾處理，將近有70％的反應液被轉移到了二次酶降解反應釜7，測得此時的酶活含量高於一次酶降解反應釜中的含量；在繼續維持反應釜7內的pH值和溫度值的條件下，繼續攪拌降解10分鐘左右，即可開啟送料泵22和二級預處理過濾設備8，對釜內反應液進行再次過濾；透過液可以流入緩衝罐9；也可以直接與後繼的膜分離超濾器入口相接，進行超濾分離；截留液則可以返回溶解—酶降解反應釜1繼續降解，也可以返回二級酶降解釜7繼續降解；經檢測，在這一環節處理後的反應液，所含灰分僅為原料中所含灰分的5％左右，反應液分子量基本上均在50000以下，與未經所述二級酶降解預過濾處理的反應液相比，在很大程度上改善了後級超濾膜裝置的堵塞問題；實施超濾膜定向切割分離幾丁聚糖的過程如附圖所示。本實施例採用四級超濾膜定向切割分離幾丁聚糖，超濾器裝置的水通量為5T/h；圖中，9為前級反應液透過液緩衝儲罐；10為第一級超濾分離器組，本實施例中選定的截留分子量為10000；11為第二級超濾分離器組，本實施例中選定的截留分子量為6000；12為第三級超濾分離器組，本實施例中選定的截留分子量為3000；13為第四級超濾分離器組，本實施例中選定的截留分子量為1000；14為第一級存儲罐，儲放為分子量在10000～6000範圍的幾丁寡糖產品溶液；15為第二級存儲罐，儲放為分子量在6000～3000範圍的幾丁寡糖產品溶液；16為第三級存儲罐，儲放為分子量在3000～1000範圍的幾丁寡糖產品溶液；17為第四級存儲罐，儲放為分子量小於1000的幾丁寡糖產品溶液；本實施例中選用的分子量切割分離範圍在10000、6000、3000、1000四種超濾膜組件設備，依照分子量從大到小依次多組串聯排列進行超濾分離。在實施超濾的過程中，第一級超濾器的截留液，返回二級酶降解反應環節，進行繼續酶解；對其後續按照串聯方式排列的超濾器，依次進行超濾分離；其截留液返回前級緩衝罐，其透過液流入本級緩衝罐。經檢測，獲得1#產品214L(升)，2#產品178L，3#產品233L，4#產品211L，合計為836L。料液總收率為83.6％；將已經通過膜分離的幾丁寡糖溶液，通過納濾處理，可獲得高濃度和高純淨度的幾丁寡糖濃縮液。再進行冷凍乾燥、低溫真空乾燥或者噴霧乾燥，以獲得具有高生物活性的固態狀或粉狀幾丁寡糖產品。
在對經過納濾設備濃縮和冷凍乾燥後的實施例1的產品檢測，獲得結果為
經過對實施例1的工藝參數要求進行了多批次的實施，產品的指標的波動值均小於2％，一致性良好，適合於工業化規模生產。
實施例2採用實施例1的設備條件，選用按一定比例的木瓜蛋白酶、果膠酶、纖維素酶和溶菌酶配製成一定量的複合酶，經試驗，獲得這種複合酶的水解最佳環境參數為pH＝4.5，溫度t＝42℃；反應液中酶濃度為2％，底物濃度為3～4.5％；按上述所要求的技術參數，在溶解—酶降解反應釜1內加入1000L純淨水，再加入一定量的醋酸，將釜內溶液的pH值調整到4.5，釜內反應液溫度在42℃±1℃時，再加入30kg幾丁聚糖，攪拌溶解，配製成底物濃度為3％、PH＝4.5的反應液。1～2小時後，檢查釜內料液的pH值，若有變化，需加入相應的酸或鹼進行調整，合格後，將準備好的複合生物酶10L分散加入釜內，在維持釜內反應液溫度的條件下，攪拌降解，4小時後，反應液粘度下降了15％，18～24小時後，釜內反應液粘度已經下降了40％左右；在釜內反應液降解了15小時，料液粘度比初始值下降了30％之後，就可以開啟送料泵2，料液順利地經微濾器3，(此處也可以先經過金屬絲網一次過濾器6，或經一次濾網23，再流入微濾器3，如圖2、圖1所示)，將料液分為兩路流向一路為截留液，返回溶解—酶降解反應釜1繼續降解，另一路為透過液，進入下一級流程二級酶降解反應釜7處理環節；其它的處理情況與實施例1相同。
在對經過納濾設備濃縮和冷凍乾燥後的實施例2的產品檢測，獲得結果為
實施例3採用實施例1的設備條件，本例選用半纖維素複合酶作為幾丁聚糖降解酶，酶降解的最佳環境為pH＝5.3，溫度t＝45℃；反應液配製的酶濃度為0.2％，根據物料量配製的底物濃度為5％；按上述所要求的技術參數，在溶解—酶降解反應釜1內加入1000L純淨水，再加入一定量的醋酸，將釜內溶液的pH值調整到5.3，釜內反應液溫度在45℃±1℃時，再加入50kg幾丁聚糖，攪拌溶解，配製成底物濃度為5％、PH＝5.3的反應液。0.5小時後，檢查釜內料液的pH值，若有變化，需加入相應的酸或鹼進行調整，合格後，將準備好的半纖維素生物酶2000mL分散加入釜內，在維持釜內反應液溫度的條件下，攪拌降解，1.5小時後，反應液粘度下降了25％，2～3小時後，釜內反應液粘度已經下降了40％左右；在釜內反應液降解了2小時，料液粘度比初始值下降了40％之後，就可以開啟送料泵2，料液順利地經微濾器3，將料液分為兩路流向一路為截留液，返回溶解—酶降解反應釜1繼續降解，另一路為透過液，進入下一級流程二級酶降解反應釜7處理環節；其它的處理情況與實施例1相同。
在對經過納濾設備濃縮和冷凍乾燥後的實施例3的產品檢測，獲得結果為
本發明製備所需幾丁寡糖設備的實施例如圖1、2所示，包括有溶解與酶降解反應過濾裝置，它包括有溶解—酶降解反應釜1和微濾器3，微濾器的孔徑為2～10μm，溶解—酶降解反應釜通過送料泵2與微濾器相連通，微濾器的截留液口4與溶解—酶降解反應釜相連通，其透過液口5與二次酶降解反應過濾裝置相接，為防堵塞，可在微濾器的進入口處設置一次濾網23，或者在溶解-酶降解反應釜與微濾器之間串接金屬絲網一次過濾器6，濾網和過濾器採用60-100目，一次過濾器的透過液口經送料泵2與微濾器相接，一次過濾器的截留液口與溶解—酶降解反應釜相連；二次酶降解反應過濾裝置由二級酶降解反應釜7、二級微濾器8和透過液緩衝罐9及送料泵22組成，二級微濾器的孔徑為0.1～2μm，二級微濾器的截留液口與二級酶降解反應釜相接通，也可同時與溶解—酶降解反應釜1相導通；二級酶降解反應釜與二級微濾器通過送料泵22相接通，二級微濾器的透過液口與透過液緩衝罐導通，透過液緩衝罐的出液口與超濾分離組件相接通；超濾分離組件由中空纖維超濾組件或平板超濾器組成，中空纖維超濾可以是內壓式結構或外壓式結構，在分子量分離範圍1000-10000間從大到小，選用四級超濾分離器組相串接，每級超濾分離器組配置有產品存儲罐和工作泵，每級超濾分離器組可由多個超濾分離器並接構成，其中第一級超濾分離器組10由6個超濾分離器構成，截留分子量為10000；截留液口與二級酶降解反應釜7相接，透過液口接第一級存儲罐14，第一級存儲罐的輸出口經工作泵與第二級超濾分離器組相接，第二級超濾分離器組11由6個超濾分離器構成，截留分子量為6000，截留液口與第一級存儲罐14相接，透過液口接第二級存儲罐15，第二級存儲罐的輸出口經工作泵與第三級超濾分離器組相接，第三級超濾分離器組12由6個超濾分離器構成，截留分子量為3000，截留液口與第二級存儲罐15相接，透過液口接第三級存儲罐16，第三級存儲罐的輸出口經工作泵與第四級超濾分離器組相接，第四級超濾分離器組13由6個超濾分離器構成，截留分子量為1000，截留液口與第三級存儲罐16相接，透過液口接第四級存儲罐17，每級超濾分離器組的截留液口與前級超濾分離器組的存儲罐導通，各存儲罐的輸出口通過閥與納濾設備接通。納濾設備18設有輸入口20、濃縮液口19和濾液口21，納濾設備18在與各個不同分子量的幾丁寡糖溶液儲罐的連接方式上，可以將多個納濾設備一對一的和不同分子量的幾丁寡糖存儲罐直接連接，構成多臺納濾器設備的並聯工作方式；也可以採用分別將不同的分子量的幾丁聚糖溶液與一臺納濾設備連接，構成單臺納濾設備的串聯工作方式。
權利要求
1.一種偶聯酶解製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於(1)一級酶水解過程對幾丁聚糖原料進行攪拌溶解和生物酶降解；(2)一級酶水解產物的預處理；(3)二級酶降解反應和二級預處理；(4)應用超濾膜技術，定向分離出有高生理活性的幾丁寡糖溶液；(5)對超濾透過液的納濾。
2.按權利要求1所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的一級酶水解過程中的溶解，是指將片狀或粉狀幾丁聚糖原料，按1％～12％重量，溶解於反應釜的溶解液中。這裡所述的溶解液，為醋酸或檸檬酸、蘋果酸、乳酸，以及如鹽酸等其他可溶解幾丁聚糖的酸液；溶解液的pH值，按所選用的酸液能溶解幾丁聚糖，且不析出為準，實際用酸量，以pH值調整在3～6之間，溶解液的溫度控制在20～55℃的範圍內。
3.按權利要求1或2所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的一級酶水解過程中的生物酶降解，是指對溶解了的幾丁寡糖溶液，加入相當於幾丁聚糖原料重量0.05～5％的生物酶，同時，在加入生物酶之前，還應進一步調節這個反應釜中溶液的pH和溫度值，使之能滿足生物酶的最佳降解環境。
4.按權利要求1或2所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的生物酶為纖維素酶或半纖維素酶或木瓜蛋白酶或溶菌酶或殼聚糖酶或甲殼素酶，或者多種酶的複合生物酶以及變異酶。
5.按權利要求1或2所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的一級酶水解產物的預處理，是指對一級酶水解產物的第一級過濾，這個過程可採用2～10μm的微濾器一次過濾，透過液進入下一級生產流程，或採用二次過濾，先以60～120目濾網將粗渣濾出，然後以2～10μm的微濾器的透過液進入下一級生產流程。
6.按權利要求1或2所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的二級酶降解反應，是指對一級酶解產物經過一級預處理的透過液，在此環節中進一步進行酶降解和預過濾，二級酶降解選擇孔徑是0.1～2μm範圍內任一種微濾器；其透過液進入後一級緩衝儲罐中或直接進入下一流程的膜分離器進行分離，截留液可返回二級酶解反應釜繼續進行酶降解。
7.按權利要求1或2所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的定向分離，是指按照產品給定的分子量切割指標，選擇與分子量對應孔徑的超濾膜組件，選用分子量分離範圍在500～50000的多種超濾膜，可多組串聯排列進行超濾分離，第一級超濾器的截留液，返回二級酶降解反應環節，進行繼續酶解；對其後續按照串聯方式排列的超濾器，依次進行超濾分離；其截留液返回前級緩衝罐，其透過液流入本級緩衝罐，按所切割的分子量從大到小依次排列、順序超濾分離。這樣，在各級緩衝罐中就獲得了按照不同切割分子量的產物。
8.按權利要求1或2所述的製備幾丁寡糖的方法，其特徵在於所述的納濾過程，是指將上述過程中所獲得的不同分子量的超濾透過液，再次經過由截留分子量在200以下的各式納濾機，將料液中的水分、單分子和二、三聚合度的幾丁低聚糖、酶解反應液中所含有的Ac-1和Cl-1以及Na+、Mg+等金屬離子和鹽份濾出，所獲得的截留液就是經過脫鹽和濃縮的高活性幾丁寡糖。這一過程中料液的濃縮濃度可達20～40％或者更高，除鹽率可達80～95％，納濾後進行乾燥處理。
9.一種偶聯酶解製備幾丁寡糖的設備，其特徵在於包括依次相連的溶解與酶降解反應過濾裝置、二次酶降解反應過濾裝置和超濾分離組件，超濾分離組件的輸出端與納濾設備相連通。
10.按權利要求9所述的製備幾丁寡糖的設備，其特徵在於所述的溶解與酶降解反應過濾裝置包括有溶解—酶降解反應釜(1)和微濾器(3)，通過送料泵(2)使它們相連通，微濾器的孔徑為2～10μm，微濾器的截留液口(4)與溶解—酶降解反應釜相連通，透過液口(5)與二次酶降解反應過濾裝置相接；所述的二次酶降解反應過濾裝置由二級酶降解反應釜(7)、二級微濾器(8)和透過液緩衝罐(9)及送料泵(22)組成，二級微濾器的孔徑為0.1～2μm，二級微濾器的截留液口與二級酶降解反應釜通過送料泵相接通，二級微濾器的透過液口與透過液緩衝罐導通，透過液緩衝罐的出液口與超濾分離組件相接通；所述的超濾分離組件由中空纖維超濾組件或平板超濾器組成，依照分子量從大到小依次多級串聯排列，超濾分離組件通常設置4-8級超濾分離器組，每級超濾分離器組配置有存儲罐和工作泵，每級超濾分離器組由多個超濾分離器並接構成，第一級超濾分離器組的截留液返回二級酶降解反應過濾裝置，每級超濾分離器組的截留液口與前級超濾分離器組的存儲罐導通，各存儲罐的輸出口通過閥與納濾設備接通。
全文摘要
本發明涉及一種應用多級預處理與膜分離生物反應器偶聯酶解幾丁聚糖，製備所需不同聚合度與高活性幾丁寡糖產品的工業化規模生產的方法和設備。該方法包括對幾丁聚糖原料進行攪拌溶解和生物酶降解；一級酶水解產物的預處理；二級酶降解反應和二級預處理；應用超濾膜技術，定向分離出有高生理活性的幾丁寡糖溶液；對超濾透過液的納濾。該設備包括依次相連的溶解與酶降解反應過濾裝置、二次酶降解反應過濾裝置和超濾分離組件，超濾分離組件的輸出端與納濾設備相連通。本發明不僅反應過程溫和，反應條件容易滿足，生產成本低，操作方便，而且在生產過程中還具有對原料的要求低、設備利用率高、可以連續化生產、產品收得率高等諸多優點。
文檔編號C12P19/04GK1410542SQ02139250
公開日2003年4月16日 申請日期2002年11月7日 優先權日2002年11月7日
發明者程飈, 王學峰, 曾慶本, 高晉安 申請人:湖北裕峰生物工程有限公司