專利名稱：無菌超濾濃縮型酶制劑發(fā)酵液后提取生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酶制劑發(fā)酵液后提取系統(tǒng)，更確切地說涉及一種無菌超濾濃縮型酶制劑發(fā)酵液后提取生產(chǎn)線及操作工藝。
背景技術(shù)：
酶制劑發(fā)酵液的后提取生產(chǎn)線，決定了酶制劑最終產(chǎn)品的清亮度、有效成分的純度、除渣除菌效果、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，也即最終影響產(chǎn)品是否有高的品質(zhì)、是否滿足更廣泛用途所需要求，生產(chǎn)過程是否節(jié)能減排、是否更加環(huán)保，因此，加強酶制劑后提取工藝的研究和開發(fā)，對酶制劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的工業(yè)價值。我國傳統(tǒng)酶制劑提取工藝簡單粗糙，一般采用板框壓濾加超濾濃縮，產(chǎn)品含雜質(zhì)多，除菌除固效果差，產(chǎn)品澄清度低，同時，廢液、廢渣排放較多，難以達到環(huán)保要求，能耗大、勞動強度高，不適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。而且，提取設備消毒不徹底，儲罐處于開放狀態(tài)，易受外來雜菌污染，產(chǎn)成品無法符合衛(wèi)生級要求，增添了成品后續(xù)處理難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有酶制劑發(fā)酵液后提取技術(shù)的不足，提供一種新型的無菌超濾濃縮型酶制劑發(fā)酵液后提取生產(chǎn)線；該生產(chǎn)線除菌除渣效果好，產(chǎn)品澄清度高，能耗低，超濾濃縮系統(tǒng)消毒滅菌徹底，杜絕外來雜菌對成品液的二次污染，成品液能達到食品衛(wèi)生級要求。本發(fā)明包括板框壓濾機等，其特征在于發(fā)酵液儲罐的出口通過閥門、泵與板框壓濾機的進口相連通，板框壓濾機的出口通過閥門連接到壓濾清液儲罐，組成板框壓濾系統(tǒng); 壓濾清液儲罐的出口通過閥門、泵與微濾膜過濾機的進口相連通，在壓濾清液儲罐出口連接的泵的出口，通過泵、閥門與微濾膜過濾機截留液出口連接成一個小回路，組成管式微濾循環(huán)系統(tǒng)；微濾膜過濾機的出口通過閥門連接微濾超濾后濃縮液儲罐，微濾超濾后濃縮液儲罐的出口通過閥門、泵與超濾膜過濾機的進口相連通，在卷式超濾膜過濾機截留液出口， 通過兩個串聯(lián)的閥門與微濾超濾后濃縮液儲罐連接成一個回路，組成卷式超濾膜過濾系統(tǒng)；在壓濾清液儲罐出口連接的閥門、泵之間連接液體消毒液循環(huán)支路，包括消毒液儲罐、 純凈水儲罐及相應的控制閥門。所述的壓濾清液儲罐、微濾超濾后濃縮液儲罐還連接除菌呼吸器，以調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力、阻止外來灰塵雜菌進入過濾管道系統(tǒng)。在發(fā)酵液儲罐出口連接的泵的出口，通過閥門連接一支路與發(fā)酵液儲罐相連，板框壓濾機出口通過閥門連接一支路與發(fā)酵液儲罐相連。在微濾膜過濾機的截留液出口，通過兩個串聯(lián)的閥門與壓濾清液儲罐連接成一個中回路；通過兩個串聯(lián)的閥門與發(fā)酵液儲罐構(gòu)成一個大回路。在卷式超濾膜過濾機的截留液出口，通過兩個串聯(lián)的閥門連接成一個成品液出口 ；在卷式超濾膜過濾機清液出口，通過閥門連接成廢液出口。
在壓濾清液儲罐的灌頂處，通過閥門連接純凈水(透析水)支路。在壓濾清液儲罐灌頂，通過除菌呼吸器連接成壓濾清液儲罐呼吸出口 ；在微濾超濾后濃縮液儲罐灌頂，通過除菌呼吸器連接成微濾超濾后濃縮液儲罐呼吸出口。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明綜合采用了板框壓濾、管式膜微濾、卷式膜超濾的密封式過濾新型工藝，結(jié)合壓濾、微濾、超濾設備特點，充分利用各設備的優(yōu)勢，在除菌除渣、 純化有效成分、減少勞動強度、節(jié)能減排等方面取得了顯著的效果。I、利用板框壓濾機形成過濾層后有很好的固液分離效果，固相部分含液量少，有效成分損失小，固體含水量少，固相干燥成本低；板框壓濾能將發(fā)酵液絕大部分固相分離， 改善了微濾膜工況。2、微濾膜能有效地截留發(fā)酵液中板塊壓濾后殘留的菌體雜質(zhì)及高分子可溶物質(zhì)， 保證產(chǎn)品澄清度高、含雜質(zhì)少；微濾截留部分返回壓濾機能最大可能回收固體，分離液相， 回收有效成分，同時，減輕排放的環(huán)保壓力。3、超濾膜能過濾小分子物質(zhì)，截留有效成分，提高成品純度；可根據(jù)成品活力要求，調(diào)整濃縮倍數(shù)；超濾濃縮屬物理分離，成本低，能耗少。4、液體消毒液循環(huán)支路能有效地對超濾濃縮系統(tǒng)管道、設備徹底消毒，結(jié)合儲罐安裝除菌呼吸器，能有效防止外來雜菌對成品液二次污染。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I.發(fā)酵液儲罐，2.板框壓濾機，3、7.除菌呼吸器，4.壓濾清液儲罐，5.微濾膜過濾機，6.微濾超濾后濃縮液儲罐，8.超濾膜過濾機，9.消毒液儲罐，10.純凈水儲罐；F 表示閥門，F(xiàn)1、F2......F20、F21 ;B 表示泵B1、B2、B3、B4。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。如附圖所示，本發(fā)明包括系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)，以及系統(tǒng)支路結(jié)構(gòu)。關(guān)于系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)發(fā)酵液儲罐I的出口通過閥門F1、泵BI與板框壓濾機2的進口相連通，板框壓濾機2的出口通過閥門F2連接到壓濾清液儲罐4，組成板框壓濾系統(tǒng)；壓濾清液儲罐4的出口通過閥門F3、泵B2與微濾膜過濾機5的進口相連通，在泵B2出口，通過泵B4、閥門F9與微濾膜過濾機5截留液出口連接成一個小回路,組成管式微濾循環(huán)系統(tǒng)；微濾膜過濾機5的出口通過閥門F4連接微濾超濾后濃縮液儲罐6，微濾超濾后濃縮液儲罐6的出口通過閥門 F10、泵B3與超濾膜過濾機8的進口相連通，在卷式超濾膜過濾機8截留液出口，通過F14、 F16與濃縮液儲罐6連接成一個回路，組成卷式超濾膜過濾系統(tǒng)。關(guān)于系統(tǒng)支路結(jié)構(gòu)(I)在泵BI出口，通過F5連接一支路與發(fā)酵液儲罐I相連，板框壓濾機2出口通過閥F6連接一支路與發(fā)酵液儲罐I相連。(2)在微濾膜過濾機5截留液出口，通過F9、F7與壓濾清液儲罐4連接成一個中回路；通過F9、F8與發(fā)酵液儲罐I構(gòu)成一個大回路。
(3)在卷式超濾膜過濾機8截留液出口，通過F14、F11連接成一個成品液出口 ；在卷式超濾膜過濾機8清液(廢液)出口，通過F12連接成廢液出口。(4)在壓濾清液儲罐4灌頂處，通過F2連接純凈水(透析水)支路。(5)在壓濾清液儲罐4灌頂，通過除菌呼吸器3連接成儲罐4呼吸出口 ；在微濾超濾后濃縮液儲罐6灌頂，通過除菌呼吸器7連接成微濾超濾后濃縮液儲罐6呼吸出口 ；在除菌呼吸器7上安裝閥F15。(6)在閥F3與泵B2之間的管道上通過閥門F19連接液體消毒液循環(huán)支路包括消毒液儲罐9、純凈水儲罐10、F17、F18、F19、F20、F21 ;F18與F14、成品出口 Fll之間的管道相連，F(xiàn)17與超濾濃縮廢液出口閥F12前端管道相連；消毒液儲罐9下接泄液閥F21，上接 F20及純凈水儲罐10。本發(fā)明的操作流程(一 )、板框壓濾操作流程所述如下部件發(fā)酵液儲罐I、閥Fl、泵BI、板框壓濾機2、閥F2、閥F6、閥F5構(gòu)成板框壓濾系統(tǒng)；其中，閥F2為板塊壓濾清液出口閥，F(xiàn)6為渾濁液回流閥，F(xiàn)5為發(fā)酵液調(diào)節(jié)閥。發(fā)酵液在泵BI的驅(qū)動下，經(jīng)閥F1、泵BI，進入板框壓濾機，澄清液經(jīng)F2進入板塊壓濾清液儲罐4，完成板框壓濾過程。其中I、與泵BI出口并聯(lián)的發(fā)酵液調(diào)節(jié)閥閥門F5起到如下作用1、調(diào)整板框壓濾機2 工作初期泵BI泵入發(fā)酵液的流量大小，加速板框壓濾機2的濾層形成；后期隨著板框壓濾機2的濾層越來越厚，機內(nèi)壓力迅速上升，過濾速度減慢，打開F5，泄掉部分泵BI泵入的發(fā)酵液，讓板框壓濾機2隔膜腔內(nèi)壓力緩慢上升，直到隔膜腔內(nèi)容滿固體濾渣，再關(guān)掉F5及BI 泵，啟動空壓，壓干濾渣。2、與板框壓濾機2出口并聯(lián)的渾濁液回流閥F6起到如下作用在板框壓濾機2工作初期，濾層尚未形成或未形成到足夠厚，大量固相透過隔膜進入濾液，此時，打開F6，讓濾液回流到儲罐，直到板框壓濾機2形成足夠厚的濾層、濾液足夠清亮后，關(guān)閉F6，打開閥門 F2，板框壓濾機2繼續(xù)工作，濾液經(jīng)閥F2流向清液儲罐4，直到本批次板框壓濾完成。(二)、管式膜微濾操作流程所述如下部件壓濾清液儲罐4、閥門F3、泵B2及出口并聯(lián)的泵B4、閥門F9、F7、 F8、及出口連接閥門F4等構(gòu)成管式膜微濾系統(tǒng)，其中，泵B4、閥F9、微濾膜過濾機5、出口連接閥門F4等構(gòu)成管式膜過濾機循環(huán)系統(tǒng)。打開F3，啟動泵B2，壓濾清液儲罐4內(nèi)的板框壓濾清液在泵B2驅(qū)動下泵入管式膜過濾機循環(huán)系統(tǒng)，打開F9，啟動循環(huán)泵B4，打開F4，板框壓濾清液在B4的驅(qū)動下，進入微濾膜過濾機5并得到微濾級別的清液，清液通過F4進入儲罐6，殘液繼續(xù)在B4的作用下不斷循環(huán)過濾，同時，B2不斷向微濾循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)補充料液；當微濾循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)隨著殘渣濃度逐步提高，微濾循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)壓力會逐步升高，當達到一定壓力時，打開閥門F7，將殘液泄放到儲罐4中與罐內(nèi)清液混合稀釋，再關(guān)閉F7繼續(xù)上述操作，直到多次操作后，微濾過濾系統(tǒng)內(nèi)壓力不再大幅波動，穩(wěn)定在設定值時，說明壓濾清液儲罐4內(nèi)殘渣濃度與微濾過濾系統(tǒng)內(nèi)濃度一致，此時微濾過濾已接近極限；然后，打開F13，向罐4內(nèi)補充一定量的純凈水，稀釋罐內(nèi)殘渣，關(guān)閉F13，重復上述微濾操作，直到出現(xiàn)上述結(jié)果；然后關(guān)閉F7，打開F8，將殘渣壓入儲罐I，對殘渣進行板框壓濾，此時完成管式膜微濾操作。(三)、卷式膜超濾濃縮操作流程所述如下部件微濾超濾后濃縮液儲罐6、F10、B3、超濾膜過濾機8、F14、F16、F12、 F11、及除菌呼吸器7構(gòu)成卷式膜超濾濃縮系統(tǒng)。微濾超濾后濃縮液儲罐6內(nèi)的微濾清液在泵B3的驅(qū)動下、經(jīng)閥F10、泵B3、進入超濾膜濃縮機8，小分子及水等廢液穿過卷式膜經(jīng)廢液出口閥F12排出，濃縮液經(jīng)F14、F16回流微濾超濾后濃縮液儲罐6，上述操作循環(huán)往復，直到濃縮液酶活力達到所需要求，然后關(guān)掉F16，打開成品出口閥門Fl I，將濃縮液經(jīng)成品出口排到成品儲罐。除菌呼吸器F7起到調(diào)節(jié)微濾超濾后濃縮液儲罐6罐內(nèi)壓力作用。(四)、超濾濃縮系統(tǒng)消毒除菌操作流程I、關(guān)閉如下閥門F3、F9、FlU F12、F20、F21，打開如下閥門F4、F16、F14、F10、 F15，啟動泵B2、B3，直到消毒液充滿各設備、管道，然后，停止B2、B3，讓消毒液浸泡45分鐘 (具體時間根據(jù)消毒結(jié)果確定)。2、打開管式微濾膜微濾機5、卷式超濾膜超濾機8、微濾超濾后濃縮液儲罐6、消毒液儲罐9的排污口，卸掉消毒液,然后關(guān)上排污口。3、打開閥F20、F17、F18，從純凈水儲罐10向消毒液儲罐9內(nèi)注滿無菌純凈水，關(guān)閉閥F14，然后啟動B2、B3，直到純凈水充滿設備和管道，然后，關(guān)閉F20，停止向消毒液儲罐 9內(nèi)注入純凈水，純凈水在泵的作用下，循環(huán)沖洗一定時間后，停止泵B2、B3，開啟各處排污口，卸掉清洗廢液。反復操作2-3次即可清洗干凈消毒液殘液。
權(quán)利要求
1.一種無菌超濾濃縮型酶制劑發(fā)酵液后提取生產(chǎn)線，包括板框壓濾機等，其特征在于:發(fā)酵液儲罐(I)的出口通過閥門F1、泵BI與板框壓濾機(2)的進口相連通，板框壓濾機(2)的出口通過閥門F2連接到壓濾清液儲罐(4)，組成板框壓濾系統(tǒng)；壓濾清液儲罐(4) 的出口通過閥門F3、泵B2與微濾膜過濾機(5)的進口相連通，在泵B2出口，通過泵B4、閥門 F9與微濾膜過濾機(5)截留液出口連接成一個小回路，組成管式微濾循環(huán)系統(tǒng)；微濾膜過濾機(5)的出口通過閥門F4連接微濾超濾后濃縮液儲罐￠)，微濾超濾后濃縮液儲罐(6) 的出口通過閥門F10、泵B3與超濾膜過濾機(8)的進口相連通，在卷式超濾膜過濾機(8)截留液出口，通過兩個串聯(lián)的F14、F16與微濾超濾濃縮液儲罐(6)連接成一個回路，組成卷式超濾膜過濾系統(tǒng)；在壓濾清液儲罐(4)出口連接的閥門F3、泵B2之間通過閥門F19連接液體消毒液循環(huán)支路，包括消毒液儲罐、純凈水儲罐及相應的控制閥門F17、F18、F19、F20、 F21 ；F18與F14、成品出口 Fll之間的管道相連，F(xiàn)17與超濾濃縮廢液出口閥F12前端管道相連；消毒液儲罐9下接泄液閥F21，上接F20及純凈水儲罐10。
2.如權(quán)利要求I所述的無菌超濾濃縮型酶制劑發(fā)酵液后提取生產(chǎn)線，其特征在于所述的壓濾清液儲罐(4)連接除菌呼吸器(3)，所述的微濾超濾后濃縮液儲罐(6)連接除菌呼吸器(J)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無菌超濾濃縮型酶制劑發(fā)酵液后提取生產(chǎn)線，解決了現(xiàn)有技術(shù)工藝簡單粗糙、易受外來雜菌污染等問題，其特征在于把發(fā)酵液儲罐與板框壓濾機、壓濾清液儲罐、微濾膜過濾機、微濾超濾后濃縮液儲罐、超濾膜過濾機通過閥門、泵相連通，在壓濾清液儲罐、微濾膜過濾機之間設置消毒液循環(huán)支路系統(tǒng)。本發(fā)明綜合采用了板框壓濾、管式膜微濾、卷式膜超濾的密封式過濾設備，充分利用各設備的優(yōu)勢，在除菌除渣、純化有效成分、減少勞動強度、節(jié)能減排等方面取得了顯著的效果，利用液體消毒滅菌劑對管路、過濾膜、儲罐、動力設施等進行徹底消毒，避免雜菌的污染。
文檔編號C12M1/12GK102586088SQ20111027816
公開日2012年7月18日 申請日期2011年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月18日
發(fā)明者吳友標 申請人:淮北市三和諾生物工程有限責任公司