本技術(shù)涉及酶學(xué)裝置，且特別涉及一種酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、乳蛋白是乳體系中多種蛋白質(zhì)混合物的總稱(chēng)，乳蛋白主要由酪蛋白和乳清蛋白組成。其中，酪蛋白可以用于制作奶酪，奶酪的主要消費(fèi)形態(tài)是以休閑零食為主的原生奶酪、再制奶酪以及干酪制品等，其市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小。而相對(duì)應(yīng)的，配方奶粉市場(chǎng)廣闊，乳清蛋白消耗量巨大?；谝陨峡陀^原因，酪蛋白成為乳品深加工行業(yè)的重要副產(chǎn)品，酪蛋白的高附加值應(yīng)用已成為乳品行業(yè)未來(lái)的重大戰(zhàn)略項(xiàng)目。

2、酪蛋白水解產(chǎn)生的小分子肽在體內(nèi)具有參與免疫調(diào)節(jié)、清除自由基、調(diào)節(jié)血壓平衡、抗血栓和強(qiáng)化骨骼健康等多種功效，且酪蛋白具有低致敏性和易吸收性，因而具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值。但由于酪蛋白的水解過(guò)程非常不穩(wěn)定，極容易形成酪蛋白膠束沉淀，同時(shí)酪蛋白水解會(huì)導(dǎo)致大量疏水性氨基酸暴露，導(dǎo)致水解產(chǎn)物的口感苦澀，在生產(chǎn)過(guò)程中稍有不慎將導(dǎo)致酪蛋白終產(chǎn)品無(wú)法使用。因此，在酪蛋白酶解（酶解：在蛋白酶的作用下進(jìn)行水解）生產(chǎn)中的酶解酪蛋白多肽的口感、分子量分布、多肽含量等指標(biāo)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中必須有高度的批次間穩(wěn)定性。

3、但在目前的大規(guī)模酶解酪蛋白工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，尚無(wú)酪蛋白多肽專(zhuān)用酶解系統(tǒng)，而現(xiàn)有的酶解設(shè)備具有ph值、溫度等反應(yīng)條件控制精度低，罐內(nèi)循環(huán)、攪拌剪切力差，滅酶升溫慢等諸多問(wèn)題。具體而言，現(xiàn)有工藝方案普遍采用的通用酶解設(shè)備主要存在以下問(wèn)題：1、酶解過(guò)程中，由于酪蛋白相互聚集，容易形成較大的酪蛋白膠束，這種膠束會(huì)產(chǎn)生團(tuán)塊、沉淀、掛壁等一系列問(wèn)題，導(dǎo)致酶解效率降低，產(chǎn)品溶解性差，批次間水解度及分子量分布波動(dòng)大。2、ph調(diào)節(jié)過(guò)程中，酸液、堿液的添加量分布不均勻，極易造成溶液體系局部ph過(guò)高或過(guò)低，導(dǎo)致酪蛋白變性沉淀。3、酶解反應(yīng)效率低，由于酶解液底物濃度普遍在10%-20%之間，傳統(tǒng)酶解系統(tǒng)主要依靠罐內(nèi)攪拌槳產(chǎn)生的擾動(dòng)使酶與底物進(jìn)行反應(yīng)，酶解效率較低且用酶量大。4、系統(tǒng)升溫速率慢，現(xiàn)有系統(tǒng)由酶解溫度60℃升溫至滅酶溫度90℃普遍需要30min（分鐘）以上，因整體的酶解時(shí)間一般在40min左右，更長(zhǎng)的升溫時(shí)間易導(dǎo)致酶解酪蛋白多肽產(chǎn)品批次間穩(wěn)定性無(wú)法保證。

4、基于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，亟需優(yōu)化現(xiàn)有制備系統(tǒng)以適應(yīng)大規(guī)模酶解酪蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)，至少改善上述現(xiàn)有技術(shù)的部分技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)而做出本技術(shù)。本技術(shù)的目的在于提供一種酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)，以減少酶解酪蛋白工藝中酪蛋白膠團(tuán)的產(chǎn)生，提升酶解效率。

2、本技術(shù)還提供一種上述酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)的控制方法。

3、本技術(shù)提供一種酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)，其包括一個(gè)或多個(gè)酶解罐以及一個(gè)或多個(gè)第一外循環(huán)管線，所述酶解罐包括換熱夾套和差速攪拌裝置，所述換熱夾套設(shè)置于所述酶解罐的壁面，用于調(diào)控所述酶解罐內(nèi)的物料的溫度，所述差速攪拌裝置包括主軸、多個(gè)主槳、多個(gè)副軸、多個(gè)副槳和電機(jī)，所述多個(gè)主槳連接到所述主軸，所述多個(gè)副槳連接到所述副軸；所述電機(jī)連接到所述主軸或者一個(gè)所述副軸，至少一個(gè)所述副軸與所述主軸傳動(dòng)連接，從而使一個(gè)所述電機(jī)帶動(dòng)所述主軸和所述副軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主軸與所述副軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同，以形成差速轉(zhuǎn)動(dòng)用于減緩酪蛋白膠束的形成，所述第一外循環(huán)管線的兩端分別連接所述酶解罐的底部和上部，所述第一外循環(huán)管線設(shè)置有第一循環(huán)泵，以使所述酶解罐內(nèi)的物料由所述酶解罐的底部抽出后由所述酶解罐的上部通入所述酶解罐，形成物料在所述酶解罐的上下方向及外部的循環(huán)以提升酶解效率。

4、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，所述電機(jī)連接到所述主軸，所述副軸通過(guò)連桿連接所述主軸，使所述副軸能夠繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述差速攪拌裝置包括主輪、副輪并且包括傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈，所述主輪連接到所述主軸，所述副輪連接到所述副軸，所述傳動(dòng)帶套設(shè)于所述主輪和所述副輪，使所述副輪隨所述主輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主輪的直徑大于所述副輪的直徑，使所述主軸的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度小于所述副軸的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，所述主軸比所述副軸靠近所述酶解罐的中心軸線布置。

5、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，所述差速攪拌裝置還包括刮板，所述刮板連接到所述主軸并隨所述主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述刮板貼靠所述酶解罐的內(nèi)壁，以清掃所述酶解罐的內(nèi)壁上的物料。

6、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，所述第一外循環(huán)管線還設(shè)置有管道式擠壓沖擊器，所述管道式擠壓沖擊器包括接頭、變徑管、擠壓頭和擾流槽，所述接頭設(shè)置于所述管道式擠壓沖擊器的兩端，以連接管道，所述變徑管設(shè)置于所述接頭的內(nèi)側(cè)，所述變徑管的至少部分區(qū)域的管徑是變化的，所述擠壓頭設(shè)置于所述變徑管的內(nèi)側(cè)，其具有能夠擠壓物料的管口，所述擾流槽設(shè)置于所述管道式擠壓沖擊器的中部。

7、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)還包括第二外循環(huán)管線，所述第二外循環(huán)管線設(shè)置有第二循環(huán)泵和外置換熱器，所述第二外循環(huán)管線的兩端分別連接所述酶解罐的底部和上部，使所述酶解罐內(nèi)的物料由所述酶解罐的底部抽出后，經(jīng)由所述外置換熱器調(diào)控物料溫度后，由所述酶解罐的上部通入所述酶解罐。

8、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)包括相同數(shù)量的多個(gè)所述酶解罐和多個(gè)所述第一外循環(huán)管線，所述多個(gè)第一外循環(huán)管線均分別連接一個(gè)所述酶解罐，所述多個(gè)酶解罐并聯(lián)連接，所述多個(gè)酶解罐均連接到一個(gè)所述第二外循環(huán)管線。

9、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)還包括酸堿配置設(shè)備，所述酸堿配置設(shè)備連接至所述酶解罐，所述酸堿配置設(shè)備連接至所述酶解罐的管路末端設(shè)置有三流體霧化噴頭，所述三流體霧化噴頭包括空氣內(nèi)管、酸堿液管和空氣外管，所述空氣內(nèi)管位于所述酸堿液管的徑向內(nèi)側(cè)，所述酸堿液管位于所述空氣外管的徑向內(nèi)側(cè)，所述空氣內(nèi)管的末端設(shè)置有旋流片，以形成氣體旋流，所述酸堿液管能夠通入酸液或堿液，所述空氣內(nèi)管和所述空氣外管能夠通入空氣，使酸液或堿液能夠在氣流的作用下形成霧化液滴。

10、在至少一個(gè)可能的實(shí)施方式中，酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)還包括殺菌設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)加酶罐，所述殺菌設(shè)備連接到所述酶解罐，以向所述酶解罐內(nèi)通入殺菌處理后的酪蛋白溶液，所述加酶罐連接到所述酶解罐，以向所述酶解罐內(nèi)通入酶制劑。

11、本技術(shù)提供一種酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)的控制方法，其應(yīng)用于一種上述的酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)，在酶解酪蛋白的酶解過(guò)程中，所述酶解罐的差速攪拌裝置與所述第一外循環(huán)管線至少部分時(shí)段同時(shí)運(yùn)行，使所述酶解罐內(nèi)的物料流動(dòng)。

12、本技術(shù)還提供一種酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)的控制方法，其應(yīng)用于一種上述的酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)，在酶解酪蛋白的滅酶過(guò)程中，所述酶解罐的換熱夾套與所述第二外循環(huán)管線同時(shí)運(yùn)行，使所述酶解罐內(nèi)的物料升溫。

13、本技術(shù)提供的酶解酪蛋白多肽工業(yè)化制備系統(tǒng)及其控制方法，采用酶解罐內(nèi)差速攪拌裝置與連接酶解罐的第一外循環(huán)管線形成配合，可以有效增強(qiáng)酶解罐內(nèi)的物料的流動(dòng)性，進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)酪蛋白的剪切力，減緩酪蛋白膠束的形成，減少或避免在酶解罐內(nèi)形成較大的酪蛋白膠團(tuán)。同時(shí)該技術(shù)方案還可以提升酶解罐的酶解效率，進(jìn)而減少酶用量并提升酪蛋多肽產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。