[发明专利]一种用于蛋白类物质分离浓缩的膜集成装置及蛋白类物质分离方法

说明书

本发明涉及蛋白类物质分离工艺，具体涉及一种用于蛋白类物质分离浓缩的膜集成装置及蛋白类物质分离方法。所述装置包括分离原液槽、分离单元、系统清洗单元和控制单元；所述分离单元包括一级膜分离单元、二级膜分离单元。本发明还提供了运用所述装置对蛋白类物质进行分离浓缩的方法。本发明的装置和方法采用二级分离体系，不仅实现蛋白的梯度分离，透过液可以满足不同产品对不同蛋白分子量的差异需求，而且体系带有自动清洗程序，有效节省人工投入，体系分离过程中保留溶液体系的有效成分，操作条件温和，高效节能。

技术领域

本发明涉及蛋白类物质分离工艺，具体涉及一种用于蛋白类物质分离浓缩的膜集成装置及蛋白类物质分离方法。

背景技术

蚕丝蛋白，又叫丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量约占蚕丝的70％-80％，具有良好的机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、缓释性等，而且经过不同处理可以得到不同的形态，如纤维、溶液、粉、膜以及凝胶等，蛋白类物质具有较好的经济价值。目前，较为成熟的制备工艺一般为脱胶—水解—过滤提纯—滤液pH调整—浓缩—灭菌—成品，但目前对于多数蛋白体系，制备过程中经过脱胶工艺后一般采用低温冷干燥浓缩处理制备成粉体，但是由于原液体系蛋白含量不高，冷冻干燥需要大量的冷藏室，处理时间较长，能耗较高。且蛋白体系组分复杂，现有技术方法无法满足市场上产品对单一分子量分布的蛋白成分的需求；传统分离操作(如蒸发、萃取蒸馏等)工艺及设备要求高、投资大、能耗高。

专利CN105254731A公开了一种煮茧废水蚕丝蛋白浓缩再回收系统，通过膜蒸馏系统将煮茧废水浓缩50-60倍，便于将蚕丝蛋白提纯回用，将原本排放的废水中有高价值的蚕丝蛋白回收利用。但是膜蒸馏技术存在亲水化渗漏以及通量普遍偏低的问题。CN101445546B公开了一种野蚕丝素蛋白溶液的制备及其浓缩方法，该专利的野蚕丝素水溶液，采用高吸水物质经半透膜脱水浓缩得到高浓度野蚕丝素溶液，该法处理步骤较为繁琐，另外无法实现溶液组分的梯度分离。

发明内容

鉴于此，有必要针对上述问题提供一种用于蛋白类物质分离浓缩的膜集成装置及蛋白类物质制备方法。本发明的装置及制备方法，有效解决常规冷冻干燥技术蛋白分离效率低、浓缩周期长、设备能耗高及梯度分离等问题。

本发明采用一下技术方案：

一种用于蛋白类物质分离浓缩的膜集成装置，包括分离原液槽、分离单元、系统清洗单元和控制单元；所述分离单元包括一级膜分离单元、二级膜分离单元，所述分离原液槽、一级膜分离单元和二级膜分离单元依次通过管道串联；所述系统清洗单元与分离单元通过管道串联；所述控制单元分别与分离单元和系统清洗单元电连接，控制分离单元和系统清洗单元运作。

进一步的，所述一级膜分离单元主要包括第一自吸泵、第一止回阀、一级膜组件、第一截止阀、第一压力表、第二截止阀；所述第一自吸泵、第一止回阀、一级膜组件、第一截止阀通过管道串联；所述第一压力表设置于一级膜组件和第一截止阀之间的连接管道上，用于监控一级膜组件内部压力，防止膜受到破坏；

所述一级膜组件设置有一级膜组件进口、一级膜组件出口、一级膜组件上侧口、一级膜组件下侧口；所述一级膜组件进口分别与第一止回阀和第七截止阀通过管路连接；所述一级膜组件出口通过管路与第一截止阀连接；所述一级膜组件上侧口与第六截止阀通过管道连接；所述一级膜组件下侧口通过管路分别与第二截止阀和第三截止阀连接；

所述二级膜分离单元主要包括第三截止阀、增压泵、第二止回阀、二级膜组件、第四截止阀、第二压力表、第五截止阀；所述第三截止阀、增压泵、第二止回阀、二级膜组件、第四截止阀通过管道串联；所述第二压力表设置于二级膜组件和第四截止阀之间的连接管道上，用于监控二级膜组件内部压力，防止膜受到破坏；