專利名稱：中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)藥殘留問題是國際和國內(nèi)食品安全面臨的大問題，是制約我國蔬菜、水 果、水制品、茶葉、中藥等產(chǎn)品出口的重大瓶頸問題，是生物、化學(xué)、農(nóng)業(yè) 等專家研究的重要技術(shù)方向。
生物化學(xué)酶促的污染物降解反應(yīng)具有專一性高和效率高的特點(diǎn)，對目標(biāo)污 染物的降解效果確切，降解機(jī)理明確，降解產(chǎn)物無毒性殘留。同時(shí)，生物酶 本身為蛋白質(zhì)，無毒、穩(wěn)定、使用量極低，為微克級/立升，所以不會(huì)導(dǎo)致繼 發(fā)性污染，是解決農(nóng)藥殘留問題的主要技術(shù)發(fā)展方向。
常用的農(nóng)藥為有機(jī)磷類農(nóng)藥、氨基甲酸酯類農(nóng)藥和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，針 對上述農(nóng)藥的生物水解酶如有機(jī)磷水解酶、氨基甲酸酯水解酶和擬除蟲菊酯
水解酶已有報(bào)道，然而，這些酶的最佳酶活性pH范圍為7-9;而蔬菜瓜果、 茶葉、中藥等液態(tài)產(chǎn)品的pH常呈酸性，因此，采用生物水解酶降解直接加 入上述液態(tài)產(chǎn)品中，降解殘留農(nóng)藥的效果常常不佳，同時(shí)外源生物水解酶的 加入也不利于保證產(chǎn)品質(zhì)量，帶來不必要的安全風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可工業(yè)化酶促處理樣本中農(nóng)藥殘留的裝置，需滿足酶促處理效率高，工藝宜放大，不導(dǎo)致二次污染且原酶可回收等要求， 可廣泛應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生物酶處理生產(chǎn)中。
中空纖維分離技術(shù)是一項(xiàng)新興膜分離技術(shù)，它是基于物理篩分原理，即中 空纖維膜材料允許比其分子量小的組分透過，而截留比其孔徑大或者相近的
組分。將酶液循環(huán)灌注在具有一定分子量截留的中空纖維膜分離柱中，酶蛋 白分子較大，則駐留在膜分離柱中。處理的樣品溶液循環(huán)灌注在管柱內(nèi)，樣 品中的小分子物質(zhì)包括農(nóng)藥殘留由于分子量較小，可滲透到中空纖維膜內(nèi)。 在中空纖維膜層交換的界面上可迅速被柱內(nèi)的酶蛋白所降解，從而達(dá)到農(nóng)藥 降解的目的。
為此，本實(shí)用新型提供了一種中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于包
括膜分離系統(tǒng)單元、酶液池和樣品池；所述膜分離系統(tǒng)單元含有一中空殼體， 其壁各設(shè)有酶液出入口和樣品溶液出入口，殼體內(nèi)裝置有1個(gè)以上中空纖維 膜組件，中空纖維膜組件兩端分別與酶液出入口相連；酶液池通過管道連接 所述膜分離系統(tǒng)單元的酶液出入口，樣品池通過管道連接所述膜分離系統(tǒng)單 元的樣品溶液出入口。
在一些實(shí)施方式中，所述中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)可為板框式、柱式、簾式或 束式中之一，優(yōu)選為柱式，以使反應(yīng)面積最大化。
在一些實(shí)施方式中，所述中空纖維膜組件由一支持層及一膜層組成，其中， 膜層在膜分離系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)，支持層在膜分離系統(tǒng)的外側(cè)。
在一些實(shí)施方式中，所述膜可為超濾膜、納濾膜中的一種。超濾膜的孔徑 為0.01至1微米，孔隙率60%至90%;納濾膜的孔徑為0.1至1納米，孔隙 率80%至90%?？讖浇亓舴肿恿繛?，000-50，000道爾頓。在一些實(shí)施方式中，所述中空纖維膜組件間可以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。
在一些實(shí)施方式中，所述中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置含有2個(gè)以上的膜分 離系統(tǒng)單元，膜分離系統(tǒng)單元間可以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。
在一些實(shí)施方式中，所述酶液池和膜分離系統(tǒng)單元的連接管道上具有壓力 表和蠕動(dòng)泵。同樣，所述樣品池和膜分離系統(tǒng)單元的連接管道上具有壓力表 和蠕動(dòng)泵。
在一些實(shí)施方式中，所述酶液池中還含有pH檢測調(diào)節(jié)裝置，以便監(jiān)控和 調(diào)節(jié)酶液的pH，保持酶液的最適pH范圍。
在一些實(shí)施方式中，所述樣品池中還含有pH檢測調(diào)節(jié)裝置，以便監(jiān)控和 調(diào)節(jié)樣品溶液的pH，保持樣品溶液成分的穩(wěn)定性。
應(yīng)用條件下，酶液池內(nèi)酶液伴通過蠕動(dòng)泵，流經(jīng)酶液入口，泵入膜分離系 統(tǒng)單元的中空纖維膜組件，再經(jīng)酶液出口，通管道流回酶液池；樣品池中樣 本液通過蠕動(dòng)泵，流經(jīng)樣品溶液入口，泵入柱內(nèi)的膜外空間，再經(jīng)樣品溶液 出口，通管道流回樣品池。
本實(shí)用新型所述裝置可使酶液循環(huán)使用并可保持酶反應(yīng)的最適pH，對處 理樣品的pH改變不大，特別在果汁、茶葉深加工過程中農(nóng)藥殘留處理時(shí)， 能減少有效成分的破壞。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、降解效率高、工藝宜放大、成本 較低，并避免外源生物水解酶的摻入，無污染，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為一實(shí)施例的中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
一種酶促中空纖維柱系統(tǒng)裝置，包括膜分離系統(tǒng)單元l、酶液池2和樣品
池3;
所述膜分離系統(tǒng)單元.1含有一中空殼體11，其壁各設(shè)有酶液出入口 12a/12b和樣品溶液出入口 13a/13b，殼體內(nèi)11裝置有2個(gè)中空纖維膜組件 14，中空纖維膜組件14由一支持層14a及一膜層14b組成，其中，膜層14b 在中空纖維膜組件14的內(nèi)側(cè)，支持層14a在中空纖維膜組件14的外側(cè)，中 空纖維膜組件14兩端分別與酶液出入口 12a/12b相連；
酶液池2通過管道21連接所述膜分離系統(tǒng)單元的酶液出入口 12a/12b，樣 品池3通過管道31連接所述膜分離系統(tǒng)單元的樣品溶液的出入口 13a/13b。 所述酶液池2和膜分離系統(tǒng)單元1的連接管道21上具有壓力表4a和蠕動(dòng)泵 5a。同樣，所述樣品池3和膜分離系統(tǒng)單元1的連接管道31上具有壓力表 4b和蠕動(dòng)泵5b。
本實(shí)用新型的范圍不受所述具體實(shí)施方案的限制，所述實(shí)施方案只欲作為 闡明本實(shí)用新型各個(gè)方面的單個(gè)例子，本實(shí)用新型范圍內(nèi)還包括功能等同的 方法和組分。實(shí)際上，除了本文所述的內(nèi)容外，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照上文的 描述和附圖可以容易地掌握對本實(shí)用新型的多種改進(jìn)。所述改進(jìn)也落入所附 權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于包括膜分離系統(tǒng)單元(1)、酶液池(2)和樣品池(3)；所述膜分離系統(tǒng)單元(1)含有一中空殼體(11)，其壁各設(shè)有酶液出入口(12a/12b)和樣品溶液出入口(13a/13b)，殼體內(nèi)(11)裝置有2個(gè)中空纖維膜組件(14)，中空纖維膜組件(14)兩端分別與酶液出入口(12a/12b)相連；所述酶液池(2)通過管道(21)連接所述膜分離系統(tǒng)單元的酶液出入口(12a/12b)，所述樣品池(3)通過管道(31)連接所述膜分離系統(tǒng)單元的樣品溶液的出入口(13a/13b)。
2. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)可為板框式、柱式、簾式或束式中之一。
3. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)為柱式。
4. 如權(quán)利要求1所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述中 空纖維膜組件(14)由一支持層(14a)及一膜層(14b)組成，其中，膜層(14b)在 中空纖維膜組件(14)的內(nèi)側(cè)，支持層(14a)在中空纖維膜組件(14)的外側(cè)。
5. 如權(quán)利要求2所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 膜可為超濾膜或納濾膜，其中超濾膜的孔徑為0.01至1微米，孔隙率60% 至90%;納濾膜的孔徑為0.1至1納米，孔隙率80%至90%。
6. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 中空纖維膜組件間可以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。
7. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 酶促中空纖維柱系統(tǒng)裝置含有2個(gè)以上的膜分離系統(tǒng)單元，膜分離系統(tǒng)單元間可以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。
8. 如權(quán)利要求1所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 所述酶液池(2)和膜分離系統(tǒng)單元(l)的連接管道(21)上具有壓力表(4a)和蠕 動(dòng)泵(5a)。
9. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 樣品池(3)和膜分離系統(tǒng)單元(l)的連接管道(31)上具有壓力表(4b)和蠕動(dòng)泵 (5b)。
10. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 酶液池中含有pH檢測調(diào)節(jié)裝置。
11. 如權(quán)利要求l所述的中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于所述 樣品池中含有pH檢測調(diào)節(jié)裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置。本實(shí)用新型提供了一種中空纖維系統(tǒng)酶促處理裝置，其特征在于包括膜分離系統(tǒng)單元(1)、酶液池(2)和樣品池(3)；所述膜分離系統(tǒng)單元(1)含有一中空殼體(11)，其壁各設(shè)有酶液出入口(12a/12b)和樣品溶液出入口(13a/13b)，殼體內(nèi)(11)裝置有2個(gè)中空纖維膜組件(14)，中空纖維膜組件(14)兩端分別與酶液出入口(12a/12b)相連；所述酶液池(2)通過管道(21)連接所述膜分離系統(tǒng)單元的酶液出入口(12a/12b)，所述樣品池(3)通過管道(31)連接所述膜分離系統(tǒng)單元的樣品溶液的出入口(13a/13b)。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單、降解效率高、工藝宜放大、成本較低，并避免外源生物水解酶的摻入，無污染，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。
文檔編號C12M1/34GK201284342SQ2008200608
公開日2009年8月5日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者楊柏成, 熊乾斌, 勇 蘇 申請人:上海普天欣生物技術(shù)有限公司