专利名称：一种偶联酶解制备几丁寡糖的设备的制作方法几丁寡糖，是通过降低几丁聚糖的聚合度，使其在β(1，4)糖苷键聚合有4～20个氨基葡萄糖的几丁低聚糖。由于几丁寡糖具有极好的生理亲和性，目前被广泛地应用于1、医药和新药的开发方面，特别是应用于增强人体免疫力和治疗癌症的新药开发方面；2、具有明显疗效的保健品与健康食品的添加剂方面和日用化妆品方面；3、生物与农作物的生长调节剂和无公害生物农药方面；4、已经作为纺织品涂覆剂或者织成纤维，应用于需要抑制细菌环境的换代纺织品方面；5、环境保护方面，特别是作为絮凝剂、混凝剂等应用于对污染水的处理方面以及用于可降解的无公害食品包装物方面；等等。目前，可提供的几丁寡糖制备的技术途径有酸解法、氧化法和酶解法。通常是通过这三种途径来降解相对高聚合度的几丁聚糖，使其聚合度降低，继而采用层析法、离子交换法或电渗析法进行分离提纯而获得几丁寡糖的。由于这些方法具有制备过程复杂、指标波动大、对环境的污染严重、产品收率低、制备成本高、产品的生理活性不一致等问题而限制了几丁寡糖产品的工业化大规模生产。采用常规膜分离生物反应器技术，用于酶解几丁聚糖来制备几丁寡糖的方法和装置，由于对原料的要求高，在工业化规模生产的过程中，要以较高的投入用于对原料的二次处理，并且在后续工序中，由于随原料带入的灰分和未降解的大分子物质未被分离，会严重堵塞膜分离反应器，降低了设备利用率，以至于在生产成本、生产周期、生产设备投入、降低环境污染以及产品的收得率等方面影响了工业化规模生产。
本发明所要解决的技术问题在于提出一种应用多级预处理与膜分离生物反应器偶联酶解几丁聚糖，制备所需不同聚合度的、具有高活性的工业化大规模生产几丁寡糖的设备。它不仅生产过程简单，生产成本大幅下降，对环境的污染小，而且还降低了生产过程对几丁聚糖和溶液等原料品质的要求，降低了生产设备对酶种的依赖，产品的收得率高，生理活性高，满足了对几丁寡糖的工业化大规模生产的要求。本实用新型所提供的制备所需几丁寡糖设备的技术方案为包括依次相连的溶解与酶降解反应过滤装置、二次酶降解反应过滤装置和超滤分离组件，超滤分离组件的输出端与纳滤设备相连通。上述方案中，所述的溶解与酶降解反应过滤装置包括有溶解—酶降解反应釜1和微滤器3，通过送料泵2使它们相连通，微滤器的孔径为2～10μm，微滤器的截留液口4与溶解—酶降解反应釜相连通，透过液口5与二次酶降解反应过滤装置相接；所述的二次酶降解反应过滤装置由二级酶降解反应釜7、二级微滤器8和透过液缓冲罐9及送料泵22组成，二级微滤器的孔径为0.1～2μm，二级微滤器的截留液口与二级酶降解反应釜通过送料泵相接通，二级微滤器的透过液口与透过液缓冲罐导通，透过液缓冲罐的出液口与超滤分离组件相接通；所述的超滤分离组件由中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，依照分子量从大到小依次多级串联排列，超滤分离组件通常设置4-8级超滤分离器组，每级超滤分离器组配置有存储罐和工作泵，每级超滤分离器组可由多个超滤分离器并接构成，第一级超滤分离器组的截留液返回二级酶降解反应过滤装置，每级超滤分离器组的截留液口与前级超滤分离器组的存储罐导通，各存储罐的输出口通过阀与纳滤设备接通。本实用新型所述的微滤器、超滤器和纳滤设备，可以直接购买商品设备，也可以由具有相应孔径的微滤、超滤和纳滤元器件设计制作构成，所构成的设备应该有较完善的反冲洗回路。
本实用新型具有的有益效果在于应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖，不仅具有反应过程温和，反应条件容易满足，生产成本低，操作方便，设备投资不高的优势，而且在生产过程中还具有对原料的要求低、设备利用率高、可以连续化生产、产品收得率高、满足产品的定向化、系列化、多样化要求、生产过程卫生条件好、有利于环保等优势。应用多级预处理与膜分离反应器偶联酶解制备几丁寡糖，是一种容易获得大工业规模化生产的有效方式。


图1为本实用新型设备一个实施例的结构示意图。
图2为本实用新型设备的一个实施例中酶降解反应过滤装置的结构示意图。

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
本实用新型制备所需几丁寡糖设备的实施例如图1、2所示，包括有溶解与酶降解反应过滤装置，它包括有溶解—酶降解反应釜1和微滤器3，微滤器的孔径为2～溶解—酶降解反应釜通过送料泵2与微滤器相连通，微滤器的截留液口4与溶解—酶降解反应釜相连通，其透过液口5与二次酶降解反应过滤装置相接，为防堵塞，可在微滤器的进入口处设置一次滤网23，或者在溶解—酶降解反应釜与微滤器之间串接金属丝网一次过滤器6，滤网和过滤器采用60-100目，一次过滤器的透过液口经送料泵2与微滤器相接，一次过滤器的截留液口与溶解—酶降解反应釜相连；二次酶降解反应过滤装置由二级酶降解反应釜7、二级微滤器8和透过液缓冲罐9及送料泵22组成，二级微滤器的孔径为0.1～2μm，二级微滤器的截留液口与二级酶降解反应釜相接通，也可同时与溶解—酶降解反应釜1相导通；二级酶降解反应釜与二级微滤器通过送料泵22相接通，二级微滤器的透过液口与透过液缓冲罐导通，透过液缓冲罐的出液口与超滤分离组件相接通；超滤分离组件由中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，中空纤维超滤可以是内压式结构或外压式结构，在分子量分离范围1000-10000间从大到小，选用四级超滤分离器组相串接，每级超滤分离器组配置有产品存储罐和工作泵，每级超滤分离器组可由多个超滤分离器并接构成，其中第一级超滤分离器组10由6个超滤分离器构成，截留分子量为10000；截留液口与二级酶降解反应釜7相接，透过液口接第一级存储罐14，第一级存储罐的输出口经工作泵与第二级超滤分离器组相接，第二级超滤分离器组11由6个超滤分离器构成，截留分子量为6000，截留液口与第一级存储罐14相接，透过液口接第二级存储罐15，第二级存储罐的输出口经工作泵与第三级超滤分离器组相接，第三级超滤分离器组12由6个超滤分离器构成，截留分子量为3000，截留液口与第二级存储罐15相接，透过液口接第三级存储罐16，第三级存储罐的输出口经工作泵与第四级超滤分离器组相接，第四级超滤分离器组13由6个超滤分离器构成，截留分子量为1000，截留液口与第三级存储罐16相接，透过液口接第四级存储罐17，每级超滤分离器组的截留液口与前级超滤分离器组的存储罐导通，备存储罐的输出口通过阀与纳滤设备接通。纳滤设备18设有输入口20、浓缩液口19和滤液口21，纳滤设备在与各个不同分子量的几丁寡糖溶液储罐的连接时可以将多个纳滤设备一对一的和不同分子量的几丁寡糖存储罐直接连接，构成多台纳滤器设备的并联结构。也可以采用分别将不同的分子量的几丁聚糖溶液与一台纳滤设备连接，构成单台纳滤设备的串联结构。
本发明制备所需不同聚合度的、具有高活性的几丁寡糖产品方法和过程为(1)一级酶水解过程对几丁聚糖原料进行搅拌溶解和生物酶降解；(2)一级酶水解产物的预处理；
(3)二级酶降解反应和二级预处理；(4)应用超滤膜技术，定向分离出有高生理活性的几丁寡糖溶液；(5)对超滤透过液的纳滤。
所述的一级酶水解产物的预处理，是指对一级酶水解产物的第一级过滤，这个过程可采用2～10μm的微滤器一次过滤，透过液进入下一级生产流程，也可采用二次过滤，先以60～120目滤网将粗渣滤出，然后以2～10μm的微滤器的透过液进入下一级生产流程，以达到滤出由几丁聚糖等原料带入的灰分、不溶解物和其它颗粒性杂质，减少对后续设备的堵塞和损坏；第一级过滤的截留液，返回到一级酶水解反应釜中，以便对其中的未溶解或未降解到位的几丁聚糖进行继续溶解和酶解；这个过程，也可以复合在一个微滤器设备中完成。
所述的二级酶降解反应，是指对一级酶解产物经过一级预处理的透过液，在此环节中进一步进行酶降解和预过滤。二级酶降解的设备可为酶解反应釜；预处理设备以选择孔径是0.1～2μm范围内任一种微滤器；其透过液可以进入后一级缓冲储罐中或直接进入下一流程的膜分离器进行分离，截留液可返回二级酶解反应釜继续进行酶降解。
所述超滤膜技术，采用中空纤维超滤组件或平板超滤器组成，超滤器的规模可根据生产规模的大小确定，这个超滤膜设备系统，也可以由多组或多台超滤器以并联连接方式而构成；所述的定向分离，是指按照产品给定的分子量切割指标，选择与分子量对应孔径的超滤膜组件，如选用分子量分离范围在500～50000的多种超滤膜，多组串联排列进行超滤分离。在实施超滤的过程中，第一级超滤器的截留液，返回二级酶降解反应环节，进行继续酶解；对其后续按照串联方式排列的超滤器，依次进行超滤分离；其截留液返回前级缓冲罐，其透过液流入本级缓冲罐，按所切割的分子量从大到小依次排列、顺序超滤分离。这样，在各级缓冲罐中就获得了按照不同切割分子量的产物；所述纳滤过程，是指将上述过程中所获得的不同分子量的超滤透过液，再次经过由截留分子量在200以下的各式纳滤机，将料液中的水分、单分子和二、三聚合度的几丁低聚糖、酶解反应液中所含有的Ac-1和Cl-1以及Na+、Mg+等金属离子和盐份滤出，所获得的截留液就是经过脱盐和浓缩的高活性几丁寡糖。这一过程中料液的浓缩浓度可达20～40％或者更高，除盐率可达80～95％。
纳滤后进行干燥处理，可进行冷冻干燥、低温真空干燥或者喷雾干燥等，以获得具有高生物活性的固态状或粉状几丁寡糖产品。