[发明专利]酶液的流化床制粒工艺及设备

说明书

本发明属于酶的制粒、干燥、涂膜方面的工艺和设备，是一个直接由浓缩的酶发酵液直接连续制取胶囊型的颗粒酶制剂的方法。本发明的工艺及设备可广泛应用于化工、冶金、医药、饲料及生化制剂的制粒、干燥、涂膜等方面。

随着生物技术的广泛发展，酶在国民经济中的应用日益广泛，但酶易分散失活且应用粉状酶尘害严重，污染环境，危害工人健康，因此酶的制粒，酶粒的涂膜工艺受到广泛重视和研究。

近30年来颗粒酶制剂的生产方法得到很大的发展，现有的生产颗粒酶制剂的技术大体可分为两大类：

第一类，固体混合法。酶的固体浓缩物（酶泥、酶粉）与充填剂、粘结剂、辅料等混合后用摇摆机或挤压机制粒。代表性的工艺为挤压成型制粒，如丹麦NOVO公司即用此法生产碱性蛋白酶颗粒，制粒后进行流化床包膜。我国国内也主要用此工艺制粒成型，但无涂膜。此法能连续生产，产品颗粒均匀，但生产工艺流程长，设备多，效率低，颗粒大小受限制，且易发生局部过热而导致酶失活，酶收率低。

第二类，核心颗粒载酶法。预先将载体粉料制成颗粒（核心），然后将浓缩酶液、粘结剂直接加到载体核心上，代表性工艺为流化床法。此法可直接使用酶液，处理能力大，间歇操作，产品粒度分布宽，同时需先用转鼓机，圆盘选粒机或流化床等制备载体核心颗粒，如日本专利昭和61-162，185，美国专利4，689，297。

为改进现有的颗粒酶制剂在我国生产的工艺落后和设备效率低的现状，改善工人劳动条件，减少环境污染及人体皮肤的伤害，同时为现在已有技术中应用液化床干燥制粒存在不能连续操作、产品粒度分布宽、工序复杂、成本高等问题，本发明提供一个高效，高能力的酶颗粒制备工艺和设备。

本发明是一种生产颗粒酶制剂的新工艺，为实现此新工艺本发明也开发出一种高效的新设备，可以同时完成干燥、制粒、分级、涂膜几个工序，实现连续操作。由于酶制剂在较高温度下易失活，特别是湿含量高时，因此干燥需在低温下进行。

本发明的制粒工艺过程是将水溶性的载体粉末由加料器连续地加入到制粒液化床中。在空气为液化气和热空气为旋转气流的作用下呈悬浮、旋转运动状态;经浓缩后的酶发酵液或酶泥制浆液与粘结剂经喷咀输送到制粒流化床中并均匀地喷洒到在床中液化了的载体粉末上，在载体微粒间形成“液桥”粘附成微小核心颗粒，然后在核心的表面一层一层粘附长大，形成颗粒。在热气流作用下，溶剂被蒸发，颗粒不断被干燥。流化床干燥温度以不影响酶活力而选定。流化气速和旋转气速依颗粒粒度，比重及床层物料量而选定，使欲干燥的酶粒在液化床中物料呈悬浮和强烈的旋转状态，增强传热传质过程，促进颗粒长大;待颗粒长大到指定的尺寸后，在分级气流的作用下，经分级管自动地排出进入到涂膜流化床中。涂膜液用泵打入喷咀经空气雾化喷洒到颗粒表面，在热空气的液化气流作用下使颗粒再次干燥，而在载酶颗粒的表面形成一层薄膜使之与大气隔离，从而可使载酶颗粒得以长期贮存保持活性。涂膜后的颗粒由排料口排出。

本发明工艺生产过程中可以很方便地根据需要调节分级管内气体速度，控制所得产品粒度大小。如对于用作洗衣粉添加剂的碱性蛋白酶，只要控制分级管中的气体速度在4.2-5.2米/秒范围，可制得相当于洗衣粉粒度（-18～+65目）占95%以上的颗粒酶产品。

本发明工艺生产酶颗粒产品的活力单位大小，视浓缩酶液原料活力单位及加入粘结剂的量而定，可用改变酶液与粘结剂的比例进行调节。如用8-20万活力单位/毫升的浓缩酶液为原料，粘结剂与酶液的比例在0.10-1.2范围内调节，可制得1-10万活力单位/克的颗粒酶。

本发明所采用的水溶性载体粉末可以十分广泛，只要对酶无付作用而对后续的过程有利或无害的可溶性粉末均可以应用，如NaCl，NaHCO₃，等等。在制备洗衣粉用添加剂的碱性蛋白酶粒时，可采用无水硫酸钠或三聚磷酸钠等，平均粒度120-150目，此时酶液中加入少量聚乙烯吡咯烷酮、明胶可增加酶的稳定性，加入量为0.1-2.0克/升。

本发明所用粘结液有两类，一类是以稀释的水玻璃为粘结剂pH＝10-13，其中配入少量饴糖，粘结剂粘度10-13C.P.;一类是黄糊精、淀粉等水溶液或是将黄糊精、淀粉直接溶入至酶液中配成粘结剂，粘度为40-150C.P.。

本发明所用的涂膜剂可以是脂肪酸脂，烷氧基醇，聚乙烯醇等，在制备碱性蛋白酶粒时，采用的涂膜剂为水溶性高分子材料聚乙二醇，其分子量为5，000-10，000，用量为0.1-0.5%。