本发明专利技术提供了从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器及制备方法，属于电解领域。它解决了现有并没有通过电化学反应来从海洋生物功能糖中制得寡糖的技术等技术问题。本从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，包括具有空腔的反应槽，反应槽内固定有两块隔板，两块隔板将空腔分隔成三个腔室，三个腔室为反应腔和分别位于反应腔两侧的流动腔，两块隔板上开有连通反应腔和流动腔的流通孔，反应腔内设有极板组件。该电化学反应器具有易于实现集成控制与优化的优点。从海洋生物功能糖中制备寡糖的制备方法，包括A、进料；B、反应；C、出料；D、分离和收集。该制备方法具有能从海洋生物功能糖里提取寡糖的优点。
【技术实现步骤摘要】
从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器及制备方法
本专利技术属于电解领域，涉及一种电化学反应器，特别是一种从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器；本专利技术还涉及一种从海洋生物功能糖中制备寡糖的制备方法，属于有机化学领域。
技术介绍
海洋生物广泛分布在海洋中，因此资源非常丰富，目前并没有成熟的技术通过电化学反应来从海洋生物功能糖中制得寡糖。同时目前的电化学反应器可控性角度，无法满足从海洋生物功能糖中制得寡糖的要求，例如中国专利文献公开的高效电化学反应器【CN101654294A】，包括槽体，槽体内平行排列若干极板。该类电化学反应器中极板之间的溶液流动非常不顺畅，导致每个极板之间的反应情况均不相同，出现反应液反应不充分、不均匀的情况，导致在反应后无法控制反应液内产物的浓度，可控程度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，本专利技术解决的技术问题是提高电化学反应的可控程度。本专利技术还提出了一种从海洋生物功能糖中制备寡糖的制备方法，该专利技术解决的另一个技术问题是能从海洋生物功能糖中制备寡糖。本专利技术解决的第一个技术问题可通过下列技术方案来实现：从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，包括具有空腔的反应槽，所述反应槽内固定有两块隔板，两块隔板将空腔分隔成三个腔室，三个腔室为反应腔和分别位于反应腔两侧的流动腔，两块所述隔板上开有连通反应腔和流动腔的流通孔，所述反应腔内设有极板组件，极板组件包括两块平行设置的边极板和位于两块边极板之间的若干内极板，两块边极板上均开有用于安装电极的安装孔，所述内极板与边极板平行，所述内极板和边极板均与隔板垂直，所述内极板和边极板之间设有将内极板和边极板定位在反应腔的定位结构。将需要反应的溶液输入空腔内，溶液均匀分布在反应腔和流动腔内，在反应时接通连接在两个边极板上的电极，溶液在边极板和内极板之间反应产生寡糖，此时溶液不断在反应腔和流动腔内流动，同时也在边极板和内极板以及内极板之间流动，使得产生的寡糖能均匀分散在空腔内的溶液内，边极板和内极板以及内极板之间的溶液不至于出现寡糖浓度不均匀的情况，使反应具有极强的选择性，防止可能发生的副反应，增加反应的可控性；边极板和内极板以及内极板之间的溶液保持一致的反应效率，使溶液能反应充分，增加了反应效率。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器中，所述定位结构包括绝缘材料制成的定位杆，所述定位杆与隔板平行，所述定位杆的两端分别与反应槽的槽壁抵靠，所述内极板和边极板上均开有定位孔，所述定位孔的孔径大小与定位杆的直径大小相同，所述定位杆穿过每个内极板和边极板上的定位孔，所述定位杆上设有若干定位套，所述定位套分别位于内极板与边极板以及相邻内极板之间。定位杆采用塑料制成，起到绝缘的作用；定位杆将内极板和边极板连接在一起，使得内极板和边极板始终保持平行，同时防止内极板和边极板倾斜；定位套能固定内极板与边极板以及相邻内极板之间间隙大小，同时可根据实际生产需求更换不同长度的定位套以调节内极板与边极板以及相邻内极板之间间隙大小；固定杆与反应槽的槽壁抵靠使内极板和边极板固定在反应腔内，避免在输入或倒出溶液时出现移位，保证每次电化学反应的一致性，保证反应的可控性，且能实现连续生产。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器中，所述定位杆穿出边极板的两端均设有固定套，两块边极板分别与固定套抵靠，所述固定套的侧面开设有固定孔，定位杆上开有与固定孔对应的安装孔，固定套通过止退销穿过固定孔和安装孔固定在定位杆上。位于定位杆两端的固定套将内极板和边极板以及位于内极板和边极板与相邻内极板之间的定位套夹紧，使得内极板、边极板和定位套之间紧密连接，内极板之间以及内极板与边极板不会出现偏移，使电化学反应稳定进行，从而增加反应的可控性。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器中，所述定位杆具有三根，内极板和边极板上均开有三个定位孔，三个定位孔间依次连线形成等腰三角形，三根定位杆分别穿过内极板和边极板上对应的定位孔。该结构使内极板和边极板呈以整体，内极板之间以及内极板与边极板不会出现偏移，使电化学反应稳定进行，从而增加反应的可控性。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器中，所述安装孔开设有边极板的上端面的中部，安装孔的孔壁上开有内螺纹。电极螺纹连接在安装孔上，安装孔的位置方便电极的安装，该结构使边极板上的电势分布均匀，使边极板和内极板以及内极板之间的溶液反应保持一致，增加反应的可控性。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器中，两块所述内极板与边极板的间隙以及相邻内极板之间间隙在两块隔板上均具有相连通的流通孔。该结构能在反应时保证位于内极板与边极板以及相邻内极板之间间隙的溶液能在空腔内自由流动，使得产生的寡糖能均匀分散在空腔内的溶液内；边极板和内极板以及内极板之间的溶液保持一致的反应效率，增加反应的可控性。本专利技术解决的第二个技术问题可通过下列技术方案来实现：从海洋生物功能糖中制备寡糖的制备方法，包括以下步骤：A、进料：将适量的含海洋生物功能糖的混合溶液从储罐输送至电化学反应器的反应槽内，输入的壳聚糖氯化钠混合溶液的量根据电化学反应器上的液位计来判断；B、反应：将电化学反应器上两个边极板上的电极与恒流电源连接，对电化学反应器内的含海洋生物功能糖的混合溶液进行电化学降解，反应时间为T；C、出料：将反应完成的含有寡糖和单糖的反应产物溶液从电化学反应器输送至储液罐内储存，并实时检测反应产物溶液内寡糖的浓度；D、分离和收集：将反应产物溶液从储液罐输送至层析柱，层析柱具有若干根，层析柱之间依次串连连接，反应产物溶液依次通过若干根层析柱，反应产物溶液在每根层析柱内均依次进行吸附寡糖、洗脱单糖、洗脱寡糖和收集洗脱出来的寡糖。含海洋生物功能糖的混合溶液为壳聚糖氯化钠混合溶液，输入适量的混合溶液能使电化学反应器效率最大化，通过电化学反应器对含海洋生物功能糖的混合溶液电化学降解产生具有寡糖和单糖的反应产物溶液，再通过色谱分离的方式将寡糖分离出来并收集，从而在含海洋生物功能糖的混合溶液中制备出寡糖；串连的层析柱依次连续的对反应产物溶液进行色谱分离，能连续收集寡糖，效率高。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的制备方法中，步骤C中，实时检测的寡糖的浓度的数据传输至PID控制器，PID控制器将数据与预设的数据进行比较，并将比较结果传输至PLC控制器上，通过PLC控制器控制电极与恒流电源连接时间，从而控制电化学反应器的反应时间T。储液罐内反应产物溶液内寡糖的浓度能直接反应出电化学反应器内的反应情况，检测到寡糖的浓度较低时PID控制器发出信号给PLC控制器，PLC控制器控制增加电极与恒流电源连接时间，增加反应时间T使得含海洋生物功能糖的混合溶液充分反应；或者调节电化学反应器内内极板与边极板以及相邻内极板之间间隙的大小，从而加快或者减慢反应的速率来使得混合溶液充分反应。在上述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的制备方法中，步骤D中通过通过弱酸聚丙烯酸类型树脂来吸附寡糖；通过去离子水洗脱单糖；通过盐酸将吸附的寡糖洗脱出来，盐酸的浓度为0.07mol/l～0.13mol/l。弱酸聚丙烯酸类型树脂对聚合度为6左右的寡糖具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，包括具有空腔的反应槽(1)，所述反应槽(1)内固定有两块隔板(2)，两块隔板(2)将空腔分隔成三个腔室，三个腔室为反应腔(1a)和分别位于反应腔(1a)两侧的流动腔(1b)，两块所述隔板(2)上开有连通反应腔(1a)和流动腔(1b)的流通孔(2a)，所述反应腔(1a)内设有极板组件，极板组件包括两块平行设置的边极板(3)和位于两块边极板(3)之间的若干内极板(4)，两块边极板(3)上均开有用于安装电极的安装孔(3a)，所述内极板(4)与边极板(3)平行，所述内极板(4)和边极板(3)均与隔板(2)垂直，所述内极板(4)和边极板(3)之间设有将内极板(4)和边极板(3)定位在反应腔(1a)的定位结构。
【技术特征摘要】
1.从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，包括具有空腔的反应槽(1)，其特征在于，所述反应槽(1)内固定有两块隔板(2)，两块隔板(2)将空腔分隔成三个腔室，三个腔室为反应腔(1a)和分别位于反应腔(1a)两侧的流动腔(1b)，两块所述隔板(2)上开有连通反应腔(1a)和流动腔(1b)的流通孔(2a)，所述反应腔(1a)内设有极板组件，极板组件包括两块平行设置的边极板(3)和位于两块边极板(3)之间的若干內极板(4)，两块边极板(3)上均开有用于安装电极的安装孔(3a)，所述內极板(4)与边极板(3)平行，所述內极板(4)和边极板(3)均与隔板(2)垂直，內极板(4)的两端和边极板(3)的两端均分别与两块隔板(2)抵靠，所述內极板(4)和边极板(3)之间设有将內极板(4)和边极板(3)定位在反应腔(1a)的定位结构。2.根据权利要求1所述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，其特征在于，所述定位结构包括绝缘材料制成的定位杆(5)，所述定位杆(5)与隔板(2)平行，所述定位杆(5)的两端分别与反应槽(1)的槽壁抵靠，所述內极板(4)和边极板(3)上均开有定位孔，所述定位孔的孔径大小与定位杆(5)的直径大小相同，所述定位杆(5)穿过每个內极板(4)和边极板(3)上的定位孔，所述定位杆(5)上设有若干定位套(51)，所述定位套(51)分别位于內极板(4)与边极板(3)以及相邻內极板(4)之间。3.根据权利要求2所述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，其特征在于，所述定位杆(5)穿出边极板(3)的两端均设有固定套(52)，两块边极板(3)分别与固定套(52)抵靠，所述固定套(52)的侧面开设有固定孔，定位杆(5)上开有与固定孔对应的安装孔(3a)，固定套(52)通过止退销(53)穿过固定孔和安装孔(3a)固定在定位杆(5)上。4.根据权利要求2所述的从海洋生物功能糖中制备寡糖的电化学反应器，其特征在于，所述定位杆(5)具有三根，內极板(4)和边极板(3)上均开有三个定位孔，三个定位孔间依次连线形成等腰三角形，三根...
【专利技术属性】
技术研发人员：林海波，潘万贵，
申请(专利权)人：林海波，潘万贵，台州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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