一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种制备低聚壳聚糖的超声‑水力协同空化装置，包括保温水箱、壳聚糖溶液、第一阀门、节流阀、第二阀门、第一压力传感器、超声‑水力空化器、第二压力传感器、流量传感器、热水管路、第三阀门、加热系统、温度传感器、冷水管路、第四阀门、冷却系统，所述超声‑水力空化器包括超声换能器、外壳、管路前段、管路入口、孔板、管路后段，所述孔板包括一号孔板、二号孔板、三号孔板、四号孔板、五号孔板、六号孔板、七号孔板和八号孔板，本实用新型专利技术采用超声空化和水力空化相结合的设计，大幅度提高了壳聚糖的降解率，同时很大程度地提高了生产效率。

An ultrasonic hydraulic synergistic cavitation device for the preparation of oligomeric chitosan

The utility model discloses an ultrasonic-hydraulic cooperative cavitation device for preparing oligochitosan, which comprises an insulating water tank, a chitosan solution, a first valve, a throttle valve, a second valve, a first pressure sensor, an ultrasonic-hydraulic cavitator, a second pressure sensor, a flow sensor, a hot water pipeline, a third valve, and a feeding device. Thermal system, temperature sensor, cold water pipeline, fourth valve and cooling system. The ultrasonic hydraulic cavitator includes ultrasonic transducer, shell, front section of pipeline, inlet of pipeline, orifice plate and back section of pipeline. The orifice plate includes No. 1 orifice plate, No. 2 orifice plate, No. 3 orifice plate, No. 4 orifice plate, No. 5 orifice plate, No. 6 orifice plate. The utility model adopts the design of the combination of ultrasonic cavitation and hydraulic cavitation, which greatly improves the degradation rate of chitosan and greatly improves the production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置
本技术涉及壳聚糖降解领域，具体来说，涉及一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置。
技术介绍
低聚壳聚糖(Chitooligosaccharide)是壳聚糖经降解生成的一类低聚物，是一种可生物降解的聚阳离子高分子材料。低聚壳聚糖也叫做壳寡糖、壳聚寡糖或几丁寡糖，学名叫β-1,4-寡糖-葡萄糖胺[4]，其相对分子量一般在1000-10000之间。低聚壳聚糖的水溶性显著提高，其不仅保留了高分子量壳聚糖原有的功能特性，而且还有许多独特的生理活性和功能性质，具有更有魅力的新用途。目前，制备低聚壳聚糖的方法主要有化学降解法、物理降解法、酶水解法、联合降解法和真菌提取法五大类。化学降解法中主要有酸降解法、氧化降解法等，但这些方法中不可避免地要引入化学物质，后续处理工艺复杂，从而限制了所得产物的应用；物理降解法主要有超声波降解、微波降解等，但总耗能非常大，不利于资源的有效利用；酶水解法主要有专一性酶降解法和非专一性酶降解法，但酶降解法中酶的活性无法长时间维持，而且反应时间长。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置，具有能耗低、效率高的特点，能大幅度提高壳聚糖的降解效率。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置，包括保温水箱、壳聚糖溶液、第一阀门、离心泵、节流阀、第二阀门、第一压力传感器、超声-水力空化器、第二压力传感器、流量传感器；所述壳聚糖溶液设置于保温水箱内，壳聚糖溶液通过管路连接到超声-水力空化器，该管路上依次设置有第一阀门、离心泵、第二阀门和第一压力传感器；超声-水力空化器通过另一管路连接回壳聚糖溶液形成循环管路，该管路上依次设置有第二压力传感器和流量传感器；在离心泵与第二阀门之间的管路上设置有另一分支管路连接到流量传感器和壳聚糖溶液之间的管路，该分支管路上设置有节流阀；超声-水力空化器包括超声换能器和水力空化装置，所述超声换能器延伸入水力空化装置内。优选的，所述水力空化装置包括外壳、管路前段、管路入口、孔板和管路后段，超声换能器端面设置于管路前段，管路入口设置于外壳上，管路前段和管路后段之间设置有孔板。优选的，述孔板为多孔孔板。优选的，所述多孔孔板孔数在24～81之间。优选的，所述保温水箱上设置有温度传感器。优选的，所述保温水箱上连接有热水管路，所述热水管路末端连接有加热系统，热水管路上设置有第三阀门。优选的，所述保温水箱上连接有冷水管路，所述冷水管路末端连接有冷却系统，冷水管路上设置有第四阀门。本技术提供的一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置的有益效果在于：1)采用超声波空化和水力空化的双重空化作用能大幅度提高壳聚糖降解的效率；2)装置能耗降低、结构简单易操作；3)能有效控制壳聚糖溶液的流量，实时进行监控，保证降解过程持续稳定高效地进行；4)设计的多孔孔板能保证壳聚糖溶液总过流面积占管道横截面积的比例足够大，使得溶液的流动量提高，提高空化效率。附图说明图1为本技术整体结构示意图；图2为本技术超声-水力空化器的结构示意图；图3为本技术多孔孔板的结构示意图。图中：1、保温水箱；2、壳聚糖溶液；3、第一阀门；4、离心泵；5、节流阀；6、第二阀门；7、第一压力传感器；8、超声-水力空化器；9、第二压力传感器；10、流量传感器；11、热水管路；12、第三阀门；13、加热系统；14、温度传感器；15、冷水管路；16、第四阀门；17、冷却系统；81、超声换能器；82、外壳；83、管路前段；84、管路入口；85、孔板；86、管路后段；851、一号孔板；852、二号孔板；853、三号孔板；854、四号孔板；855、五号孔板；856、六号孔板；857、七号孔板；858、八号孔板。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本技术的保护范围。实施例：一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置。附图：水力空化装置的孔板几何参数。实施例一，壳聚糖溶液2设置于保温水箱1内，保温水箱1上设置有温度传感器14，保温水箱1上连接有热水管路11，所述热水管路11末端连接有加热系统13，热水管路11上设置有第三阀门12；保温水箱1上连接有冷水管路15，所述冷水管路15末端连接有冷却系统17，冷水管路15上设置有第四阀门16；壳聚糖溶液2通过管路连接到超声-水力空化器8，该管路上依次设置有第一阀门3、离心泵4、第二阀门6和第一压力传感器7；超声-水力空化器8通过另一管路连接回壳聚糖溶液2形成循环管路，该管路上依次设置有第二压力传感器9和流量传感器10；在离心泵4与第二阀门6之间的管路上设置有另一分支管路连接到流量传感器10和壳聚糖溶液2之间的管路，该分支管路上设置有节流阀5；超声-水力空化器8包括超声换能器81和水力空化装置，所述超声换能器81延伸入水力空化装置内。水力空化装置包括外壳82、管路前段83、管路入口84、孔板85和管路后段86，超声换能器81端面设置于管路前段83，管路入口84设置于外壳82上，管路前段83和管路后段86之间设置有孔板85；孔板85为一号孔板851，孔数为33，孔径为2mm，孔板85厚度为4mm。本实施例中，打开第一阀门3，保温水箱1内的壳聚糖溶液2在离心泵4的作用下由保温水箱1进入管路，打开第二阀门6，壳聚糖溶液2通入超声-水力空化器8，由管路入口84进入管路前段83，超声换能器81发射超声波作用于壳聚糖溶液2，同时壳聚糖溶液2通过一号孔板851进入管路后段86，继而进入管路流回保温水箱1中。在此空化过程中，在水力空化的基础上加上超声波空化作用，壳聚糖溶液2的降解效率显著提高，流过一号孔板851，保证了溶液的流量，保障空化效果持续稳定而高效。流量传感器10会实时地检测壳聚糖溶液2的流量大小，第一压力传感器7和第二压力传感器9会检测流入管路的壳聚糖溶液2对管路的压力大小进而控制节流阀5对流入的壳聚糖溶液2进行分流。保温水箱1上的温度传感器14实时监控温度变化，当保温水箱1温度降低时，加热系统13启动，第三阀门12打开，水会进入加热系统13进行加热再通过热水管路11回到保温水箱1中；当保温水箱1温度需要升高时，冷却系统17工作，第四阀门16打开，水会进入冷却系统17进行冷却降温再通过冷水管路15回到保温水箱1中；在温度传感器14的监控下，保温水箱1始终能保持适合壳聚糖溶液2保存的温度。实施例二，在实施例一的基础上，孔板85修改为二号孔板852，孔数为32，孔径为2mm，孔板85厚度为4mm，其余参数不变。实施例三，在实施例一的基础上，孔板85修改为三号孔板853，孔数为49，孔径为1.5mm，孔板85厚度为4mm，其余参数不变。实施例四，在实施例一的基础上，孔板85修改为四号孔板854，孔数为41，孔径为1.5mm，孔板85厚度为4mm，其余参数不变。实施例五，在实施例一的基础上，孔板85修改为五号孔板855，孔数为41，孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备低聚壳聚糖的超声‑水力协同空化装置，其特征在于，包括：保温水箱、壳聚糖溶液、第一阀门、离心泵、节流阀、第二阀门、第一压力传感器、超声‑水力空化器、第二压力传感器、流量传感器；所述壳聚糖溶液设置于保温水箱内，壳聚糖溶液通过管路连接到超声‑水力空化器，该管路上依次设置有第一阀门、离心泵、第二阀门和第一压力传感器；超声‑水力空化器通过另一管路连接回壳聚糖溶液形成循环管路，该管路上依次设置有第二压力传感器和流量传感器；在离心泵与第二阀门之间的管路上设置有另一分支管路连接到流量传感器和壳聚糖溶液之间的管路，该分支管路上设置有节流阀；超声‑水力空化器包括超声换能器和水力空化装置，所述超声换能器延伸入水力空化装置内。

【技术特征摘要】
1.一种制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置，其特征在于，包括：保温水箱、壳聚糖溶液、第一阀门、离心泵、节流阀、第二阀门、第一压力传感器、超声-水力空化器、第二压力传感器、流量传感器；所述壳聚糖溶液设置于保温水箱内，壳聚糖溶液通过管路连接到超声-水力空化器，该管路上依次设置有第一阀门、离心泵、第二阀门和第一压力传感器；超声-水力空化器通过另一管路连接回壳聚糖溶液形成循环管路，该管路上依次设置有第二压力传感器和流量传感器；在离心泵与第二阀门之间的管路上设置有另一分支管路连接到流量传感器和壳聚糖溶液之间的管路，该分支管路上设置有节流阀；超声-水力空化器包括超声换能器和水力空化装置，所述超声换能器延伸入水力空化装置内。2.根据权利要求1所述的制备低聚壳聚糖的超声-水力协同空化装置，其特征在于，所述水力空化装置包括外壳、管路前段、管路入口、...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏政权，
申请(专利权)人：广东药科大学，
类型：新型
国别省市：广东,44