年产10吨菠萝蛋白酶提取工厂初步设计1(2)

湛江开发区建立了精简、高效的行政服务体系，投资软环境优越，基础设施

完善，生活设施配套，服务功能齐全，为国内外客商创造了一流的投资环境。湛江开发区坚持“以工业为主、外资为主、出口为主”的方针，积极发展外向型经济。基本形成以汽车制造、电子电器，通讯器材，生物制品，办公用品、机电产品、包装器材、纺织服装、羽绒制品、首饰加工等工业为支柱的外向型经济格局。

2.2开发区财政支持及土地政策

湛江经济技术开发区实行类似中国经济特区的优惠政策，执行目前中国最低

的企业所得税率；进口设备的审批优惠及关税减免政策；国家还赋予国家级湛江经济技术开发区市一级行政审批权限，比其它一般行政区域在企业审批、项目立项、经营运作方面有特殊优惠。

对于酶制剂厂厂址的选择，基本要求是原料、燃料供应充分，产品流通迅速，

交通便利。而开发区为招商引资，往往会出台一系列的优惠政策，有利于企业的成长。因此本着经济、合理、优势的原则，根据本项目的性质和对建厂地区及地址的相关条件进行考察和论证分析，最后厂址选择湛江经济技术开发区。综合看来，在湛江经济技术开发区建设菠萝蛋白酶制剂厂，无论是从地理位置、交通运输、原材料和燃料供应，还是从当地政策、投资环境来看，都是十分理想的。

3. 生产工艺的研究与设计

3.1工艺对比选择

三种常用的菠萝蛋白酶提取工艺

酶的分离提取一直沿用离子交换吸附，冷丙酮，酒精，无机盐沉淀等方法。

国内外很早就对菠萝蛋白酶进行研究，从发展过程来看，菠萝蛋白酶的提取方法有高岭土吸附法、单宁沉淀法和超滤有机溶剂提取法，各种方法比较如下：

1.高岭土吸附法

压榨 高岭土吸附 洗脱.压滤 盐析

菠萝下脚料 汁液 吸附物 洗脱液 盐析物

离心 溶解.过滤 沉淀 干燥

湿粗酶饼 澄清液 湿酶 精品

高岭土吸附法提取菠萝蛋白酶的主要工艺操作包括：

①压榨。将菠萝下脚料洗净，用压榨机压出汁液，加入 0.05 ％苯甲酸钠防

腐，迅速过滤除杂质。

②吸附。将汁液移入吸附槽中搅拌，同时加入 5 ％的高岭土，搅拌约 20 min，

在 10 ℃吸附30~60 min，用虹吸排掉上清液收集高岭土吸附物。

③洗脱。用16 ％的 NaOH 溶液调节吸附物的 pH 值至 7.0 左右，再加入

吸附质量为 7~9 ％的食盐，搅拌 30 min，进行洗脱，然后迅速压滤，收集滤液。

④盐析。将压滤液收集在盐析槽中，用 1：3的盐酸调节 pH 值至 5.0 左右，

搅拌加入压滤液质量 25 ％的硫酸铵，待完全溶解后，4 ℃下存放过夜；然后离心，收集沉淀盐析物，即粗酶。

⑤溶解。将粗酶放入溶解罐中，加入 10 倍水，用 NaOH 溶液调 pH 值至

7.0~7.5，搅拌使其溶解，过滤除杂，收集滤液。

⑥沉淀、干燥。在搅拌下用 1:3 的盐酸调节上述滤液的 pH 值至 4.0，静置

1h 使酶析出，用离心机分离出沉淀物，冷冻真空干燥或减压干燥即得菠萝蛋白酶精品。

高岭土吸附法生产工艺和操作都比较复杂，原材料消耗多，所需设备也多，

酶活总回收率低，但产品质量较好，纯度较高，产品酶活可达4.0×106u/g 上

2.单宁沉淀

压榨 去杂质 加稳定剂 加单宁 菠萝下脚料 汁液 澄清液 稳定液

洗脱 干燥

单宁沉淀 滤液 酶制品

单宁沉淀法生产工艺流程图。

操作要点:

①压榨。将菠萝下脚料洗净，用压榨机压出汁液，加入0.005%苯甲酸钠防腐，迅速过滤除杂质。

②去杂质。鲜菠萝汁经过滤去杂。

③加稳定剂。将澄清液移入生产罐中，在搅拌条件下，加入澄清液体积0.005%

的EDTA-2Na、0.06%的二氧化硫、0.02%的维生素C。

④加单宁。立即加入0.1%的单宁，在4℃下静置1h,离心弃去上清液，收集沉淀物。

⑤洗脱、干燥。将沉淀物放入溶解罐中，加入2~3倍pH值为4.5的抗坏血酸溶液(或用1:3的盐酸)，调pH值到3，搅拌洗脱40min，然后过滤，收集滤液，减压干燥或冷冻真空干燥即得菠萝蛋白酶精品。

单宁沉淀法各操作比高岭土工艺简单，原料消耗少，所需设备少，易于土法

上马。但酶回收率低，部分产品能达到食品级，产品酶活力在3.5~4.0×106u/g 之间，由于生产中加入单宁，对环境污染大。

3.超滤法

菠萝下脚料

粗过滤 泵送湿渣 泵送 0.05%苯甲酸钠

人工淋 液体(

排走

1# 3#罐

EDTA— 泵 送

泵送

清液超滤膜 液泵送冷水

泵送

浓液外卖 4#

5#罐冷水

泵送

成品

超滤法提取菠萝蛋白酶的主要工艺操作包括：

①压榨。将菠萝下脚料洗净，用压榨机压出汁液，加入0.05％苯甲酸钠防腐，

迅速过滤除杂质。可采用压滤法或离心法去杂质。

②超滤浓缩。将澄清液在管式超滤设备中进行浓缩，使体积浓缩至原体积的

1/5。

③沉淀。将浓缩液降温至0~4℃，边搅拌边加入 -20 ℃的95％乙醇，直至混

合液中乙醇浓度为50％，静置，使酶沉淀，移出上清液，即得湿酶。

④干燥。将湿酶在0℃下减压干燥或冷冻真空干燥即得菠萝蛋白酶精品。

超滤法生产工艺和操作比较复杂，且设备一次性投资大。超滤浓缩后的浓缩

液若再用高岭土吸附法或者单宁沉淀法提取，由于菠萝汁浓缩液仅是菠萝原汁的1/5，可大大节约其他辅助原料的用量，总生产成本减少，且产品质量好，纯度高，酶活力高，酶活总回收率高，对环境造成污染程度减少，环境投资减少，经济效益明显比传统工艺好。

超滤浓缩后的浓缩液用有机溶剂沉淀法提取精酶，由于需要低温使生产成本

上升，但产品质量、纯度、酶活都优于前者，是菠萝蛋白酶升级换代的新工艺，综合考虑本项目选用超滤法提取菠萝蛋白酶。

3.2工艺要求：

3.2.1原料的预处理

(1)将运来的新鲜菠萝渣搅碎，用锤式粉碎机打碎。

(2)将搅碎的菠萝渣进行压榨，直接用连续榨汁机进行原料的再搅碎和榨汁。

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