一种食品制备用酶解装置及酶解方法与流程

本发明涉及酶学装置，尤其涉及一种食品制备用酶解装置及酶解方法。

背景技术：

1、酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或rna，酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整，若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失，酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万，酶是一类极为重要的生物催化剂；酶解装置是一种用于酶解的设备，酶解是指使用酶来降解生物大分子，如蛋白质、核酸和多糖等，以产生更小的分子片段，酶解主要应用于生物医学研究、制药工业和食品工业等领域。目前的酶解装置无法对酶进行预热提高酶的活性，且原料与酶的反应效率较低，导致酶解效率较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种食品制备用酶解装置及酶解方法，以解决上述背景技术中提出的至少一个技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种食品制备用酶解装置及酶解方法，包括支撑机构、壳体机构、驱动机构、催化机构、混合机构、两个加热机构与触发搅拌机构，支撑机构包括两个安装支撑柱与安装支撑板，两个安装支撑柱间隔设置，安装支撑板固定安装于两个安装支撑柱的顶部，壳体机构固定安装于两个安装支撑柱相互朝向的一侧侧壁上，驱动机构固定安装于安装支撑板的底部，且驱动机构的底部延伸至壳体机构内，壳体机构与驱动机构转动配合，催化机构安装于壳体机构的顶部，催化机构用于向壳体机构内添加酶，混合机构固定安装于驱动机构的底部，且混合机构与壳体机构转动配合，两个加热机构固定安装于壳体机构内，触发搅拌机构包括热触发组件与两个搅拌传动组件，热触发组件固定安装于壳体机构底部，且热触发组件位于壳体机构内，两个搅拌传动组件均安装于混合机构内，两个搅拌传动组件分别位于热触发组件顶部的两侧，且两个搅拌传动组件对称设置，热触发组件用于受热时与两个搅拌传动组件啮合，搅拌传动组件用于传动，使得混合机构在壳体机构内进行搅拌。

4、作为本发明的进一步改进，壳体机构包括支撑壳体与反应壳体，支撑壳体固定安装于两个安装支撑柱相互朝向的一侧侧壁上，反应壳体固定安装于支撑壳体的上部，支撑壳体与反应壳体之间形成有加热腔体，两个加热机构设置于加热腔体的底部，反应壳体内形成有反应腔体，反应腔体的底部开设有加热通槽，加热通槽的底部与加热腔体连通，反应壳体的顶部固定安装有进料口，且进料口与反应腔体连通，反应壳体的一侧侧壁底部固定安装有出料口，且出料口的端部延伸至支撑壳体外侧，出料口与反应腔体连通连通。

5、作为本发明的进一步改进，驱动机构包括驱动电机、驱动转轴、第一锥齿轮与第二锥齿轮，驱动电机固定安装于安装支撑板的底部，驱动转轴固定安装于驱动电机的输出端上，且驱动转轴穿过反应壳体的顶部延伸至反应腔体内，驱动转轴与反应壳体的顶部转动配合，第一锥齿轮固定安装于驱动转轴的顶部，第二锥齿轮固定安装于驱动转轴的上部，第二锥齿轮位于第一锥齿轮的下方。

6、作为本发明的进一步改进，催化机构包括催化添加组件与催化预热组件，催化添加组件包括四个催化支撑柱、催化添加箱、升降支撑柱、升降复位弹簧、升降支撑滑块、活塞转轴、活塞锥齿轮、活塞连接块、活塞连接轴、活塞连接杆、活塞杆与活塞滑块，四个催化支撑柱固定安装于反应壳体的顶部，催化添加箱固定安装于四个催化支撑柱的顶部，升降支撑柱固定安装于催化添加箱的顶部，升降支撑柱的顶部开设有升降滑槽，升降复位弹簧固定安装于升降滑槽的底部，升降支撑滑块固定安装于升降复位弹簧的顶部，且升降支撑滑块滑动设置于升降滑槽内，活塞转轴转动安装于升降支撑滑块的顶部，且活塞转轴与驱动转轴相互垂直设置，活塞锥齿轮固定安装于活塞转轴靠近驱动转轴的一端，且活塞锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合，活塞连接块的一侧侧壁底部转动安装于活塞转轴远离活塞锥齿轮的一端上，活塞连接轴的一端转动安装于活塞连接块远离升降支撑滑块的一侧侧壁顶部，活塞连接杆的顶部转动安装于活塞连接轴远离活塞连接块的一端，活塞杆转动安装于活塞连接杆的底部，且活塞杆的底部穿过催化添加箱的顶部延伸至催化添加箱内，活塞杆与催化添加箱滑动配合，活塞滑块固定安装于活塞杆的底部，且活塞滑块的侧壁与催化添加箱的内侧壁滑动贴合，催化预热组件安装于催化添加箱的底部，升降支撑滑块的一侧侧壁上开设有脱离卡槽，脱离卡槽的顶部形成有脱离斜面，脱离斜面与催化添加箱之间的距离朝脱离卡槽的内端方向逐渐减小，升降支撑柱的一侧侧壁上开设有限位卡槽，且限位卡槽与脱离卡槽连通，限位卡槽内滑动插设有限位卡板，且限位卡板靠近升降支撑滑块的一端形成有限位斜面，限位斜面与脱离斜面相互抵持，限位卡板的顶部抵持于脱离卡槽的顶部。

7、作为本发明的进一步改进，催化添加箱的底部固定安装有添加管道，且添加管道的顶部与催化添加箱的内部连通，添加管道内设置有单向阀，驱动转轴的中部转动套设有添加环块，添加管道的远离催化添加箱的一端固定安装于添加环块的侧壁上，添加环块的侧壁上开设有添加通槽，且添加通槽与添加管道连通，添加环块的内侧壁开设有第一环形槽，且第一环形槽与添加通槽连通，驱动转轴的外侧壁中部开设有第二环形槽，且第二环形槽与第一环形槽连通，第二环形槽的底部开设有若干个添加竖槽，添加竖槽远离驱动转轴中轴线的一侧侧壁开设有若干个催化微孔，且若干个催化微孔沿竖直方向等距离间隔设置，催化添加箱的一侧侧壁底部安装有补充管道，且补充管道与催化添加箱的内部连通，补充管道内设置有单向阀。

8、作为本发明的进一步改进，催化预热组件包括预热转轴、预热锥齿轮、预热转动圆板、若干个预热混合杆与预热转动圆块，预热转轴转动安装于催化添加箱朝向驱动转轴的一侧侧壁上，且预热转轴的另一端穿过催化添加箱的侧壁延伸至催化添加箱的内部，预热锥齿轮固定安装于预热转轴靠近催化添加箱的一端，且预热锥齿轮与第二锥齿轮啮合，预热转动圆板固定安装于预热转轴远离预热锥齿轮的一端，预热混合杆固定安装于预热转动圆板远离预热锥齿轮的一侧侧壁上，且若干个预热混合杆呈圆形阵列间隔设置，预热混合杆远离预热锥齿轮的一端开设有预热空槽，预热转动圆块转动嵌入式安装于催化添加箱远离预热锥齿轮的一侧侧壁上，且预热转动圆块的侧壁上开设有若干个预热通槽，若干个预热混合杆远离预热锥齿轮的一端与预热转动圆块的侧壁固定连接，且若干个预热通槽分别与若干个预热空槽连通，支撑壳体的顶部固定安装有预热连通壳，预热连通壳的底部开设有预热流通槽，预热流通槽的底部与加热腔体连通，预热流通槽的顶部与若干个预热通槽连通。

9、作为本发明的进一步改进，混合机构包括转动圆柱与两个混合件，转动圆柱固定安装于驱动转轴的底部，且转动圆柱的底部转动设置于加热通槽的侧壁上，两个混合件对称安装于转动圆柱的两侧侧壁上，混合件包括混合连接臂、混合转杆、两个混合漏板、搅拌杆与磁吸块，混合连接臂固定安装于转动圆柱的一侧侧壁上，转动圆柱的底部开设有触发收容槽，混合连接臂靠近转动圆柱的一端开设有传动收容槽，且传动收容槽与触发收容槽连通，混合转杆转动安装于传动收容槽远离转动圆柱一端的底部，且混合转杆与驱动转轴平行设置，两个混合漏板固定安装于混合转杆靠近驱动转轴的一侧侧壁上，且两个混合漏板沿竖直方向上间隔设置，两个混合件上的混合漏板交错设置，搅拌杆固定安装于两个混合漏板靠近驱动转轴的一侧侧壁上，磁吸块嵌入式安装于搅拌杆靠近驱动转轴的一侧侧壁上，且两个混合件的磁吸块极性相反。

10、作为本发明的进一步改进，热触发组件包括触发支撑杆、触发支撑圆块、触发连接圆块与触发齿盘，触发支撑杆固定安装于加热腔体的底部，且触发支撑杆的顶部向上延伸至触发收容槽内，触发支撑圆块固定安装于触发支撑杆的顶部，触发连接圆块固定安装于触发支撑圆块的顶部，且触发连接圆块的半径小于触发支撑圆块的半径，触发齿盘固定安装于触发连接圆块的顶部，且触发齿盘的半径等于触发支撑圆块的半径，触发齿盘的外侧壁周缘开设有若干个齿块伸缩槽，且若干个齿块伸缩槽等距离间隔设置齿块伸缩槽靠近触发齿盘中轴线的一端固定安装有齿块复位拉簧，齿块复位拉簧朝向混合转杆的一端固定安装有伸缩齿块，且伸缩齿块滑动设置于齿块伸缩槽内，伸缩齿块的底部开设有抵持斜面，抵持斜面与触发支撑圆块之间的距离朝混合转杆的方向逐渐减小，触发支撑圆块的顶部开设有若干个与齿块伸缩槽对应的触发竖槽，触发竖槽的底部固定安装有记忆合金，记忆合金的顶部固定安装有楔形触发块，且楔形触发块的顶部穿过触发齿盘的底部延伸至抵持斜面内，楔形触发块的底部滑动设置于触发竖槽内，楔形触发块的顶部与触发齿盘滑动配合，楔形触发块的顶部形成有触发斜面，触发斜面与抵持斜面相互贴合设置，记忆合金用于受热时向上顶起楔形触发块，使得楔形触发块通过触发斜面与抵持斜面的配合将伸缩齿块推出。

11、作为本发明的进一步改进，两个搅拌传动组件包括传动转轴、传动齿轮、传动带轮与联动传动带，传动转轴转动安装于传动收容槽靠近转动圆柱的一端，传动齿轮固定安装于传动转轴的下部，传动齿轮用于与被推出的伸缩齿块啮合，传动带轮固定安装于传动转轴的的上部，联动传动带套设于传动带轮与混合转杆的底部上。

12、还提供一种食品制备用酶解方法，应用于如上所述的食品制备用酶解装置，包括以下步骤：

13、步骤一：封闭出料口，将原料通过进料口加入到反应腔体内；

14、步骤二：启动加热机构与驱动电机，驱动电机启动能够使得活塞滑块能够上下滑动，将催化添加箱内的酶挤压到反应腔体内，驱动电机启动还能够使得若干个预热混合杆进行旋转，对催化添加箱内的酶进行初步预热与混合，利用驱动电机带动驱动转轴进行旋转，驱动转轴通过混合连接臂带动混合转杆、混合漏板与搅拌杆围绕着驱动转轴进行旋转，从而对反应腔体内的原料与酶进行混合；

15、步骤三：通过加热机构的加热使得触发收容槽内的温度升高，并带动记忆合金的温度升高，记忆合金的温度升高能够使得楔形触发块向上移动抵持伸缩齿块向远离齿块复位拉簧的方向进行移动，利用若干个移动后的伸缩齿块依次与传动齿轮进行啮合，啮合后的传动齿轮在围绕着驱动转轴旋转的过程中能够通过传动转轴带动传动带轮进行自转，传动带轮通过联动传动带带动混合漏板与搅拌杆围绕着混合转杆进行旋转，从而起到搅拌效果；

16、步骤四：通过推动限位卡板进一步进入到脱离卡槽内，使得活塞锥齿轮脱离第一锥齿轮，从而能够停止向反应腔体内继续添加酶，反应腔体内充分反应后停止加热机构与驱动电机，打开出料口进行取料。

17、本发明相比于现有技术的有益效果是：

18、1.通过加热机构升高反应壳体的温度，从而提高反应腔体内的温度，从而使得酶解反应更加适合进行，驱动机构带动催化机构添加酶，并带动混合机构进行旋转混合，混合的过程中增加酶与原料的接触机会，提高酶解效率，热触发组件触发搅拌传动组件的啮合，使得混合转杆进行旋转搅拌，进一步提高酶解效率，能够使得反应腔体内的原料充分混合与酶反应，最终提高酶解效率。

19、2.通过加热机构分步进行升温，先升温加热腔体再传递热量到反应腔体，避免直接对原料和酶加热，防止温度过高影响酶解效率，提高了酶解质量，提高到适当的温度能够使得反应腔体内的酶的活性提高，从而增加酶解反应的效率，驱动电机通过驱动转轴带动混合转杆、混合漏板与搅拌杆均围绕着驱动转轴进行旋转，实现对反应腔体内原料和酶的混合作用，提高反应效率。

20、3.通过活塞滑块向下移动，驱动催化添加箱内的酶被挤压进入反应腔体内，实现酶的有效添加，促进反应的进行，驱动转轴的旋转使得两个搅拌杆相互靠近并围绕着驱动转轴进行旋转，能够将驱动转轴附近的原料与酶进行充分的混合和反应，提高驱动转轴附近原料的酶解效率，加快反应的进行。

21、4.通过驱动转轴能够带动第二锥齿轮进行旋转，第二锥齿轮能够带动预热锥齿轮进行旋转，使得若干个预热混合杆旋转，对催化添加箱内的酶进行混合，确保补充管道中添加的酶与催化添加箱内的酶浓度一致，提高酶解反应的效果，加热机构通过加热腔体内的温度升高，使得气体经过预热流通槽进入若干个预热通槽和预热空槽，从而提高预热混合杆的温度对酶进行预加热，酶在温度适当升高的条件下，其活性会初步提高，预热后的酶进入到反应腔体内后，酶能够快速与原料进行反应，提高反应的效率和速度。

22、5.通过记忆合金逐渐升温并伸展，使得混合漏板和搅拌杆搅拌原料，从而使得驱动转轴附近的原料与反应壳体内侧壁附近的原料进行混合，从而达到混合均匀的效果，混合漏板与搅拌杆能够对内部原料与酶的搅拌效果，从而使得反应物与酶的接触面积增加，反应物中的酶更加均匀的溶解于原料汁液中，增加反应效率，避免反应壳体内侧壁附近的原料无法得到充分酶解的情况，提高反应效率。

23、6.通过推动限位卡板，使其向脱离卡槽更进一步，限位卡板将通过限位斜面与脱离斜面抵持，从而带动升降支撑滑块向上移动，升降支撑滑块的上升会带动活塞转轴向上移动，而活塞转轴则会带动活塞锥齿轮向上移动，活塞锥齿轮上升与第一锥齿轮不再啮合，从而停止旋转，导致活塞滑块停止上下移动，从而实现停止将酶从催化添加箱加入到反应腔体的效果，等待一段时间确保反应腔体内的原料与酶充分混合并发生反应后打开出料口进行取料，从而确保反应的有效性和产物的质量。