一种适于产业化卵黄抗体前提取的装置

摘要

本发明属于卵黄抗体制取领域，具体公开一种适于产业化卵黄抗体前提取的装置。该装置包括罐体I及其外界附属系统、罐体II及其外界附属系统；罐体I的外界附属系统包括罐外夹层控温装置I；罐体II的外界附属系统包括罐外夹层控温装置II、罐内流体密度超声监测装置、罐体气压动力装置和pH耦合试剂输出装置。本发明装置具有结构精密、坚固耐用、易于规模流程标准化操作使用、可连续化操作、显著提高卵黄抗体前提取效率，降低劳动强度的特点。

说明书

技术领域

本发明属于卵黄抗体制取领域，具体涉及一种适于产业化卵黄抗体前提取的装置。

背景技术

卵黄抗体(egg yolk antibodies，IgY)是存在于禽类卵黄中的免疫球蛋白，是指产蛋鸡受特定抗原免疫后产生并转移和贮存在卵黄中的特异性抗体，从蛋黄中将IgY提取并应用在动物疾病的防治中已得到广泛认可。由于其具有良好的治疗效果、较高的特异性、安全无残留、不产生耐药性菌、且制备量大、工艺简单等优势在抗生素替代品的研究热潮中脱颖而出。自1898年由Klemperer 首次发现以来，已广泛应用于畜禽疾病的防治和疾病诊断等方面。美国食品和药品管理局 (FDA) 将卵黄抗体列入“公认安全使用物质 (Generally Recognized As Safe, GRAS)”，把卵黄抗体看作药效营养品 (Nutraceuticals)。总的来讲，卵黄抗体对动物没有毒副作用，用卵黄抗体治疗动物疾病不但避免了血清价格昂贵、产量低的缺点，而且可以避免血清在治疗过程中引起的副作用，是一种很有前途的发明免疫球蛋白制剂。因此，卵黄抗体在禽畜疾病诊断、治疗和预防的应用越来越多。

但IgY被广泛应用的前提是如何将卵黄中大量的IgY提取、纯化出来。近年来，国内外学者报道了许多卵黄抗体的制备方法，但由于提取设备的选择和使用的不当，特别是目前的卵黄抗体制取缺少适用于规模化、产业化和标准化的抗体生产配套装置而使得抗体提取和后期纯化过程导致抗体部分损失，效价降低，其结果是：一方面，造成抗体提取成本的提高；另一方面，造成抗体注射困难、难以吸收、注射局部肿胀、过敏反应严重，直接导致抗体治疗效果不佳，严重影响抗体的使用效果，极大地限制了卵黄抗体在疾病防治上的应用。

发明内容

为克服现有卵黄抗体提取和产业化连续生产过程中的不足，本发明的目的旨在提供一种适于产业化卵黄抗体前提取的装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种适于产业化卵黄抗体前提取的装置，该装置包括罐体I（用于高免卵黄稀释和消毒）及其外界附属系统、罐体II（用于卵黄液酸化分层和抗体提取）及其外界附属系统；

罐体I底部设有出口腔I和基架I；罐体I顶部设有封口法兰I，封口法兰I上配合连接有固定法兰I，固定法兰I上设有卵黄液进口、温度表插孔I、罐内灯开关I、搅拌电机I、蒸馏水进口、喷淋液进口I和高温蒸汽进口；罐体I内设有与罐内灯开关I配合连接的罐内灯I（可耐高温高压和腐蚀）、与喷淋液进口I配合连接的喷淋头I、与搅拌电机I配合连接的搅拌轴I，搅拌轴I下端设有搅拌桨I；罐体I外壁设有夹层I，夹层I上下两端分别设有夹层进口I和夹层出口I，罐体I外壁上同时设有内窥镜I，内窥镜I一端位于夹层I内、另一端伸出夹层I；

罐体I的外界附属系统包括罐外夹层控温装置I，所述罐外夹层控温装置I包括泵I和恒温水箱I（可控温：50~90℃），夹层出口I、恒温水箱I、泵I、夹层进口I通过管路依次串连形成一封闭循环系统；

罐体II底部设有出口腔II和基架II；罐体II顶部设有封口法兰II，封口法兰II上配合连接有固定法兰II，固定法兰II上设有进料口、温度表插孔II、罐内灯开关II、搅拌电机II、气路口、喷淋液进口II和pH耦合试剂液进口；罐体II内设有与罐内灯开关II配合连接的罐内灯II（可耐高温高压和腐蚀）、与喷淋液进口II配合连接的喷淋头II、与搅拌电机II配合连接的搅拌轴II，搅拌轴II下端设有搅拌桨II；罐体II外壁设有夹层II，夹层II上下两端分别设有夹层进口II和夹层出口II，罐体II外壁上同时设有内窥镜II，内窥镜II一端位于夹层II内、另一端伸出夹层II；

罐体II的外界附属系统包括罐外夹层控温装置II、罐内流体密度超声监测装置、罐体气压动力装置和pH耦合试剂输出装置；

所述罐外夹层控温装置II包括泵II和恒温水箱II（可控温：0~37℃），夹层出口II、恒温水箱II、泵II、夹层进口II通过管路依次串连形成一封闭循环系统；

所述罐内流体密度超声监测装置包括超声波发射接收器、反射板、信号转换器、时间继电器和电磁阀，超声波发射接收器和反射板设在出口腔II中部相对两侧，电磁阀位于出口腔II末端，超声波发射接收器通过电路依次串连信号转换器、时间继电器和电磁阀，电磁阀则再通过两支管路分别连接有储罐I（用于存储卵黄抗体提取废弃副产物）和储罐II（用于存储卵黄抗体前提取液），电磁阀连接储罐I的管路上设有阀门I，电磁阀连接储罐II的管路上设有阀门II；

所述罐体气压动力装置包括真空泵、稳压器、压力表、阀门III和空气过滤器，真空泵通过管路依次串连稳压器、压力表、阀门III和空气过滤器至气路口；

所述pH耦合试剂输出装置包括pH传感器、pH控制器、恒流泵、流量计I、阀门IV、阀门V、试剂罐I和试剂罐II，pH传感器设在罐体II外壁上，pH传感器一端位于夹层II内，另一端伸出夹层II后通过电路依次串连pH控制器、恒流泵，恒流泵的输入端通过两支管路分别连接试剂罐I（存储酸化液）和试剂罐II（存储正辛酸试剂液），试剂罐I连接恒流泵的管路上设有阀门IV，试剂罐II连接恒流泵的管路上设有阀门V，恒流泵的输出端则通过管路再串连流量计I至pH耦合试剂液进口；

罐体I和罐体II之间由出口腔I通过管路依次串连止回阀、流量计II至进料口实现连接。

较好地，封口法兰I与固定法兰I之间、封口法兰II与固定法兰II之间均设有垫片且通过螺栓孔及螺栓实现配合连接。

较好地，罐体I为圆筒形罐体，材质为不锈钢，耐温≥121℃，耐压≥2个大气压强，罐体I的径高比范围为1/5~1/3，底部为锥形结构，锥角角度为160度；罐体II为圆筒形罐体，材质为不锈钢，耐温≥121℃，耐压≥2个大气压强，罐体II的径高比范围为1/6~1/4，底部为锥形结构，锥角角度为120度。

较好地，出口腔II腔体内径为罐体II内径的1/6~1/5，出口腔II腔体长度为出口腔II腔体内径的2~2.5倍。

较好地，搅拌桨I和搅拌桨II材质均为硬质不锈钢且呈弯月状。

较好地，搅拌桨I上方的搅拌轴I上通过不锈钢实心支杆对称连接有若干层搅拌桨I'，搅拌桨I'材质为硬质不锈钢，形状为长方形且表面均匀分布有网孔，网孔孔径为3~8mm。

更好地，搅拌桨I上方的搅拌轴I上通过不锈钢实心支杆对称连接有两层搅拌桨I'。

较好地，搅拌桨II上方的搅拌轴II上通过不锈钢实心支杆对称连接有若干层搅拌桨II'，搅拌桨II'材质为硬质不锈钢，形状为长方形。

更好地，搅拌桨II上方的搅拌轴II上通过不锈钢实心支杆对称连接有一层搅拌桨II'。

较好地，空气过滤器的滤孔孔径为0.2~0.22μm。

辛酸在水中溶解度极低（0.062g/L），因此在水溶性物质中辛酸残留量极微。在医学工业中辛酸已被广泛应用，对生物不具毒副作用。辛酸法是目前广泛应用的IgY提取方法。辛酸法的原理是利用IgY的特殊化学性质进行的：在低离子强度、pH值酸性条件下，辛酸可与绝大多数的卵黄蛋白发生反应，形成不可逆的沉淀，只有IgY不发生反应，留在上清液中，离心除去沉淀，收集上清液，再进行后续的抗体纯化与制备。

本发明装置就是依据辛酸法制取卵黄抗体的工艺要求，针对其抗体前提取过程的特点而设计，完全满足产业化进行卵黄抗体前提取工艺中的事项要求，适于鸭病毒性肝炎、黄病毒病、新城疫、法式囊病等卵黄抗体的提取。

有益效果：

1、本发明装置具有结构精密、坚固耐用、易于规模流程标准化操作使用、可连续化操作、显著提高卵黄抗体前提取效率，降低劳动强度的特点；

2、本发明装置还具有密封性高、降低外界微生物或杂质污染、保证产品质量的优点，同时该装置的特性（卵黄自动稀释消毒、流体无菌气压传输、流体密度在线监测、pH耦合试剂输出）极利于卵黄抗体产业化运营；

3、在罐体II中，集同一罐体在位冷却、在位灭菌、辛酸自动添加、自动控温、混合搅拌、自动分层出液等多功能于一体，提高抗体提取率，后期抗体纯化过程中抗体损失少，促进卵黄抗体提取生产的标准化，并减少不同规格罐体的配置所造成的不同批次的产品品质影响；

4、本发明装置适于产业化卵黄抗体前提取的工艺生产应用。因此，本发明装置的设计针对产业化卵黄抗体前提取的工作显得尤为具有意义。

附图说明

图1：本发明装置的结构示意图；

图2：固定法兰I的俯视结构示意图；

图3：固定法兰II的俯视结构示意图；

附图标记说明：1-罐体I；1'-罐体II；2-出口腔I；2'-出口腔II；3-基架I；3'-基架II；4-封口法兰I；4'-封口法兰II；5-固定法兰I；5'-固定法兰II；6-垫片I；6'-垫片II；7-螺栓孔I；7'-螺栓孔II；8-螺栓I；8'-螺栓II；9-卵黄液进口；101-温度表插孔I；101'-温度表插孔II；102-温度表I；102'-温度表II；11-罐内灯开关I；11'-罐内灯开关II；12-搅拌电机I；12'-搅拌电机II；13-蒸馏水进口；14-喷淋液进口I；14'-喷淋液进口II；15-高温蒸汽进口；16-罐内灯I；16'-罐内灯II；17-喷淋头I；17'-喷淋头II；18-搅拌轴I；18'-搅拌轴II；19-搅拌桨I；19'-搅拌桨II；20-搅拌桨I'；20'-搅拌桨II'；21-夹层I；21'-夹层II；22-夹层进口I；22'-夹层进口II；23-夹层出口I；23'-夹层出口II；24-内窥镜I；24'-内窥镜II；25-泵I；25'-泵II；26-恒温水箱I；26'-恒温水箱II；27-进料口；28-气路口；29-pH耦合试剂液进口；30-超声波发射接收器；31-反射板；32-信号转换器；33-时间继电器；34-电磁阀；35-储罐I；35'-储罐II；361-阀门I；362-阀门II；363-阀门III；364-阀门IV；365-阀门V；37-真空泵；38-稳压器；39-压力表；40-空气过滤器；41-pH传感器；42-pH控制器；43-恒流泵；44-流量计I；44'-流量计II；45-试剂罐I；45'-试剂罐II；46-止回阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容进一步详细说明：

如图1~3所示，一种适于产业化卵黄抗体前提取的装置，该装置包括罐体I 1（用于高免卵黄稀释和消毒）及其外界附属系统、罐体II 1'（用于卵黄液酸化分层和抗体提取）及其外界附属系统；罐体I 1为圆筒形罐体，材质为不锈钢，耐温≥121℃，耐压≥2个大气压强，罐体I 1的径高比范围为1/4，底部为锥形结构，锥角角度为160度；罐体II 1'为圆筒形罐体，材质为不锈钢，耐温≥121℃，耐压≥2个大气压强，罐体II 1'的径高比范围为1/4，底部为锥形结构，锥角角度为120度；

罐体I 1底部设有出口腔I 2和基架I 3；罐体I 1顶部设有封口法兰I 4，封口法兰I 4上设有固定法兰I 5，封口法兰I 4与固定法兰I 5之间设有垫片I 6，封口法兰I 4与固定法兰I 5上均布有四个螺栓孔I 7，两者之间通过螺栓I 8实现配合连接，固定法兰I 5上设有卵黄液进口9、温度表插孔I 101（内插设有温度表I 102）、罐内灯开关I 11、搅拌电机I 12、蒸馏水进口13、喷淋液进口I 14和高温蒸汽进口15；罐体I 1内设有与罐内灯开关I 11配合连接的罐内灯I 16（可耐高温高压和腐蚀）、与喷淋液进口I 14配合连接的喷淋头I 17、与搅拌电机I 12配合连接的搅拌轴I 18，搅拌轴I 18下端设有呈弯月状的硬质不锈钢搅拌桨I 19，搅拌桨I 19上方的搅拌轴I 18上通过不锈钢实心支杆对称连接有两层搅拌桨I' 20，搅拌桨I' 20材质为硬质不锈钢，形状为长方形且表面均匀分布有网孔，网孔孔径为5mm；罐体I 1外壁设有夹层I 21，夹层I 21上下两端分别设有夹层进口I 22和夹层出口I 23，罐体I 1外壁上同时设有内窥镜I 24，内窥镜I 24一端位于夹层I 21内、另一端伸出夹层I 21；

罐体I 1的外界附属系统包括罐外夹层控温装置I，所述罐外夹层控温装置I包括泵I 25和恒温水箱I 26（可控温：50~90℃），夹层出口I 23、恒温水箱I 26、泵I 25、夹层进口I 22通过管路依次串连形成一封闭循环系统；

罐体II 1'底部设有出口腔II 2'和基架II 3'，出口腔II 2'腔体内径为罐体II 1'内径的1/5，出口腔II 2'腔体长度为出口腔II 2'腔体内径的2倍；罐体II 1'顶部设有封口法兰II 4'，封口法兰II 4'上设有固定法兰II 5'，封口法兰II 4'与固定法兰II 5'之间设有垫片II 6'，封口法兰II 4'与固定法兰II 5'上均布有四个螺栓孔II 7'，两者之间通过螺栓II 8'实现配合连接，固定法兰II 5'上设有进料口27、温度表插孔II 101'（内插设有温度表I 102'）、罐内灯开关II 11'、搅拌电机II 12'、气路口28、喷淋液进口II 14'和pH耦合试剂液进口29；罐体II 1'内设有与罐内灯开关II 11'配合连接的罐内灯II 16'（可耐高温高压和腐蚀）、与喷淋液进口II 14'配合连接的喷淋头II 17'、与搅拌电机II 12'配合连接的搅拌轴II 18'，搅拌轴II 18'下端设有呈弯月状的硬质不锈钢搅拌桨II 19'，搅拌桨II 19'上方的搅拌轴II 18'上通过不锈钢实心支杆对称连接有一层搅拌桨II' 20'，搅拌桨II' 20'材质为硬质不锈钢，形状为长方形；罐体II 1'外壁设有夹层II 21'，夹层II 21'上下两端分别设有夹层进口II 22'和夹层出口II 23'，罐体II 1'外壁上同时设有内窥镜II 24'，内窥镜II 24'一端位于夹层II 21'内、另一端伸出夹层II 21'；

罐体II 1'的外界附属系统包括罐外夹层控温装置II、罐内流体密度超声监测装置、罐体气压动力装置和pH耦合试剂输出装置；

所述罐外夹层控温装置II包括泵II 25'和恒温水箱II 26'（可控温：0~37℃），夹层出口II 23'、恒温水箱II 26'、泵II 25'、夹层进口II 22'通过管路依次串连形成一封闭循环系统；

所述罐内流体密度超声监测装置包括超声波发射接收器30、反射板31、信号转换器32、时间继电器33和电磁阀34，超声波发射接收器30和反射板31设在出口腔II 2'中部相对两侧，电磁阀34位于出口腔II 2'末端，超声波发射接收器30通过信号线依次串连信号转换器32、时间继电器33和电磁阀34，电磁阀34则再通过两支管路分别连接有储罐I 35（用于存储卵黄抗体提取废弃副产物）和储罐II 35'（用于存储卵黄抗体前提取液），电磁阀34连接储罐I 35的管路上设有阀门I 361，电磁阀34连接储罐II 35'的管路上设有阀门II 362；

所述罐体气压动力装置包括真空泵37、稳压器38、压力表39、阀门III 363和空气过滤器40（滤孔孔径为0.2μm），真空泵37通过管路依次串连稳压器38、压力表39、阀门III 363和空气过滤器40至气路口28；

所述pH耦合试剂输出装置包括pH传感器41、pH控制器42、恒流泵43、流量计I 44、阀门IV 364、阀门V 365、试剂罐I 45和试剂罐II 45'，pH传感器41设在罐体II 1'外壁上，pH传感器41一端位于夹层II 21'内，另一端伸出夹层II 21'后通过信号线依次串连pH控制器42、恒流泵43，恒流泵43的输入端通过两支管路分别连接试剂罐I 45（存储酸化液）和试剂罐II 45'（存储正辛酸试剂液），试剂罐I 45连接恒流泵43的管路上设有阀门IV 364，试剂罐II 45'连接恒流泵43的管路上设有阀门V 365，恒流泵43的输出端则通过管路再串连流量计I 44至pH耦合试剂液进口29；

罐体I 1和罐体II 1'之间由出口腔I 2通过管路依次串连止回阀46、流量计II 44'至进料口27实现连接。

工作过程：

①首先在无菌环境中将高免的鸡蛋进行外壳消毒再利用卵黄分离器获得不含其它杂质的完整卵黄，将获得的卵黄在无菌塑料容器中简单搅拌处理卵黄制成卵黄液并备用；

②关闭阀门I 361、阀门II 362、阀门III 363、阀门IV 364、阀门V 365和固定法兰I 5及固定法兰II 5'上的所有进口，打开高温蒸汽进口15，使高温灭菌蒸汽先进入罐体I 1，后经出口腔I 2、管道由进料口27进入罐体II 1'，进而进行罐体I 1、罐体II 1'和管道灭菌工序；

③灭菌工序后，待罐体I 1罐温下降至60~70℃时关闭出口腔I 2，由罐体I 1前工序中的泵提供动力将卵黄液经卵黄液进口9输进罐体I 1，输入完毕关闭卵黄液进口9；

④仍关闭出口腔I 2，同时开启搅拌电机I 12和泵I 25，搅拌电机I 12带动搅拌轴I 18进行搅拌，同步将一定体积（卵黄液体积的3~5倍）的弱酸性蒸馏水（pH值为4.0~6.0的无菌蒸馏水）经蒸馏水进口13输入罐体I 1内，搅拌速率由慢至快（90 rpm/min→110 rpm/min）设定转速，泵I 25同步将在恒温水箱I 26加热到预定设置温度（65~70℃）的热水经管道由夹层进口I 22输入进夹层I 21，再由夹层出口I 23经管道输回恒温水箱I 26，控制一定时间（30~40min）进而达到卵黄稀释液的消毒作用；

⑤先开启泵II 25'，泵II 25'将在恒温水箱II 26'制冷到预定设置温度（30~37℃）的温水经管道由夹层进口II 22'输入进夹层II 21'，再由夹层出口II 23'经管道输回恒温水箱II 26'。待罐体II 1'内温度下降到工艺要求（30~37℃）时关闭泵II 25'，打开阀门III 363和启动真空泵37，待罐体II 1'的上端压力表39指针指向高负压时打开罐体II 1'的出口腔II 2'，稍打开卵黄液进口9，上述处理后的卵黄稀释液便由出口腔I 2经管道通过进料口27输入罐体II 2'内；

⑥关闭真空泵37、阀门III 363、卵黄液进口9、出口腔I 2和进料口27，开启搅拌电机II 12'和恒流泵43，打开阀门IV 364，搅拌轴II 18'匀速转动，酸化液（1mol/L盐酸进行调节的无菌纯化水，酸化液终pH值为3.2~4.0）由试剂罐I 45经管道通过pH耦合试剂液进口29恒速输入罐体II 1'内，待混合液pH值达到设定值（5.0~5.5）时，pH传感器41将信号传至pH控制器42，由pH控制器42经信号线控制并关闭恒流泵43，关闭阀门IV 364和搅拌电机II 12'；再开启泵II 25'，泵II 25'将在恒温水箱II 26'制冷到预定设置温度（3~5℃）的冷水经管道由夹层进口II 22'输入进夹层II 21'，再由夹层出口II 23'经管道输回恒温水箱II 26'，不断调节泵II 25'使罐体II 1'内温度继续下降到工艺所需温度值（3~5℃）并保持工艺既定时间（12~20h）；

⑦保持工艺既定时间结束时罐体II 1'内的流体已完成分层（下层为沉淀、上层为上清液），启动罐内流体密度超声监测装置，罐内流体密度超声监测装置可在线监测到分层的流体密度的差异，然后信号转换器32将根据监测到的不同信号转换成不同指令经时间继电器33自动控制电磁阀34进而自动控制不同密度流体从出口腔II 2'末端流出罐体II 1'；首先打开阀门I 361，罐内流体密度超声监测装置可在线监测到下层沉淀部分流体使得控制电磁阀34进而完成该流体经管道进入储罐I 35进行临时存储的工作，待下层沉淀部分流体排出罐体II 1'后电磁阀34会听从指令及时关闭，关闭阀门I 361，保证上清液不得排出；

⑧开启搅拌电机II 12'和恒流泵43，打开阀门V 365，搅拌轴II 18'匀速转动，正辛酸试剂液（为体积百分比浓度0.35~0.39%的正辛酸水溶液；该正辛酸水溶液可由正辛酸溶解在40~50℃的温水中制备而成）由试剂罐II 45'经管道通过pH耦合试剂液进口29恒速输入罐体II 1'内，待罐体II 1'内上清液pH值达到设定值（4.0~4.5）时，pH传感器41将信号传至pH控制器42，由pH控制器42经信号线控制并关闭恒流泵43，关闭阀门V 365和搅拌电机II 12'，按照工艺要求时间（6~10h）静止；待工艺既定静止时间结束时，罐体II 1'内的流体再次分层（下层为沉淀、中层为上清液、顶层为悬浮物），启动罐内流体密度超声监测装置，罐内流体密度超声监测装置可在线监测到分层的流体密度的差异，然后由信号转换器32将根据监测到的不同信号转换成不同指令经时间继电器33自动控制电磁阀34进而自动控制不同密度流体从出口腔II 2'末端流出罐体II 1'，下层沉淀部分流体排出罐体II 1'的操作参照⑦，下层沉淀部分流体排出后及中层上清液排出前先关闭阀门I 361并打开阀门II 362，进而保障中层流体顺利进入储罐II 35'进行临时储存（该步骤已完成卵黄抗体前提取工序）；同样顶层悬浮物也可根据相同原理经管道进入储罐I 35进行临时存储；

⑨两罐体清洗和灭菌：两罐体清洗时，打开喷淋液进口I 14和喷淋液进口II 14'，将洁净水经喷淋头I 17和喷淋头II 17'进入两罐体进行清洗，待两罐体清洗结束时，开启罐体气压动力装置将罐体I 1内的洗涤水输入罐体II 1'内，再开启电磁阀34将罐体II 1'内洗涤水经管道输入储罐I 35进行排出；待两罐体清洗结束后进行高温蒸汽灭菌，操作方法同②。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。