一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)d-鹽酸半胱氨酸的新型裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，該裝置屬于氨基酸生產(chǎn)機(jī)械領(lǐng)域，該裝置以發(fā)酵罐、第一過濾膜、化學(xué)反應(yīng)釜、第二過濾膜、氧化結(jié)晶罐、電解槽、結(jié)晶釜、干燥機(jī)、粉碎機(jī)為設(shè)備，以濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液、純水、DL-鹽酸半胱氨酸粉劑、吲哚、活性炭、氫氧化鈉水溶液、鹽酸為原料來生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸，該裝置使用通用設(shè)備組合，具有結(jié)構(gòu)合理、耐腐蝕、效率高，轉(zhuǎn)化時間短，尤其是增加了二級膜過濾，使產(chǎn)品的純度大大提高，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的D-鹽酸半胱氨酸產(chǎn)品。
【專利說明】 一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型屬于氨基酸生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置。

【背景技術(shù)】
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[0002]半胱氨酸是一種生物體內(nèi)常見的氨基酸，是人體必須的氨基酸之一，為含硫α -氨基酸，常見的天然半胱氨酸為L-半胱氨酸，可以通過消旋的工藝使其手性碳原子對偏振光產(chǎn)生右旋而制得D-半胱氨酸。D-半胱氨酸的用途是:1.在生物體內(nèi)具有抱合作用，故對范圍廣泛的毒物如甲醛、酒精等具有有效的解毒作用；2.可有效地預(yù)防和治療放射性傷害；3.在皮膚蛋白的角蛋白生成中維持重要的琉基酶的活性，并且補(bǔ)充硫基，以維持皮膚的正常代謝，調(diào)節(jié)表皮最下層的色素細(xì)胞生成的底層黑色素，是種非常理想的自然美白化妝品，它可以除去皮膚本身的黑色素，改變皮膚本身的性質(zhì)，使皮膚變得自然的美白，因此，D-半胱氨酸在生物化學(xué)、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)有廣泛的用途；但D-半胱氨酸最重要的用途是作為手性藥物第三代頭孢抗生素頭孢米諾鈉的重要手性醫(yī)藥中間體。由于天然的半胱氨酸均為L-型，而D-型的必須人工合成，由于L-半胱氨酸來源較豐富，價格相對低廉，生產(chǎn)D-半胱氨酸時人們自然就會想到以L-半胱氨酸為原料來生產(chǎn)，但經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，以L-半胱氨酸為原料通過消旋法來制取D-半胱氨酸的方法在實(shí)踐中操作難度非常大。本公司的前身新沂市漢菱生物工程有限公司吸收引進(jìn)了微生物酶轉(zhuǎn)化L-半胱氨酸合成L-色氨酸的新技術(shù)，已進(jìn)行了試生產(chǎn)，經(jīng)過幾年的生產(chǎn)，公司又對生產(chǎn)工藝進(jìn)行了革新，增加了過濾膜技術(shù)，原材料由L-半胱氨酸變更為DL-鹽酸半胱氨酸，革新了部分工藝，使生產(chǎn)的L-色氨酸具有純度高、收率高、副產(chǎn)物少、精制操作容易的優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)L-色氨酸的同時可分離生產(chǎn)出D-鹽酸半胱氨酸。本實(shí)用新型裝置是一種以DL-鹽酸半胱氨酸為原料通過以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化制備D-鹽酸半胱氨酸的生產(chǎn)裝置，該裝置具有使用通用設(shè)備組合、生產(chǎn)工藝簡單、轉(zhuǎn)化時間短、轉(zhuǎn)化效率高、產(chǎn)品純度高等一系列優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本實(shí)用新型主要解決的問題是提供一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，該裝置以發(fā)酵罐、第一過濾膜、化學(xué)反應(yīng)釜、第二過濾膜、氧化結(jié)晶罐、電解槽、結(jié)晶釜、干燥機(jī)、粉碎機(jī)為設(shè)備，以濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液、純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚、活性炭、氫氧化鈉水溶液、鹽酸為原料來生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，包括發(fā)酵罐1、第一過濾膜2、化學(xué)反應(yīng)釜3、第二過濾膜4、氧化結(jié)晶罐5、電解槽6、結(jié)晶釜7、干燥機(jī)8、粉碎機(jī)9，所述的發(fā)酵罐I和第一過濾膜2之間設(shè)有第一料漿泵和管道10，第一過濾膜上設(shè)有濾液出口 11，第一過濾膜2和化學(xué)反應(yīng)釜3間設(shè)有第一輸送機(jī)12，化學(xué)反應(yīng)釜3上設(shè)有純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚、活性炭進(jìn)口 13，化學(xué)反應(yīng)釜3和第二過濾膜4間設(shè)有第二料漿泵和管道14，第二過濾膜4上設(shè)有濾渣出口 15，第二過濾膜4和氧化結(jié)晶罐5間設(shè)有第三料漿泵和管道16，氧化結(jié)晶罐5上設(shè)有氫氧化鈉水溶液和氧氣進(jìn)口 17，廢液出口 18，氧化結(jié)晶罐5和電解槽6間設(shè)有第二輸送機(jī)19，電解槽6上設(shè)有鹽酸進(jìn)口 20，電解槽6和結(jié)晶釜7間設(shè)有第四料漿泵和管道21，結(jié)晶釜7上設(shè)有氫氧化鈉水溶液進(jìn)口 22、廢水出口 23，結(jié)晶釜7和干燥機(jī)8間設(shè)有第三輸送機(jī)24，干燥機(jī)8和粉碎機(jī)9間設(shè)有第四輸送機(jī)25，粉碎機(jī)9上設(shè)有成品出口 26。
[0006]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:
[0007]所述的發(fā)酵罐為I噸級不銹鋼罐。
[0008]所述的化學(xué)反應(yīng)釜為5噸陶瓷內(nèi)膽釜。
[0009]所述的第一過濾膜、第二過濾膜為超濾膜。
[0010]所述的第一、第二、第三、第四輸送機(jī)為刮板輸送機(jī)。
[0011]所述的第一、第二、第三、第四料漿泵為不銹鋼料漿泵，對應(yīng)的管道為聚乙烯管道。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:提供了一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，該裝置使用通用設(shè)備組合，具有結(jié)構(gòu)合理、耐腐蝕、效率高，轉(zhuǎn)化時間短，尤其是增加了二級膜過濾，使產(chǎn)品的純度大大提高，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的D-鹽酸半胱氨酸產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0013]如圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工藝流程框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明使用該新型裝置生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸最佳實(shí)施例的具體內(nèi)容:
[0015]1.將發(fā)酵罐I中的濃縮色氨酸酶培養(yǎng)液通過設(shè)置于發(fā)酵罐I和第一過濾膜2之間的第一料漿泵和管道10送入第一過濾膜2過濾，得到的濾液通過設(shè)置于第一過濾膜2上的濾液出口 11排出，濾渣待用。
[0016]2.將配方量的純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚通過設(shè)置于化學(xué)反應(yīng)釜3上的進(jìn)口 13送入化學(xué)反應(yīng)釜3中，攪拌使DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱，使得料液溫度保持在35°C -40°C之間，此時通過設(shè)置于第一過濾膜2和化學(xué)反應(yīng)釜3之間的第一輸送機(jī)12將濾渣送入化學(xué)反應(yīng)釜3，攪拌反應(yīng)10-12小時，反應(yīng)結(jié)束后，使用循環(huán)恒溫系統(tǒng)加熱料液至65°C，通過進(jìn)口 13加入配方量的活性炭，攪拌脫色0.5小時降溫至常溫后得到料液。
[0017]3.將料液通過設(shè)置于化學(xué)反應(yīng)釜3和第二過濾膜4間的第二料漿泵和管道14送入第二過濾膜4過濾，得到的濾渣通過設(shè)置于第二過濾膜4上的出口 15排出用于生產(chǎn)L-色氨酸，濾液通過設(shè)置于第二過濾膜4和氧化結(jié)晶罐5間的第三料漿泵和管道16送入氧化結(jié)晶鍾5。
[0018]4.通過設(shè)置于氧化結(jié)晶罐5上的氫氧化鈉水溶液和氧氣進(jìn)口 17先加入適量的氫氧化鈉水溶液調(diào)濾液的PH值為9，然后送入氧氣，攪拌濾液使之發(fā)生氧化后產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶物為D-半胱氨酸，結(jié)晶完畢后將液體部分通過氧化結(jié)晶罐5上的出口 18排出他用，結(jié)晶物D-半胱氨酸通過設(shè)置于氧化結(jié)晶罐5和電解槽6間的第二輸送機(jī)19送入電解槽6。
[0019]5.通過設(shè)置于電解槽6上的鹽酸進(jìn)口 20加入配方量的鹽酸和D-半胱氨酸摻混均勻后開始電解，得到的電解液通過設(shè)置于電解槽6和結(jié)晶釜7間的第四料漿泵和管道21送入結(jié)晶釜7，通過設(shè)置于結(jié)晶釜7上的氫氧化鈉水溶液進(jìn)口 22加入適量的氫氧化鈉水溶液，調(diào)結(jié)晶釜7中液體的pH值為5.05，這時候有大量D-鹽酸半胱氨酸結(jié)晶出現(xiàn)，攪拌0.5小時后結(jié)晶完畢，此時通過廢水出口 23將水排出，固體D-鹽酸半胱氨酸通過設(shè)置于結(jié)晶釜7和干燥機(jī)8間的第三輸送機(jī)24送入干燥機(jī)8干燥，干燥后的D-鹽酸半胱氨酸固體通過設(shè)置于干燥機(jī)8和粉碎機(jī)9間的第四輸送機(jī)25送入粉碎機(jī)9粉碎為粉末后得到成品，成品通過設(shè)置于粉碎機(jī)9上的成品出口 26出料即可。
[0020]當(dāng)然，本實(shí)用新型還有其它的實(shí)施方式，在不離開本實(shí)用新型的精神背景下所做的任何技術(shù)、原理和工藝的改進(jìn)，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，包括發(fā)酵罐(I)、第一過濾膜(2)、化學(xué)反應(yīng)釜(3)、第二過濾膜(4)、氧化結(jié)晶罐(5)、電解槽￠)、結(jié)晶釜(7)、干燥機(jī)(8)、粉碎機(jī)(9)，所述的發(fā)酵罐(I)和第一過濾膜(2)之間設(shè)有第一料漿泵和管道(10)，第一過濾膜上設(shè)有濾液出口(11)，第一過濾膜(2)和化學(xué)反應(yīng)釜(3)間設(shè)有第一輸送機(jī)(12)，化學(xué)反應(yīng)釜(3)上設(shè)有純水、DL-鹽酸半胱氨酸、吲哚、活性炭進(jìn)口(13)，化學(xué)反應(yīng)釜(3)和第二過濾膜(4)間設(shè)有第二料漿泵和管道(14)，第二過濾膜(4)上設(shè)有濾渣出口(15)，第二過濾膜(4)和氧化結(jié)晶罐(5)間設(shè)有第三料漿泵和管道(16)，氧化結(jié)晶罐(5)上設(shè)有氫氧化鈉水溶液和氧氣進(jìn)口(17)，廢液出口(18)，氧化結(jié)晶罐(5)和電解槽(6)間設(shè)有第二輸送機(jī)(19)，電解槽(6)上設(shè)有鹽酸進(jìn)口(20)，電解槽(6)和結(jié)晶釜(7)間設(shè)有第四料漿泵和管道(21)，結(jié)晶釜(7)上設(shè)有氫氧化鈉水溶液進(jìn)口(22)、廢水出口(23)，結(jié)晶釜(7)和干燥機(jī)(8)間設(shè)有第三輸送機(jī)(24)，干燥機(jī)(8)和粉碎機(jī)(9)間設(shè)有第四輸送機(jī)(25)，粉碎機(jī)(9)上設(shè)有成品出口 (26) ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的裝置，其特征在于:所述的發(fā)酵罐為I噸級不銹鋼罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，其特征在于:所述的化學(xué)反應(yīng)釜為5噸陶瓷內(nèi)膽釜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，其特征在于:所述的第一過濾膜、第二過濾膜為超濾膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，其特征在于:所述的第一、第二、第三、第四為刮板輸送機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以酶法結(jié)合膜技術(shù)生產(chǎn)D-鹽酸半胱氨酸的新型裝置，其特征在于:所述的第一、第二、第三、第四料漿泵為不銹鋼料漿泵，對應(yīng)的管道為聚乙烯管道。
【文檔編號】C25B3/00GK204237779SQ201420669557
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】沈江南, 陳士安 申請人:江蘇新漢菱生物工程股份有限公司