一种酶催化合成（R）-3-氨基丁酸、胍基丁胺硫酸盐的工艺系统的制作方法

本实用新型属于生物化学生产技术领域，尤其是涉及一种酶催化合成（R）-3-氨基丁酸、胍基丁胺硫酸盐的工艺系统。

背景技术：

R-3-氨基丁酸（R-3-aminobutyric acid），CAS:3775-73-3，主要作为医药中间体R-3-氨基丁醇的前体物。R-3-氨基丁醇（R-3-amino-1-butanol），CAS:61477-40-5，是一种用于治疗艾滋病药物度鲁特韦（Dolutegravir）的关键中间体。因此，开发具有高效、低成本路线以及工艺系统合成高纯度的R-3-氨基丁酸是降低度鲁特韦原料药成本，推广其应用范围的关键步骤。

胍基丁胺(agmatine)是由左旋精氨酸脱羧酶(L-arginine decarboxylase，L-ADC)作用于精氨酸脱除羧基形成的产物。胍基丁胺作为一个维持运动营养的补充剂，其功能上多方面要优于精氨酸，可以帮助使用者提高运动过程中的机体耐力，加快运动后的身体恢复，提高全身构成，包括提高肌肉量和减少肥胖油脂。胍基丁胺还有多种药理学活性，是一种极具开发价值的戒毒类药物。特别是以硫酸盐的形式广泛应用于医药和保健品市场。利用酶催化技术建立一个成本低、效率高，制备工艺简单，有利于工业化生产的工艺系统将具有更加广泛的应用前景。

上述两者在现有技术的生产过程中，加工工艺复杂，使得R-3-氨基丁酸和胍基丁胺硫酸盐的不够经济化，且会产生大量的生产废渣，对生产环境造成一定的不利影响。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种制作简单，集约高效，生产环保的酶催化合成（R）-3-氨基丁酸、胍基丁胺硫酸盐的工艺系统。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种酶催化合成（R）-3-氨基丁酸、胍基丁胺硫酸盐的工艺系统，其特征在于，包括发酵罐、陶瓷膜和连续浓缩结晶装置；所述发酵罐、陶瓷膜和连续浓缩结晶装置依次连接，所述陶瓷膜与连续浓缩结晶装置之间连有过滤装置；所述连续浓缩结晶装置连有离心机，离心机的入口处与连续浓缩结晶装置的出口处连接，离心机的出口处与连续浓缩结晶装置的入口处连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述过滤装置包括纳滤膜和第一过滤器，纳滤器与陶瓷膜连接，第一过滤器与连续浓缩结晶装置连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述陶瓷膜连有酶储罐，酶储罐与发酵罐连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述离心机的出口处与连续浓缩结晶装置的入口处之间连有母液桶和第二过滤器。

作为本实用新型的一种优选方案，所述母液桶与离心机相连接，第二过滤器与连续浓缩结晶装置连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述离心机的出口处连有双锥干燥器。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连续浓缩结晶装置与纳滤膜和陶瓷膜连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述连续浓缩结晶装置内设有物料泵，物料泵与离心机入口处相连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述发酵罐即可作为发酵罐，又可作为酶催化罐。

进一步地，作为本实用新型的一种优选方案，因（R）-3-氨基丁酸、胍基丁胺硫酸盐的制备工艺相似，故可以以一套工艺系统既能实现（R）-3-氨基丁酸的生产，又能达到胍基丁胺硫酸盐生产的目的。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，通过过滤装置的净化纯化和连续浓缩结晶装置的多次连续结晶，同时在连续浓缩结晶装置和离心机的循环作用下，可进行多次浓缩结晶从而得到所要的产品，提高了料液的回收率，同时结晶产生的蒸馏水可用于过滤装置的清洗，使得水资源能够得到合理利用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中附图标记：发酵罐1，陶瓷膜2，纳滤膜3，第一过滤器4，酶储罐5，连续浓缩结晶装置6，物料泵7，离心机8，母液桶9，第二过滤器10，双锥干燥器11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

如图1所示，一种酶催化合成（R）-3-氨基丁酸、胍基丁胺硫酸盐的工艺系统，包括发酵罐1、陶瓷膜2和连续浓缩结晶装置6；发酵罐1、陶瓷膜2和连续浓缩结晶装置6依次连接，陶瓷膜2与连续浓缩结晶装置6之间连有过滤装置；连续浓缩结晶装置6连有离心机8，离心机8的入口处与连续浓缩结晶装置6的出口处连接，离心机8的出口处与连续浓缩结晶装置6的入口处连接。

通过发酵罐1进行酶催化，陶瓷膜2对酶催化也进行截留去除酶菌泥，过滤装置用于对透过清液进行过滤清洗，清洗后的清液进入连续浓缩结晶装置6中进行浓缩，连续浓缩结晶装置6与离心机8循环连接，收集得到的晶体干燥后进行包装。

过滤装置包括纳滤膜3和第一过滤器4，纳滤器与陶瓷膜2连接，第一过滤器4与连续浓缩结晶装置6连接，当酶催化的料液经过陶瓷膜2截留除去酶后，透过清液进入纳滤膜3中，清液通过纳滤膜3过滤，截留部分盐以及色素，清液进一步入第一过滤器4中过滤，进行进一步的过滤，之后清液进入连续浓缩结晶装置6进行浓缩。

陶瓷膜2连有酶储罐5，酶储罐5与发酵罐1连接，发酵罐1在发酵得到含酶菌体细胞后，通过陶瓷膜2截留浓缩含酶菌体细胞，再加入适量的饮用水，将发酵液中残余的无机盐、色素等杂质去除，清洗后的含酶菌体细胞转移至酶储罐5保存，温度控制在3-6℃，陶瓷膜2回收的含酶菌体细胞用于下一步的酶催化工序，含酶菌体细胞可以连续使用5-8次。

当料液在陶瓷膜2内的液位较低时，开始流加饮用水，并检测料液的固含量，当截留液的固含量＜2%时，停止流加饮用水，截留的酶液可以再次转移至发酵罐1进行下一批次的酶催化工序。

离心机8的出口处与连续浓缩结晶装置6的入口处之间连有母液桶9和第二过滤器10，母液桶9与离心机8相连接，第二过滤器10与连续浓缩结晶装置6连接，连续浓缩结晶装置6内设有物料泵7，物料泵7与离心机8入口处相连接，当连续浓缩结晶装置6内出现大量晶体时，通过物料泵7将带有大量晶体的料液转移至离心机8离心甩滤，并用少量纯化水淋洗，离心的母液流入母液桶9中，并通入第二过滤器10进行精密过滤，继续回到连续浓缩结晶装置6内进一步浓缩，当体积较低时，结束浓缩。

离心机8的出口处连有双锥干燥器11，离心得到的晶体，进入双锥干燥器11干燥，真空度控制在-0.085Mpa以下，循环热水温度在45-65℃之间，物料温度控制在40-60℃之间，干燥12小时后进行包装。

连续浓缩结晶装置6与纳滤膜3和陶瓷膜2连接，使连续浓缩结晶装置6浓缩产生的蒸馏水可用于清洗纳滤膜3和陶瓷膜2，使得水资源能够得到合理利用，有效减少了废水排放。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：发酵罐1，陶瓷膜2，纳滤膜3，第一过滤器4，酶储罐5，连续浓缩结晶装置6，物料泵7，离心机8，母液桶9，第二过滤器10，双锥干燥器11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。