一种全自动酶促转化设备的制作方法

本实用新型涉及化工品生产设备领域，尤其涉及的是一种全自动酶促转化设备。

背景技术：

酶促转化设备应用于化工生产工业中，通过各种原料的混合后，经过混合工艺，酶反应工艺，预处理工艺，层析工艺，以及纳滤工艺获得需要的成品，在工业生产中广泛应用。

现有的酶促转化设备中，需要人工添加各种原料配比后进行混合，自动生产中是不断混合并输送过滤后的溶液到层析柱处理装置中，层析柱处理装置将预处理过滤后的溶液进行层析（树脂）处理，此阶段主要是用水和酸进行产品的洗脱分离。层析柱处理过程中需要检测酸溶液，碱溶液，原料液，及纯水的输入量，现有的层析工艺都是单步运行，通过手动控制阀门加酸-水，或盐-水，碱-水，无法实现自动化控制。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种全自动酶促转化设备，旨在解决现有的层析柱处理装置中无法实现自动化控制的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种全自动酶促转化设备，包括有用于使各种配料混合搅拌并调PH值后过滤的配料反应装置，与配料反应装置通过管道相连通并用于将酶促反应液搅拌并进行PH值的调节及过滤处理的预处理装置，与预处理装置输出端通过管道连通并用于将酶促反应液搅拌并进行称重的上柱液配制装置，与上柱液配制装置输出端通过管道连通并用于的用水和酸对酶促反应液进行洗脱分离的层析柱处理装置，与层析柱处理装置输出端通过管道连通并用于酶促反应液进行浓缩过滤的纳滤装置；所述层析柱处理装置设置有若干个；

所述层析柱处理装置包括有层析进料管，连接在层析进料管末端的层析柱，与层析进料管前端连通的纯水进料支管，位于纯水进料支管上的进水控制阀，设置在与层析进料管前端连通的碱溶液进料支管，位于碱溶液进料支管上并由PLC控制的碱溶液控制阀，与层析进料管前端连通的酸溶液进料支管，位于酸溶液进料支管上并由PLC控制的的酸溶液控制阀，与层析进料管前端连通的混合液进料支管，位于混合液进料支管上并由PLC控制的的混合液控制阀，位于层析进料管上并用于控制层析进料管内流量的进料自动控制阀，位于进料自动控制阀与层析柱之间的层析进料管上连通有补水管道，补水管道上设置有控制补水管道启闭的补水控制阀，设置在层析柱内并感应层析柱内液位过低后控制补水控制阀开启的音叉液位开关，连接在层析柱出口端的出料管，设置在出料管上并用于控制出料管内流量的出料自动控制阀，与出料管末端连通的洗脱液冷却管道，设置在洗脱液冷却管道上的洗脱液冷却阀，与洗脱液冷却阀通过管道连通的洗脱液冷却器。

进一步，配料反应装置包括有用于抽取碱液后并稀释碱液的稀碱液槽，与稀碱液槽出料口通过管道连通并用于抽取碱液的稀碱液进料泵，与稀碱液进料泵通过管道相连通并用于混合各种原料的配料釜，与配料釜出料口相连通并用于存放配制好的溶液的原料液槽，连接在原料液槽出料口并用于抽取原料液槽中溶液的反应器进料泵，与反应器进料泵通过管道连通的配料过滤器，与配料过滤器出口端通过管道连通的原料液加热器，与原料液加热器出口端通过管道连通的第一反应器，与第一反应器出口端通过管道连通的反应冷却器。

进一步，所述反应器进料泵并联设置有两个，所述配料过滤器并联设置有两个。

进一步，还包括有第二反应器，所述第二反应器与所述第一反应器和反应冷却器之间的管道并联。

进一步，预处理装置包括有第一反应器接受槽，与第一反应器接受槽通过管道并联连通的第二反应器接受槽，与第一反应器接受槽和第二反应器接受槽的出液口通过管道连通的反应液输送泵，与反应液输送泵的出液口通过管道连通并用于溶液搅拌处理的预处理釜，与预处理釜的出液口通过管道连通并用于抽取预处理釜的溶液的压滤机进料泵，与压滤机进料泵的出液口通过管道连通并用于压滤溶液的压滤机。

进一步，所述上柱液配制装置包括有待上柱液釜，设置在待上柱液釜上且与所述预处理装置相连通的入液口，用于存储盐酸的盐酸贮槽，与盐酸贮槽通过管道连接并用于抽取盐酸贮槽内溶液到的待上柱液釜中的盐酸输送泵，与待上柱液釜的出液口通过管道连通并用于抽取待上柱液釜中的溶液的若干个上柱液泵；

所述上柱液泵数量与所述层析柱处理装置数量对应设置。

进一步，所述纳滤装置包括有与所述层析柱处理装置数量对应设置的若干个洗脱液槽，与洗脱液槽的出液口通过管道连通并用于抽取洗脱液槽中的溶液的洗脱液转料泵，与洗脱液转料泵的出液口通过管道连通并用于产生浓缩液的NF槽，与NF槽通过管道连通并用于使NF槽内溶液循环纳滤的纳滤组件，与NF槽的出液口通过管道连通并用于抽取NF槽中浓缩液的浓缩液转料泵，与浓缩液转料泵的出液口通过管道连通的浓缩液输出管道。

进一步，所述上柱液泵设置有两个，层析柱处理装置设置有两个，洗脱液槽设置有两个；两个上柱液泵分别与两个层析柱处理装置的混合液进料支管通过管道连通；两个层析柱处理装置的洗脱液冷却器输出端分别与两个洗脱液槽的输入端通过管道相连通。

进一步，所述纳滤组件包括有与NF槽的出液口通过管道连通并用于抽取NF槽中溶液的RO低压泵，与RO低压泵的出液口通过管道连通并用于过滤溶液的RO过滤器，与RO过滤器的出液口通过管道连通并用于过滤溶液的若干个纳滤主过滤器，与纳滤主过滤器的出液口通过管道连通并用于使溶液冷却的RO换热器；所述RO换热器的出料口与NF槽连通。

进一步，所述纳滤主过滤器通过管道并联设置有两个。

与现有技术相比，本实用新型通过对层析柱处理装置中的混合液进料支管、纯水进料支管、碱溶液进料支管、酸溶液进料支管实现自动化阀门启闭控制，并通过自动控制各管的流量实现层析过程的自动控制，当层析柱内溶液过低时，通过音叉液位开关实现对层析柱的及时补水，设置有两个层析柱处理装置，可以在纳滤过程中实现更多溶液的层析过程，这样效率更高，实现高效的自动生产。

附图说明

图1是本实用新型一种全自动酶促转化设备的实施例的连接框图。

图2是本实用新型一种全自动酶促转化设备的实施例的配料反应装置连接示意图。

图3是本实用新型一种全自动酶促转化设备的实施例的预处理装置的连接示意图。

图4是本实用新型一种全自动酶促转化设备的实施例的上柱液配制装置的连接示意图。

图5是本实用新型一种全自动酶促转化设备的实施例的层析柱处理装置的连接示意图。

图6是本实用新型一种全自动酶促转化设备的实施例的纳滤装置的连接示意图。

图中：100、配料反应装置；110、稀碱液槽；120、稀碱液进料泵；130、配料釜；140、第一PH检测器；150、原料液槽；160、第一液位报警器；170、反应器进料泵；180、配料过滤器；190、原料液加热器；1100、第一反应器；1120、反应冷却器；1130、第二反应器；200、预处理装置；210、第一反应器接受槽；220、第二反应器接受槽；230、第二液位报警器；240、反应液输送泵；250、预处理釜；260、第二PH检测器；270、压滤机进料泵；280、压滤机；300、上柱液配制装置；310、待上柱液釜；320、盐酸贮槽；330、盐酸输送泵；340、第三PH检测器；350、上柱液泵；400、层析柱处理装置；410、层析进料管；420、层析柱；430、混合液进料支管；431、混合液控制阀；440、纯水进料支管；441、纯水控制阀；450、碱溶液进料支管；451、碱溶液控制阀；460、酸溶液进料支管；461、酸溶液控制阀；470、进料自动控制阀；480、补水管道；481、补水控制阀；490、音叉液位开关；4100、出料管；4110、出料自动控制阀；4120、洗脱液冷却管道；4121、洗脱液冷却阀；4130、洗脱液冷却器；4140、废水输送管道；4141、废水输送阀；500、纳滤装置；510、洗脱液槽；520、洗脱液转料泵；530、NF槽；540、纳滤组件；541、RO低压泵；542、RO过滤器；543、纳滤主过滤器；544、RO换热器；545、RO高压泵；550、浓缩液转料泵；560、浓缩液输出管道；600、PLC。

具体实施方式

本实用新型提供了一种全自动酶促转化设备，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，用框图表示各种设备，用带箭头线表示连接管道，具体实施例中的溶液，混合液，混合溶液均指酶促反应液，一种全自动酶促转化设备，包括有配料反应装置100，配料反应装置100用于使各种配料混合并加水搅拌，并调PH值，将调完PH值的混合液进行过滤后，以一定的流速和流量进行酶促转化反应，并控制好温度。与配料反应装置100通过管道相连接有预处理装置200，预处理装置200用于将酶促反应液进行PH值的调节并搅拌，搅拌完成后经输送并进行过滤处理。与预处理装置200出水口通过管道连接的上柱液配制装置300，上柱液配制装置300用于将混合液搅拌并进行称重。上柱液配制装置300通过管道连接的层析柱处理装置400，层析柱处理装置400预处理过滤后的溶液进行层析（树脂）处理，此装置主要是用水和酸进行产品的洗脱分离，层析柱处理装置400可以设置为一个，也可以设置为多个。与层析柱处理装置400通过管道连接的纳滤装置500，纳滤装置500将层析洗脱后的溶液进行纳滤浓缩过滤。

如图1、图2所示，配料反应装置100包括有用于抽取碱液后并稀释碱液的稀碱液槽110，与稀碱液槽110出料口通过管道连通有稀碱液进料泵120，稀碱液进料泵120上电性连接在PLC600上，根据PLC600控制稀碱液进料泵120的启闭和流速，用于控制抽取碱液的速度，与稀碱液进料泵120通过管道相连通有配料釜130，配料釜130带有多个进料口，方便投入各种原料，配料釜130内带有搅拌机，用于搅拌混合各种原料。以产品S-腺苷-L-蛋氨酸对甲苯磺酸硫酸盐为例，在配料釜130中加入三磷酸腺苷二钠、L－蛋氨酸、六水氯化镁、氯化钾等四种原料，并向配料罐中加水搅拌。在配料釜130上设置有第一PH检测器140，第一PH检测器140与PLC600连接，当第一PH检测器140检测到设置的PH值时，通过PLC600控制稀碱液进料泵120停止运行，实现自动PH值控制。与配料釜130出料口相连通有原料液槽150，原料液槽150用于存放调制好的原料液，原料液槽150内设置有第一液位报警器160，用于实时显示原料液槽150内的液位，当到达上限或下限时均报警提醒操作人员。通过管道连接在原料液槽150出料口有反应器进料泵170，反应器进料泵170可设置为多个，反应器进料泵170用于抽取原料液槽150中溶液，与反应器进料泵170通过管道连通有配料过滤器180，配料过滤器180可设置为多个，与配料过滤器180出口端通过管道连通有原料液加热器190，原料液加热器190用于使溶液加热，加快反应进行，与原料液加热器190出口端通过管道连通有第一反应器1100，第一反应器1100用于溶液进行一定时间的反应，使溶液的生化反应充分，与第一反应器1100出口端通过管道连通有反应冷却器1120，反应冷却器1120使反应后还有高温的溶液充分冷却到合适温度。本实施例中反应器进料泵170并联设置为两个，所述配料过滤器180并联设置有两个，两个反应器进料泵170的设置可以当一个出现故障后（最常见的为渣滓堵住输入口），另一个反应器进料泵170可以及时启动，在检修坏的一个泵的时候，不会对生产造成影响；两个配料过滤器180的设置也是同样的原理，在一个配料过滤器180出现问题的时候，可以启动另一个，仍能保证正常生产。实施例中反应冷却器1120的输出端标记为a1,通过输出端连接预处理装置200。

配料反应装置100还包括有第二反应器1130，第二反应器1130与所述第一反应器1100和反应冷却器1120之间的管道并联，这样当溶液要经过二次反应时，可先经过第一反应器1100进行一次反应，再经过第二反应器1130进行二次反应，适用的工艺范围更广，当只需要对溶液进行一次反应使，溶液可直接由第一反应器1100与反应冷却器1120之间的管道进入到反应冷却器1120中冷却，冷却后的溶液进入到预处理装置200。

如图1、图3所示，预处理装置200通过a1管道与配料反应装置100相连通，预处理装置200包括有第一反应器接受槽210，与第一反应器接受槽210通过管道并联连通的第二反应器接受槽220，第一反应器接受槽210和第二反应器接受槽220上有各种进料口，第一反应器接受槽210和第二反应器接受槽220可分别接收不同的酸碱配料进行混合配置不同浓度溶液，也可配置同一种溶液，增加溶液的存量，加快生产效率。第一反应器接受槽210和第二反应器接受槽220设置有第二液位报警器230，第二液位报警器230监控内液位和控制高低液位报警。与第一反应器接受槽210和第二反应器接受槽220的出液口通过管道连通有反应液输送泵240，反应液输送泵240用于抽出第一反应器接受槽210或和第二反应器接受槽220中的溶液，与反应液输送泵240的出液口通过管道连通有预处理釜250，预处理釜250开设有多个加料口，预处理釜250设置有第二PH检测器260，通过加料口中加入溶液，达到设定的PH值，预处理釜250内设置有搅拌器，用于溶液搅拌混合充分，与预处理釜250的出液口通过管道连通有压滤机进料泵270，压滤机进料泵270用于抽取预处理釜250的溶液，与压滤机进料泵270的出液口通过管道连通有压滤机280，压滤机280用于压滤溶液，压滤机280的输出口通过管道b1连接上柱液配制装置300。

如图1、图4所示，上柱液配制装置300通过b1管道与预处理装置200相连通，上柱液配制装置300包括有待上柱液釜310，在待上柱液釜310上有上柱液入液口与所述预处理装置200通过管道b1连接，还设置有用于存储盐酸的盐酸贮槽320，与盐酸贮槽320通过管道连接有盐酸输送泵330，盐酸输送泵330用于抽取盐酸贮槽320内盐酸溶液到的待上柱液釜310中，待上柱液釜310中设置有第三PH检测器340，当待上柱液釜310内的溶液PH值达不到要求时，通过控制盐酸输送泵330启动而抽送盐酸到待上柱液釜310内，进行溶液PH调节，直到达到设定的PH值，与待上柱液釜310的出液口通过管道连通有上柱液泵350，上柱液泵350并用于抽取待上柱液釜310中的溶液，并输送到层析柱处理装置400中，上柱液泵350可设置为多个，数量与层析柱处理装置400数量相对应。

如图1、图5所示，层析柱处理装置400包括有层析进料管410，在层析进料管410末端连通有层析柱420，层析进料管410的首端连接有混合液进料支管430，如图4所示，混合液进料支管430的另一端连接上柱液配制装置300的连接在上柱液泵350的输出端，在混合液进料支管430上设置有混合液控制阀431，混合液控制阀431与PLC600连接并由PLC600程序自动控制，实现混合液控制阀431的自动启闭从而自动控制上柱液配制装置300中的溶液进入层析进料管410中。在层析进料管410前端还连通有纯水进料支管440，位于纯水进料支管440上设置有纯水控制阀441，纯水控制阀441由PLC600程序控制，控制纯水进入层析进料管410中。在层析进料管410前端还连通有碱溶液进料支管450，位于碱溶液进料支管450上设置有碱溶液控制阀451，碱溶液控制阀451由PLC600程序控制，控制碱溶液进入层析进料管410中。与层析进料管410前端连通有酸溶液进料支管460，位于酸溶液进料支管460上设置有酸溶液控制阀461，酸溶液控制阀461由PLC600程序控制，控制酸溶液进入层析进料管410中。位于层析进料管410上并用于控制层析进料管410内流量的进料自动控制阀470，位于自动控制阀与层析柱420之间的层析进料管410上连通有补水管道480，补水管道480上设置有通过分析层析柱420内的水位后控制补水管道480启闭补水控制阀481，在层析柱420内设置有音叉液位开关490，音叉液位开关490在低液位报警时自动开启补水控制阀481，实现对层析柱420内自动补水，在层析柱420层出口端连接有出料管4100，设置在出料管4100上并用于控制出料管4100内流量的出料自动控制阀4110，出料自动控制阀4110通过PLC600控制检测出料管4100内的流量，并根据设定流量控制出料管4100内的流速及启闭，在出料管4100末端连接有洗脱液冷却管道4120，所述洗脱液冷却上设置有洗脱液冷却阀4121，与洗脱液冷却阀4121通过管道连接有洗脱液冷却器4130，洗脱液冷却器4130输出端连接纳滤装置500；在出料管4100末端还连接有废水输送管道4140，所述废水输送管道4140上设置有废水输送阀4141，废水输送管道4140输送废水到废水池集中处理。

层析柱420处理装置400可实现自动运行，自动运行时通过层析柱420液体的顺序为混合料-水-硫酸-水-碱-水-盐酸-水。步骤为：

送料：开启上柱液配制装置300中的上柱液泵350，并通过PLC600程序自动开启混合液控制阀431，使上柱液配制装置300中的混合液通过混合液进料支管430进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2.88m³/h，使混合液进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行50分钟，使混合液进入层析柱420。

第一次过水：当送料过程完成后自动关闭混合液控制阀431，并自动开启纯水控制阀441，纯水通过纯水进料支管440进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2.88m³/h，使纯水进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行66分钟，使纯水进入层析柱420。

过硫酸：当第一次过水过程完成就自动关闭纯水控制阀441，并自动开启酸溶液控制阀461，硫酸溶液通过酸溶液进料支管460进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2.88m³/h，使硫酸溶液进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行66分钟，使硫酸溶液进入层析柱420。

第二次过水：过硫酸过程完成后自动关闭酸溶液控制阀461，并自动开启纯水控制阀441，纯水通过纯水进料支管440进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2.88m³/h，使纯水进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行66分钟，使纯水进入层析柱420。

过碱：第二次过水过程完成后，就自动关闭纯水控制阀441，并自动开启碱溶液控制阀451，碱溶液通过碱溶液进料支管450进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2m³/h，使碱酸溶液进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行100分钟，使碱溶液进入层析柱420。

第三次过水：过碱过程完成后自动关闭碱溶液控制阀451，并自动开启纯水控制阀441，纯水通过纯水进料支管440进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2m³/h，使纯水进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行100分钟，使纯水进入层析柱420。

过盐酸：盐酸和硫酸都属于酸类，因此使用同一条酸溶液进料支管460，当第三次过水过程完成就自动关闭纯水控制阀441，并自动开启酸溶液控制阀461，盐酸溶液通过酸溶液进料支管460进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2m³/h，使盐酸溶液进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行100分钟，使盐酸溶液进入层析柱420。

第四次过水，过盐酸过程完成后自动关闭酸溶液控制阀461，并自动开启纯水控制阀441，纯水通过纯水进料支管440进入层析进料管410，并通过进料自动控制阀470调节流量为2m³/h，使纯水进入层析进料管410后进行流量调节，并通过PLC600计时运行100分钟，使纯水进入层析柱420。

层析过程中废水输送管道4140开通，用于排出层析的废水，出料管4100开通，用于使需要的产品进入到下道工序。

当整个过程中层析柱420内的出现低液位的情况时，音叉液位开关490控制补水控制阀481开启补水管道480，补水管道480向层析柱420中自动加水，避免层析柱420中的溶液过少，导致影响生产效率。

纳滤(Nanofiltration，缩写NF)用于将相对分子质量较小的物质，如无机盐或葡萄糖、蔗糖等小分子有机物从溶剂中分离出来。纳滤又称为低压反渗透，是膜分离技术的一种新兴领域，其分离性能介于反渗透和超滤之间，允许一些无机盐和某些溶剂透过膜，从而达到分离的效果。

如图1、图6所示，纳滤装置500包括有洗脱液槽510，洗脱液槽510可以设置为若干个，其数量与层析柱处理装置400的数量相对应。如图5所示，洗脱液槽510与层析柱420处理装置400的洗脱液冷却器4130的输出端相连接，与洗脱液槽510的出液口通过管道连通有洗脱液转料泵520。洗脱液转料泵520用于抽取洗脱液槽510中的溶液，与洗脱液转料泵520的出液口通过管道连通有NF槽530，NF槽530用于产生和储存浓缩液，与NF槽530通过管道连通有纳滤组件540，纳滤组件540用于使NF槽530内溶液循环纳滤最终形成需要的浓缩液，与NF槽530的出液口通过管道连通有浓缩液转料泵550，浓缩液转料泵550用于抽取NF槽530中浓缩液，与浓缩液转料泵550的出液口通过管道连通有浓缩液输出管道560，输出管道输出浓缩液，完成酶促转化过程。

纳滤组件540包括有与NF槽530的出液口通过管道连通并用于抽取NF槽530中溶液的RO低压泵541（反渗透增压泵），与RO低压泵541的出液口通过管道连通有RO过滤器542（反渗透过滤器），RO过滤器542用于过滤溶液，与RO过滤器542的出液口通过管道连通有纳滤主过滤器543，纳滤主过滤器543用于进一步过滤溶液，与纳滤主过滤器543的出液口通过管道连通有RO换热器544（反渗透换热器），RO换热器544用于使溶液冷却的RO换热器544；所述RO换热器544的出料口与NF槽530连通，实现对溶液的循环纳滤。纳滤主过滤器543可通过管道并联设置有多个，本实施例中的纳滤主过滤器543并联设置为两个，使溶液实现充分纳滤；本实施例中在RO过滤器542与纳滤主过滤器543之间的管道上通过管道并连有RO高压泵545，RO高压泵545使管道内纳滤溶液产生高压，提高输送速度，加快生产效率。

如图4所示，本实施例中上柱液泵350设置有两个，如图1所示，层析柱处理装置400设置有两个，如图6所示，洗脱液槽510设置有两个，两个上柱液泵350分别与两个层析柱处理装置400的混合液进料支管430通过管道c1、c2连通；两个层析柱处理装置400的洗脱液冷却器4130输出端分别与两个洗脱液槽510的输入端通过管道d1、d2相连通；由于纳滤过程时间教长，两个层析柱420处理装置400的设置可以在纳滤过程中实现更多溶液的层析过程，这样效率更高，实现高效的自动生产。

本实用新型通过对层析柱处理装置中的混合液进料支管、纯水进料支管、碱溶液进料支管、酸溶液进料支管实现自动化阀门启闭控制，并通过自动控制各管的流量实现层析过程的自动控制，当层析柱内溶液过低时，通过音叉液位开关实现对层析柱的及时补水，设置有两个层析柱处理装置，可以在纳滤过程中实现更多溶液的层析过程，这样效率更高，实现高效的自动生产。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。