本发明涉及一种化合物的生产萃取装置，特别是一种固定化细胞连续生产萃取戊二胺的装置，属于工业加工生产
技术领域：
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背景技术：
：戊二胺(cadaverine，别名尸胺)为无色粘稠的发烟液体，有特殊气味。熔点：9℃，溶于水、乙醇等。戊二胺单体是一种有着重要和广泛工业用途的中间体，广泛应用于各种聚酰胺产品（尼龙）、螯合剂和添加剂等。随着环保意识的提高和生物经济的兴起，作为平台化合物的戊二胺越来越受重视。生物方法大量生产的戊二胺，可以替代传统的由化工生产的生物胺—己二胺，与二元有机酸进行聚合反应可合成优质高分子材料—新型尼龙，是一种环保型的、可持续发展型的、耐高温的生物塑料，有着广泛的应用前景。传统的化学合成法条件苛刻、污染环境，高度依赖于石油化工产业。全细胞转化生产戊二胺有着经济、环保、可持续发展的优点。传统的全细胞转化生产戊二胺高浓度的戊二胺对细胞毒害较大，细胞不能重复使用，分离较为复杂。技术实现要素：本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种操作简便、设备利用率高的戊二胺生产萃取装置。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种固定化细胞连续生产萃取戊二胺的装置，包括原料输送部分、戊二胺转化部分、PH调节部分、柱吸附洗脱部分以及离心萃取部分；原料输送部分包括原料罐；戊二胺转化部分包括戊二胺转化一体罐，所述戊二胺转化一体罐内具有固定化细胞菌柱；PH调节部分包括PH调节液罐；柱吸附洗脱部分包括洗脱液储存罐和植酸钙柱；离心萃取部分包括离心萃取机；所述原料罐、戊二胺转化一体罐和植酸钙柱通过管道循环连接，所述PH调节液罐通过管道连接在原料罐与戊二胺转化一体罐之间的管道上，所述洗脱液储存罐通过管道连接植酸钙柱，所述离心萃取机连接植酸钙柱上。作为更进一步的优选方案，所述原料罐与戊二胺转化一体罐之间设置有加热器。作为更进一步的优选方案，所述原料输送部分还包括第一输送泵、第一电磁阀和第二电磁阀；所述原料罐、第一输送泵、第一电磁阀和第二电磁阀通过管道循环连接，所述加热器通过管道连接在第一电磁阀与第二电磁阀之间的管道上。作为更进一步的优选方案，所述PH调节部分还包括第二输送泵、第三电磁阀和第四电磁阀；所述PH调节液罐、第二输送泵、第三电磁阀和第四电磁阀通过管道循环连接，所述加热器通过管道连接在第三电磁阀与第四电磁阀之间的管道上。作为更进一步的优选方案，所述柱吸附洗脱部分还包括第三输送泵、第五电磁阀和第六电磁阀；所述洗脱液储存罐、第三输送泵、第五电磁阀和第六电磁阀通过管道循环连接，所述植酸钙柱通过管道连接在第五电磁阀和第六电磁阀之间的管道上。作为更进一步的优选方案，所述所述植酸钙柱分为第一钙柱和第二钙柱，贯通第一钙柱设置第一分流管和第四分流管，贯通第二钙柱设置第二分流管和第三分流管；所述第一钙柱和第二钙柱同一端上的第一分流管和第二分流管共同连接洗脱液储存罐，另一端上的第一分流管和第二分流管共同连接离心萃取部分；第一钙柱和第二钙柱同一端上的第四分流管和第三分流管共同连接戊二胺转化一体罐，另一端上的第四分流管和第三分流管共同连接原料罐；所述第一分流管、第四分流管、第二分流管和第三分流管上分别设置有用于控制开关的阀门。作为更进一步的优选方案，所述戊二胺转化一体罐上还设置有PH检测反馈系统、温度检测反馈系统、夹套和赖氨酸浓度检测装置。作为更进一步的优选方案，所述离心萃取部分还包括由管道循环连接的萃取溶剂储存罐、第四输送泵、第七电磁阀和第八电磁阀，所述离心萃取机通过管道连接在第七电磁阀与第八电磁阀之间的管道上。作为更进一步的优选方案，所述离心萃取部分还包括萃余液收集罐和萃取液收集罐。作为更进一步的优选方案，所述离心萃取部分至少设置有三个离心萃取机。有益效果与现有技术相比，本发明的一种固定化细胞连续生产萃取戊二胺的装置，可以较好地解决了戊二胺连续生产萃取的问题，利用原料液对菌细胞进行转化，得到浓度较低且混合于溶液的戊二胺，再通过洗脱和离心萃取得到含量较高的戊二胺，本装置适用于戊二胺的规模化生产操作，该装置具有操作简便、设备利用率高、产品品质稳定、原料充分利用、易于推广等特点，具体具有以下优点：原料利用率高、生产效率高、更加环保；使用在线检测反馈系统进行调节，操作简便调节迅速；设备利用率高，经济安全；生产过程封闭，安全卫生；产品品质稳定。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的流程图；图3是分流管在植酸钙柱上的分布图；图4是戊二胺转化一体罐的结构示意图；其中，11-原料罐，12-第一电磁阀，13-第二电磁阀，14-第一输送泵，21-戊二胺转化一体罐，22-PH检测反馈系统，23-温度检测反馈系统，24-夹套，25-固定化细胞菌柱，26-赖氨酸浓度检测装置,31-PH调节液罐,32-第三电磁阀,33-第四电磁阀,34-第二输送泵,41-洗脱液储存罐,42-第五电磁阀,43-第六电磁阀,44-第三输送泵，51-离心萃取机，52-萃取溶剂储存罐，53-第七电磁阀，54-第八电磁阀，55-第四输送泵，56-萃余液收集罐，57-萃取液收集罐，61-加热器，71-第一钙柱，72-第二钙柱，73-第一分流管，74-第四分流管，75-第二分流管，76-第三分流管。具体实施方式下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。如图所示，本发明的一种固定化细胞连续生产萃取戊二胺的装置，包括原料输送部分、戊二胺转化部分、PH调节部分、柱吸附洗脱部分以及离心萃取部分；产戊二胺菌株详见专利《一种基因工程菌及其在生产1,5-戊二胺中的用途》申请号CN2014107999948.8，细胞固定化方法详见《专利一种耐受有毒产物的细胞固定化方法及其固定化细胞生产1,5-戊二胺工艺》申请号201610368936.9。原料输送部分包括原料罐11，原料罐11内的原料液为赖氨酸盐溶液，其PH为5.0～8.5，优选为6.6～7.0；戊二胺转化部分包括戊二胺转化一体罐21，所述戊二胺转化一体罐21上还设置有PH检测反馈系统22、温度检测反馈系统23、夹套24和赖氨酸浓度检测装置26，戊二胺转化一体罐21内的固定化细胞菌柱25，其固定化细胞所用材料为高分子载体材料可举出例如琼脂、卡拉胶、海藻酸盐、纤维素、明胶、胶原聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氨酯泡沫、光固化树脂等；无机载体材料可举出例如高岭土、多孔硅、活性炭、多孔玻璃、氧化铝等；复合载体材料可举出例如海藻酸钠/SiO2复合水凝胶，海藻酸钙、聚乙二醇、聚乙烯酰胺的复配载体，κ-卡拉胶与魔芋多糖复配胶，明胶、琼脂、海藻酸钠聚乙烯醇复配载体等。上述材料可单独使用或并用两种以上；戊二胺转化一体罐21的赖氨酸浓度检测装置26检测到赖氨酸含量（g/l）为0～60，优选00～30；PH调节部分包括PH调节液罐31，PH调节料罐31的料液为酸性溶液，作为酸性性溶液，可举出例如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、亚硫酸、氢氟酸、碳酸、氢硫酸、硼酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸、丙烯酸等。上述酸性溶液可单独使用或并用两种以上；原料输送部分和PH调节部分通过管道分别连接加热器61，加热器61直接连接二胺转化部分；柱吸附洗脱部分包括洗脱液储存罐41和植酸钙柱，为了保证良好的洗脱效果洗脱液储存罐41，洗脱液储存罐41内洗脱液的PH为4.5～13.4；离心萃取部分包括离心萃取机51，所述离心萃取部分至少设置有三个离心萃取机51；所述原料罐11、戊二胺转化一体罐21和植酸钙柱通过管道循环连接，所述PH调节液罐31通过管道连接在原料罐11与戊二胺转化一体罐21之间的管道上，所述洗脱液储存罐41通过管道连接植酸钙柱，所述离心萃取机51连接植酸钙柱上；所述原料罐11与戊二胺转化一体罐21之间设置有加热器61。进一步的，所述原料输送部分还包括第一电磁阀12、第二电磁阀13和第一输送泵14；所述原料罐11、第一输送泵14、第一电磁阀12和第二电磁阀13和通过管道循环连接，所述加热器61通过管道连接在第一电磁阀12与第二电磁阀13之间的管道上，形成回路，这是使原料罐11在释放过量的原料后可以通过第一输送泵14、第一电磁阀12和第二电磁阀13再返回原料罐11，避免浪费。进一步的，所述PH调节部分还包括第三电磁阀32、第四电磁阀33和第二输送泵34；所述PH调节液罐31、第二输送泵34、第三电磁阀32和第四电磁阀33通过管道循环连接，所述加热器61通过管道连接在第三电磁阀32与第四电磁阀33之间的管道上，形成回路，这是使PH调节液罐31在释放过量的调节液后可以通过第二输送泵34、第三电磁阀32和第四电磁阀33再返回PH调节液罐31，避免浪费。进一步的，所述柱吸附洗脱部分还包括第五电磁阀42、第六电磁阀43和第三输送泵44；所述洗脱液储存罐41、第三输送泵44、第五电磁阀42和第六电磁阀43通过管道循环连接，所述植酸钙柱通过管道连接在第五电磁阀42和第六电磁阀43之间的管道上，形成回路，这是使洗脱液储存罐41在释放过量的洗脱液可以通过第三输送泵44、第五电磁阀42和第六电磁阀43再返回洗脱液储存罐41，避免浪费。进一步的，所述植酸钙柱分为第一钙柱71和第二钙柱72，贯通第一钙柱71设置第一分流管73和第四分流管74，贯通第二钙柱72设置第二分流管75和第三分流管76；所述第一钙柱71和第二钙柱72同一端上的第一分流管73和第二分流管75共同连接洗脱液储存罐41，另一端上的第一分流管73和第二分流管75共同连接离心萃取部分；第一钙柱71和第二钙柱72同一端上的第四分流管74和第三分流管76共同连接戊二胺转化一体罐21，另一端上的第四分流管74和第三分流管76共同连接原料罐11；所述第一分流管73、第四分流管74、第二分流管75和第三分流管76上分别设置有用于控制开关的阀门。进一步的，所述离心萃取部分还包括由管道循环连接的萃取溶剂储存罐52、第七电磁阀53、第八电磁阀54和第四输送泵55，所述离心萃取机51通过管道连接在第七电磁阀53与第八电磁阀54之间的管道上，形成回路，这是使萃取溶剂储存罐52在释放过量的萃取溶剂可以通过第四输送泵55、第七电磁阀53和第八电磁阀54再返回萃取溶剂储存罐52，避免浪费；所述离心萃取部分还包括萃余液收集罐56和萃取液收集罐57。使用时，原料液赖氨酸盐溶液从原料罐11释放，进入戊二胺转化一体罐21，与戊二胺转化一体罐21中内的固定化细胞菌柱25接触形成戊二胺，在戊二胺转化一体罐21上经过PH检测反馈系统22检测，当PH过高或过低时，PH调节液罐31则启动释放调节液对原料液进行调节，温度检测反馈系统23进行检测，当温度低于36度时，加热器61启动，对后续进入戊二胺转化一体罐21的原料液加热处理，而夹套24可以保持温度平衡，让温度处于合适的范围，赖氨酸浓度检测装置26可以检测戊二胺转化一体罐21内赖氨酸浓度，含有戊二胺原料液从戊二胺转化一体罐21释放进入植酸钙柱，第一钙柱71和第二钙柱72轮流对戊二胺进行洗脱工序和吸附工序，即含有戊二胺原料液进入第一钙柱71后进行戊二胺吸附，而第二钙柱72由洗脱液储存罐41注入洗脱液进行戊二胺洗脱，当第一钙柱71吸附戊二胺后就由洗脱液储存罐41注入洗脱液进行戊二胺洗脱，而原料液则进入第二钙柱72进行戊二胺吸附，反复循环工作，第一分流管73与第四分流管74在阀门的控制下同时开启或关闭，第二分流管75与第三分流管76在阀门的控制下同时开启或关闭，当第一分流管73与第四分流管74开启时，第二分流管75与第三分流管76处于关闭，当第二分流管75与第三分流管76处于开启时，则第一分流管73与第四分流管74处于关闭，洗脱后含有戊二胺的溶液则进入离心萃取机51，原料液吸附在第一钙柱71和第二钙柱72后再重新回到原料罐11准备再次循环，戊二胺溶液在离心萃取机51进行离心处理，萃取溶剂储存罐52向离心萃取机51注入萃取液，离心处理后高浓度的戊二胺萃取溶液进入萃取液收集罐57，萃余液则进入萃余液收集罐56。实施例1引用专利的固定化细胞的方法与步骤固定化细胞，均匀放置在戊二胺转化一体罐21的固定化细胞菌柱25内。为保证固定化细胞有较大的接触面积，固定化细胞菌柱25由多层均匀的不锈钢丝网状柱盒组装而成。温度检测反馈系统23调控加热器61的功率确保进入戊二胺转化一体罐21的赖氨酸盐溶液温度为37℃，PH检测反馈系统22调节第三电磁阀32和第四电磁阀33保证每次进入戊二胺转化一体罐21的赖氨酸盐溶液的ph相同。料液中按比例3：1000（mmol：ml）加入磷酸吡哆醛,通过调节第一电磁阀12和第二电磁阀13，改变原料罐11的流量，赖氨酸浓度检测装置26检测戊二胺转化一体罐21中剩余赖氨酸浓度，现将原料液经过离心稀释的处理用气相检测戊二胺浓度，经过计算处理得到数据见表一：表一流量赖氨酸盐浓度戊二胺浓度每克细胞产胺量200.0ml/h250.0g/l154.73g/l6.19g/g250.0ml/h250.0g/l106.23g/l4.2g/g300.0ml/h250.0g/l92.13g/l3.67g/g实施例2含有戊二胺的溶液流经植酸钙柱时，植酸钙柱能将溶液中的戊二胺吸附在植酸钙柱上，减少溶液中戊二胺的浓度，同时降低溶液的ph。但这中吸附并非十分稳定的吸附，经过实验发现可以用溶液将植酸钙柱吸附的部分戊二胺洗脱下来，洗脱后的植酸钙柱在高浓度戊二胺转化液流经时又可以重新吸附戊二胺，达到循环使用的目的。先用相同浓度相同体积的戊二胺转化液流经植酸钙柱将戊二胺吸附，再分别用PH为4.5、7.0、13.4的溶液在保证相同的流速下去洗脱植酸钙柱上的戊二胺。分别用气相检测溶液流经植酸柱前后的浓度、洗脱液中戊二胺的浓度，计算处理得到数据见表二：表二洗脱液的PH植酸钙柱戊二胺量洗脱液的戊二胺量洗脱率4.593.18mg48.23mg51.76%7.088.23mg52.87mg59.92%13.490.15mg57.66mg63.96%实施例3先按顺序打开三台萃取离心机，调节电机的频率为45hz,等萃取离心机稳定正常后，先以100ml/min的流量把重相从重相进口泵入，待重相的出口有液体流出时，马上以100ml/min的流量把轻相从轻相进口泵入，等重轻两相出口稳定出液15～20min后，开始记录重相、轻相的体积，并重新收集重轻两相出口液体且测量体积，运行一段时间后同时关闭重轻两相进口处的泵，待重轻两相出口不在有液体流出时关闭离心萃取机的电机，最后放掉离心萃取机内的很少量液体。测量料液（重相进）、萃取溶剂（轻相进）、萃取液（轻相出）、萃余液（重相出）的体积，气相检测它们戊二胺含量。先按顺序打开三台萃取离心机，调节电机的频率为45hz,等萃取离心机稳定正常后，先以200ml/min的流量把重相从重相进口泵入，待重相的出口有液体流出时，马上以200ml/min的流量把轻相从轻相进口泵入，等重轻两相出口稳定出液15～20min后，开始记录重相、轻相的体积，并重新收集重轻两相出口液体且测量体积，运行一段时间后同时关闭重轻两相进口处的泵，待重轻两相出口不在有液体流出时关闭离心萃取机的电机，最后放掉离心萃取机内的很少量液体。测量料液（重相进）、萃取溶剂（轻相进）、萃取液（轻相出）、萃余液（重相出）的体积，气相检测戊二胺含量。两次数据整理后见表三表三流量萃取液戊二胺含量萃余液戊二胺含量萃取萃余液体积比萃取率100ml/min141.1821.3410:790.43%200ml/min166.3469.737:1062.64%本发明还可以是多个戊二胺转化一体罐的串联、串联与并联共用的形式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页1 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