一种固定化酶催化合成反应的工艺系统的制作方法

本技术属于生物催化，尤其是涉及一种固定化酶催化合成反应的工艺系统。

背景技术：

1、酮酯(ketone ester)可以增加脑血管代谢以改善脑血液循环，有效减轻头晕症状，可以治疗淤血类型的冠心病、心绞痛和气滞血瘀类型的头晕。因为使脑细胞新陈代谢加快，所以避免脑细胞缺血的损害；由于促进新陈代谢，还可促进受伤的脑细胞修复。合成酮酯的主要物料之一是(r)-3-羟基丁酸乙酯[(r)-ehb]，它是一种重要的手性中间体,可以用来制备多种手性药物。

2、(r)-ehb通过化学合成会涉及到手性拆分，不对称合成又会使用到昂贵的手性催化剂，这两者都会遇到成本高，收率低以及使用很多会环境有害的化学试剂等一系列问题。国内外很多生物公司都在利用生物酶技术进行合成。生物酶技术是如今推广的绿色环保技术，其优势是反应高度专一、条件温和，不使用化学试剂或者使用较少的对环境友好的助溶剂，且底物转化率高，易于产品的提取分离；但是反应体系中全细胞及蛋白类物质如何简易的除去一直是研究者的最大的困扰。

3、所以，根据现有工艺技术，(r)-ehb的生产主要问题是成本高，收率低，处理复杂。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种简易操作、绿色环保、收率高、成本低的固定化酶催化合成(r)-ehb的工艺系统。

2、为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种固定化酶催化合成反应的工艺系统，包括反应单元、在线检测系统和后处理单元，所述反应单元包括配料罐，配料罐连通固定化树脂柱组，固定化树脂柱组的出口接入在线检测系统，所述在线检测系统包含两个出口通路，其中一个出口通路连通反应单元的配料罐，另个一出口连通后处理单元，两个出口通路上均设有控制阀门。

4、进一步地，还包括自动控制系统，所述自动控制系统与在线检测系统电性连接，所述自动控制系统根据在线检测系统的检测结果控制两个出口通路上的控制阀门的开启状态。

5、进一步地，所述配料罐与固定化树脂柱组之间通过蠕动泵相连接。

6、进一步地，所述固定化树脂柱组包含多个固定化树脂柱，多个所述固定化树脂柱之间通过连接管进行串联。

7、优选的，所述固定化树脂柱共三个。

8、进一步地，所述固定化树脂柱中装填有用于转化底物的固定化酶树脂，固定化树脂柱的入口端设有可拆卸纱网，出口端设有砂芯，固定化树脂柱两端设有法兰板。

9、进一步地，所述连接管呈u型，连接管两端均设有法兰板。

10、进一步地，所述固定化树脂柱组还包括换热器，所述换热器呈套管式，固定化树脂柱安装于换热器中。

11、进一步地，所述后处理单元包括精馏塔，所述精馏塔入口与在线检测系统连通，出口依次连接有冷凝器、接收罐。

12、进一步地，所述精馏塔与在线检测系统之间还连接有蒸发罐。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

14、本实用新型的工艺系统通过将酶预先固定到固定化树脂柱上，再进行催化合成反应，实现底物的高效转化，通过在线实时监测，收集转化完全的反应液进行后处理得到纯净产物，未转化完底物继续返回固定化树脂柱组进行反应，直至底物转化完全，实现底物、产品自动快速分离，提高转化率；

15、本实用新型的工艺系统中固定化树脂柱避免了树脂每次用完的回收问题，省去了过滤或者离心的麻烦，可以重复使用、连续投料，大大的提高生产效率和产品收率，简化了操作工艺，降低了生产成本。

技术特征：

1.一种固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：包括反应单元、在线检测系统(6)和后处理单元，所述反应单元包括配料罐(1)，配料罐(1)连通固定化树脂柱组，固定化树脂柱组的出口接入在线检测系统(6)，所述在线检测系统(6)包含两个出口通路，其中一个出口通路连通反应单元的配料罐(1)，另个一出口连通后处理单元，两个出口通路上均设有控制阀门。

2.根据权利要求1所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：还包括自动控制系统，所述自动控制系统与在线检测系统(6)电性连接，所述自动控制系统根据在线检测系统(6)的检测结果控制两个出口通路上的控制阀门的开启状态。

3.根据权利要求1所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述配料罐(1)与固定化树脂柱组之间通过蠕动泵(2)相连接。

4.根据权利要求3所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述固定化树脂柱组包含多个固定化树脂柱(3)，多个所述固定化树脂柱(3)之间通过连接管(4)进行串联。

5.根据权利要求4所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述固定化树脂柱(3)共三个。

6.根据权利要求4所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述固定化树脂柱(3)中装填有用于转化底物的固定化酶树脂，固定化树脂柱(3)的入口端设有可拆卸纱网，出口端设有砂芯,固定化树脂柱(3)两端设有法兰板。

7.根据权利要求4所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述连接管(4)呈“u”型，连接管(4)两端均设有法兰板。

8.根据权利要求4所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述固定化树脂柱组还包括换热器(5)，所述换热器(5)呈套管式，固定化树脂柱(3)安装于换热器(5)中。

9.根据权利要求1所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述后处理单元包括精馏塔(8)，所述精馏塔(8)入口与在线检测系统(6)连通，出口依次连接有冷凝器(9)、接收罐(10)。

10.根据权利要求9所述的固定化酶催化合成反应的工艺系统，其特征在于：所述精馏塔(8)与在线检测系统(6)之间还连接有蒸发罐(7)。

技术总结
本技术公开一种固定化酶催化合成反应的工艺系统，包括反应单元、在线检测系统和后处理单元，所述反应单元包括配料罐，配料罐连通固定化树脂柱组，固定化树脂柱组的出口接入在线检测系统，所述在线检测系统包含两个出口通路，其中一个出口通路连通反应单元的配料罐，另个一出口连通后处理单元，两个出口通路上均设有控制阀门。本技术的工艺系统通过将酶预先固定到固定化树脂柱上，再进行催化合成反应，实现底物的高效转化，通过在线实时监测，收集转化完全的反应液进行后处理得到纯净产物，未转化完底物继续返回固定化树脂柱组进行反应，直至底物转化完全，实现底物、产品自动快速分离，提高转化率。

技术研发人员：张建齐,张磊,赵华
受保护的技术使用者：上海锐康生物技术研发有限公司
技术研发日：20221209
技术公布日：2024/1/12