一种以酶法结合膜技术生产d-盐酸半胱氨酸的机械装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于氨基酸生产领域，尤其涉及一种以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置。
【背景技术】
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[0002]半胱氨酸是一种生物体内常见的氨基酸，是人体必须的氨基酸之一，为含硫α-氨基酸，常见的天然半胱氨酸为L-半胱氨酸，可以通过消旋的工艺使其手性碳原子对偏振光产生右旋而制得D-半胱氨酸。D-半胱氨酸的用途是:1.在生物体内具有抱合作用，故对范围广泛的毒物如甲醛、酒精等具有有效的解毒作用；2.可有效地预防和治疗放射性伤害；3.在皮肤蛋白的角蛋白生成中维持重要的琉基酶的活性，并且补充硫基，以维持皮肤的正常代谢，调节表皮最下层的色素细胞生成的底层黑色素，是种非常理想的自然美白化妆品，它可以除去皮肤本身的黑色素，改变皮肤本身的性质，使皮肤变得自然的美白，因此，D-半胱氨酸在生物化学、医药、化妆品等行业有广泛的用途；但D-半胱氨酸最重要的用途是作为手性药物第三代头孢抗生素头孢米诺钠的重要手性医药中间体。由于天然的半胱氨酸均为L-型，而D-型的必须人工合成，由于L-半胱氨酸来源较丰富，价格相对低廉，生产D-半胱氨酸时人们自然就会想到以L-半胱氨酸为原料来生产，但经过实践检验，以L-半胱氨酸为原料通过消旋法来制取D-半胱氨酸的方法在实践中操作难度非常大。本公司的前身新沂市汉菱生物工程有限公司吸收引进了微生物酶转化L-半胱氨酸合成L-色氨酸的新技术，已进行了试生产，经过几年的生产，公司又对生产工艺进行了革新，增加了过滤膜技术，原材料由L-半胱氨酸变更为DL-盐酸半胱氨酸，革新了部分工艺，使生产的L-色氨酸具有纯度高、收率高、副产物少、精制操作容易的优点，在生产中发现，在生产L-色氨酸的同时可分离生产出D-盐酸半胱氨酸。本实用新型装置是一种以DL-盐酸半胱氨酸为原料通过以酶法结合膜技术生产转化制备D-盐酸半胱氨酸的生产装置，该装置具有使用通用设备组合、生产工艺简单、转化时间短、转化效率高、产品纯度高等一系列优点。
【发明内容】
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[0003]本发明主要解决的问题是提供一种以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，该装置以发酵罐、第一过滤膜、化学反应釜、第二过滤膜、氧化结晶罐、电解槽、结晶釜、干燥机、粉碎机为设备，以浓缩色氨酸酶培养液、纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚、活性炭、氢氧化钠水溶液、盐酸为原料来生产D-盐酸半胱氨酸。
[0004]本发明采用的技术方案是:
[0005]一种以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，包括发酵罐1、第一过滤膜2、化学反应釜3、第二过滤膜4、氧化结晶罐5、电解槽6、结晶釜7、干燥机8、粉碎机9，所述的发酵罐I和第一过滤膜2之间设有第一料浆泵和管道10，第一过滤膜上设有滤液出口 11，第一过滤膜2和化学反应釜3间设有第一输送机12，化学反应釜3上设有纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚、活性炭进口 13，化学反应釜3和第二过滤膜4间设有第二料浆泵和管道14，第二过滤膜4上设有滤密出口 15，第二过滤膜4和氧化结晶罐5间设有第三料浆泵和管道16，氧化结晶罐5上设有氢氧化钠水溶液和氧气进口 17，废液出口 18，氧化结晶罐5和电解槽6间设有第二输送机19，电解槽6上设有盐酸进口 20，电解槽6和结晶釜7间设有第四料浆泵和管道21，结晶釜7上设有氢氧化钠水溶液进口 22、废水出口 23，结晶釜7和干燥机8间设有第三输送机24，干燥机8和粉碎机9间设有第四输送机25，粉碎机9上设有成品出口 26。
[0006]本发明的进一步技术方案是:
[0007]所述的发酵罐为I吨级不锈钢罐。
[0008]所述的化学反应釜为5吨陶瓷内胆釜。
[0009]所述的第一过滤膜、第二过滤膜为超滤膜。
[0010]所述的第一、第二、第三、第四输送机为刮板输送机。
[0011]所述的第一、第二、第三、第四料浆泵为不锈钢料浆泵，对应的管道为聚乙烯管道。
[0012]本发明的有益效果是:提供了一种以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，该装置使用通用设备组合，具有结构合理、耐腐蚀、效率高，转化时间短，尤其是增加了二级膜过滤，使产品的纯度大大提高，能生产出高质量的D-盐酸半胱氨酸产品。
【附图说明】
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[0013]如图1为本发明的结构和工艺流程框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图进一步说明使用该机械装置生产D-盐酸半胱氨酸最佳实施例的具体内容:
[0015]1.将发酵罐I中的浓缩色氨酸酶培养液通过设置于发酵罐I和第一过滤膜2之间的第一料浆泵和管道10送入第一过滤膜2过滤，得到的滤液通过设置于第一过滤膜2上的滤液出口 11排出，滤渣待用。
[0016]2.将配方量的纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚通过设置于化学反应釜3上的进口 13送入化学反应釜3中，搅拌使DL-盐酸半胱氨酸、吲哚全部溶解后，使用循环恒温系统加热，使得料液温度保持在35°C -40°C之间，此时通过设置于第一过滤膜2和化学反应釜3之间的第一输送机12将滤渣送入化学反应釜3，搅拌反应10-12小时，反应结束后，使用循环恒温系统加热料液至65°C，通过进口 13加入配方量的活性炭，搅拌脱色0.5小时降温至常温后得到料液。
[0017]3.将料液通过设置于化学反应釜3和第二过滤膜4间的第二料浆泵和管道14送入第二过滤膜4过滤，得到的滤渣通过设置于第二过滤膜4上的出口 15排出用于生产L-色氨酸，滤液通过设置于第二过滤膜4和氧化结晶罐5间的第三料浆泵和管道16送入氧化结晶 iiS 5。
[0018]4.通过设置于氧化结晶罐5上的氢氧化钠水溶液和氧气进口 17先加入适量的氢氧化钠水溶液调滤液的PH值为9，然后送入氧气，搅拌滤液使之发生氧化后产生结晶，结晶物为D-半胱氨酸，结晶完毕后将液体部分通过氧化结晶罐5上的出口 18排出他用，结晶物D-半胱氨酸通过设置于氧化结晶罐5和电解槽6间的第二输送机19送入电解槽6。
[0019]5.通过设置于电解槽6上的盐酸进口 20加入配方量的盐酸和D-半胱氨酸掺混均匀后开始电解，得到的电解液通过设置于电解槽6和结晶釜7间的第四料浆泵和管道21送入结晶釜7，通过设置于结晶釜7上的氢氧化钠水溶液进口 22加入适量的氢氧化钠水溶液，调结晶釜7中液体的pH值为5.05，这时候有大量D-盐酸半胱氨酸结晶出现，搅拌0.5小时后结晶完毕，此时通过废水出口 23将水排出，固体D-盐酸半胱氨酸通过设置于结晶釜7和干燥机8间的第三输送机24送入干燥机8干燥，干燥后的D-盐酸半胱氨酸固体通过设置于干燥机8和粉碎机9间的第四输送机25送入粉碎机9粉碎为粉末后得到成品，成品通过设置于粉碎机9上的成品出口 26出料即可。
[0020]当然，本发明还有其它的实施方式，在不离开本发明的精神背景下所做的任何技术、原理和工艺的改进，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，包括发酵罐(I)、第一过滤膜(2)、化学反应釜(3)、第二过滤膜(4)、氧化结晶罐(5)、电解槽(6)、结晶釜(7)、干燥机(8)、粉碎机(9)，所述的发酵罐(I)和第一过滤膜(2)之间设有第一料浆泵和管道(10)，第一过滤膜上设有滤液出口(11)，第一过滤膜(2)和化学反应釜(3)间设有第一输送机(12)，化学反应釜(3)上设有纯水、DL-盐酸半胱氨酸、吲哚、活性炭进口(13)，化学反应釜(3)和第二过滤膜(4)间设有第二料浆泵和管道(14)，第二过滤膜(4)上设有滤密出口(15)，第二过滤膜(4)和氧化结晶罐(5)间设有第三料浆泵和管道(16)，氧化结晶罐(5)上设有氢氧化钠水溶液和氧气进口(17)，废液出口(18)，氧化结晶罐(5)和电解槽(6)间设有第二输送机(19)，电解槽(6)上设有盐酸进口(20)，电解槽(6)和结晶釜(7)间设有第四料浆泵和管道(21)，结晶釜(7)上设有氢氧化钠水溶液进口(22)、废水出口(23)，结晶釜(7)和干燥机⑶间设有第三输送机(24)，干燥机⑶和粉碎机(9)间设有第四输送机(25)，粉碎机(9)上设有成品出口(26)。2.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，其特征在于:所述的发酵罐为I吨级不锈钢罐。3.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，其特征在于:所述的化学反应釜为5吨陶瓷内胆釜。4.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，其特征在于:所述的第一过滤膜、第二过滤膜为超滤膜。5.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，其特征在于:所述的第一、第二、第三、第四为刮板输送机。6.根据权利要求1所述的以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，其特征在于:所述的第一、第二、第三、第四料浆泵为不锈钢料浆泵，对应的管道为聚乙烯管道。
【专利摘要】本发明公开了一种以酶法结合膜技术生产D-盐酸半胱氨酸的机械装置，该装置属于氨基酸生产机械领域，该装置以发酵罐、第一过滤膜、化学反应釜、第二过滤膜、氧化结晶罐、电解槽、结晶釜、干燥机、粉碎机为设备，以浓缩色氨酸酶培养液、纯水、DL-盐酸半胱氨酸粉剂、吲哚、活性炭、氢氧化钠水溶液、盐酸为原料来生产D-盐酸半胱氨酸，该装置使用通用设备组合，具有结构合理、耐腐蚀、效率高，转化时间短，尤其是增加了二级膜过滤，使产品的纯度大大提高，能生产出高质量的D-盐酸半胱氨酸产品。
【IPC分类】C12M1/00, C25B3/00
【公开号】CN105586247
【申请号】CN201410631013
【发明人】陈士安, 沈江南
【申请人】江苏新汉菱生物工程股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年11月12日