一种连续催化制备D-泛解酸的方法技术

本发明专利技术公开一种连续催化制备D‑泛解酸的方法，包括以下步骤：将固定化酶装入一组串联的树脂柱，相邻的两个树脂柱之间连接有储罐，去离子水洗至流出液为无色；将DL‑泛解酸内酯溶于去离子水，使用磷酸盐缓冲液调节DL‑泛解酸内酯溶液的pH值为6.5～7.5；向DL‑泛解酸内酯溶液中加入活性炭和絮凝剂进行脱色絮凝，得到脱色液；将脱色液泵入树脂柱进行酶催化水解反应，得到水解液；将水解液泵入纳滤系统，浓缩除水，得到纳滤液；将纳滤液泵入一组串联的萃取柱，进行多级逆流萃取，萃取液回收套用；萃余液真空浓缩后得到D‑泛解酸；该方法能够提高D‑泛解酸的生产效率，降低生产成本，同时解决生产现场气味的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种连续催化制备D-泛解酸的方法
本专利技术涉及酶工程
，具体是一种连续催化制备D-泛解酸的方法。
技术介绍
D-泛酸钙，广泛应用于食品、饲料和医药工业，市场需求量大。目前的生产工艺，首先采用异丁醛、甲醛、氰化钠合成DL-泛解酸内酯，然后通过化学法拆分或生物酶法拆分获得D-泛解酸，再经过环合反应生成D-泛解酸内酯，最后由β-丙氨酸钙与D-泛解酸内酯缩合生成D-泛酸钙。现有技术中，化学法拆分DL-泛解酸内酯的缺点是：奎宁化合物、手性胺等化学拆分剂成本高且不利于环保；生物酶法拆分DL-泛解酸内酯，首先D-泛解酸内酯水解酶选择性水解外消旋的DL-泛解酸内酯生成D-泛解酸，再利用溶解性不同将D-泛解酸与DL-泛解酸内酯分离（部分D-泛解酸内酯未水解），D-泛解酸经过内酯化形成D-泛解酸内酯。回收利用DL-泛解酸内酯，消旋后重新用于拆分。酶法拆分较化学方法拆分环境友好，目前已实现工业化生产D-泛酸钙、D-泛酸、D-泛醇等。现有的生物酶法拆分，主要在反应釜进行，由于采用机械搅拌进行水解且后处理使用板框压滤，不但导致酶逐渐失活，而且酶在使用过程中被搅碎或压碎，损耗较大；此外，在反应釜水解为间歇式生产，后处理工序繁琐包括压滤、水洗、混料、称重、稀释再投料等，存在生产现场气味较大，操作人员的劳动强度大，生产效率比连续生产效率低等问题；D-泛解酸内酯系列产品为大宗产品，迫切需要简化操作，提高生产效率，降低成本，解决环保问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连续催化制备D-泛解酸的方法，该方法能够提高D-泛解酸的生产效率，降低生产成本，同时解决生产现场气味的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续催化制备D-泛解酸的方法，包括以下步骤：S1、将固定化酶装入一组串联的树脂柱，相邻的两个树脂柱之间连接有储罐，去离子水洗至流出液为无色；S2、将DL-泛解酸内酯溶于去离子水，使用磷酸盐缓冲液调节DL-泛解酸内酯溶液的pH值6.5～7.5；S3、向DL-泛解酸内酯溶液中加入活性炭和絮凝剂进行脱色絮凝，得到脱色液；S4、将脱色液泵入树脂柱进行酶催化水解反应，得到水解液；通过储罐在线调节水解液温度为30±2℃，水解液pH值6.5~7.5；S5、将水解液泵入纳滤系统，浓缩除水，得到纳滤液；S6、将纳滤液泵入一组串联的萃取柱，进行多级逆流萃取，萃取液回收套用；S7、萃余液真空浓缩后得到D-泛解酸。进一步的，步骤S1所述树脂柱直径为40～100cm，树脂柱的高与直径的比为8:1～3:1，树脂柱串联数量为3～5个；储罐体积为250～1000L。进一步的，步骤S2所述DL-泛解酸内酯溶液的浓度为20~40%；磷酸盐缓冲溶液为任意比例的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠混合液。进一步的，步骤S3所述活性炭为针用活性炭或粉末活性炭，絮凝剂为聚合氯化铝，活性炭用量是DL-泛解酸内酯重量的1~3%，絮凝剂用量为DL-泛解酸内酯重量的0.5~1.5%，脱色絮凝45~60min。进一步的，步骤S5纳滤温度≤40℃，纳滤液水分为20~30%，纳滤废水套用。进一步的，步骤S6所述萃取柱直径为30~60cm，萃取柱的高与直径的比为12:1~8:1，萃取柱串联数量为3~4个，萃取剂为乙酸乙酯，水解液与萃取剂流量比为1:1~1:1.5，萃取终点为萃余液旋光≤0.2。进一步的，步骤S7浓缩真空度＞0.09MPa，初浓温度为30~40℃，终浓温度为60~70℃。进一步的，步骤S3向DL-泛解酸内酯溶液中加入2%767药用活性炭和1%聚合氯化铝，控制温度在30±2℃，脱色絮凝60min，溶液经粗滤和精滤后得到脱色液。进一步的，步骤S5纳滤温度10~30℃，纳滤液水分为25±2%。本专利技术的有益效果是，采用酶连续催化，纳滤浓缩和连续多级逆流萃取制备D-泛解酸，其中酶连续催化水解DL-泛解酸内酯的生产效率高，后处理简单，酶损耗少，纳滤浓缩除水效率高，能耗低，多级逆流萃取效率高，萃取充分，有利于提升质量和收率；三套工艺技术组合使用还解决了生产现场气味重，溶剂挥发及废水量大等问题，具有绿色环保，操作简单，成本低等特点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术的示意图。具体实施方式实施例一如图1所示，本专利技术提供一种连续催化制备D-泛解酸的方法，包括以下步骤：S1、将固定化酶装入一组串联的树脂柱6，相邻的两个树脂柱之间连接有储罐7，用去离子水洗涤至流出液由浅黑色变为黄色，最终变为无色时停止水洗，水洗流速控制0.3Bv/h，水洗结束松动，待用；S2、向1500L溶解脱色釜1中加入350kgDL-泛解酸内酯（折纯）和去离子水，搅拌均匀后，控制温度30±2℃，使用磷酸盐缓冲溶液调节DL-泛解酸内酯溶液的pH值7.5；S3、向溶解脱色釜1中加入7kg767药用活性炭和3.5kg聚合氯化铝，脱色絮凝60min，脱色絮凝结束，将溶液经10㎡板框过滤器2（滤布800目）粗滤以及精滤器3（3芯5微米聚丙烯滤芯）进行精滤，得到脱色液；S4、将脱色液泵入树脂柱6进行酶催化水解，控制温度30±2℃，当水解液进入储罐时，使用磷酸盐缓冲液在线调节pH值7.5，然后泵入下一个树脂柱，水解液流速控制为0.5Bv/h；第三个树脂柱流出的水解液旋光5.9，将水解液放入储罐；S5、控制温度10～30℃，使用纳滤器9纳滤浓缩水解液至纳滤液水分为25%；S6、将纳滤液泵入一组串联的萃取柱10，使用乙酸乙酯经过四级逆流萃取，萃取液回收套用，流速比为1:1，萃余液旋光为0；S7、控制真空度＞0.095Mpa，浓缩温度60～70℃，将萃余液浓缩去除水分，得到D-泛解酸，纯度97.5%，DL-泛解酸内酯含量2%。实施例二如图1所示，本专利技术提供一种连续催化制备D-泛解酸的方法，包括以下步骤：S1、将固定化酶装入一组串联的树脂柱6，相邻的两个树脂柱之间连接有储罐7，用去离子水洗涤至流出液由浅黑色变为黄色，最终变为无色时停止水洗，水洗流速控制0.3Bv/h，水洗结束松动，待用；S2、向1500L溶解脱色釜1中加入350kgDL-泛解酸内酯（折纯）和去离子水，搅拌均匀后，控制温度30±2℃，使用磷酸盐缓冲溶液调节DL-泛解酸内酯溶液的pH值为7.0；S3、向溶解脱色釜1中加入7kg767药用活性炭和3.5kg聚合氯化铝，脱色絮凝60min，脱色絮凝结束，将溶液经10㎡板框过滤器2（滤布800目）粗滤以及精滤器3（3芯5微米聚丙烯滤芯）进行精滤，得到脱色液；S4、将脱色液泵入树脂柱6进行酶催化水解，控制温度30±2℃，当水解液进入储罐时，使用磷酸盐缓冲液在线调节pH值7.0，然后泵入下一个树脂柱，水解液流速控制为1Bv/h；第四个树脂柱流出的水解液旋光5.7，将水解液放入储罐；S5、控制温度10～30℃，使用纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续催化制备D-泛解酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将固定化酶装入一组串联的树脂柱，相邻的两个树脂柱之间连接有储罐，去离子水洗至流出液为无色；/nS2、将DL-泛解酸内酯溶于去离子水，使用磷酸盐缓冲液调节DL-泛解酸内酯溶液的pH值为6.5～7.5；/nS3、向DL-泛解酸内酯溶液中加入活性炭和絮凝剂进行脱色絮凝，得到脱色液；/nS4、将脱色液泵入树脂柱进行酶催化水解反应，得到水解液；通过储罐在线调节水解液温度为30±2℃，水解液pH值 6.5~7.5；/nS5、将水解液泵入纳滤系统，浓缩除水，得到纳滤液；/nS6、将纳滤液泵入一组串联的萃取柱，进行多级逆流萃取，萃取液回收套用；/nS7、萃余液真空浓缩后得到D-泛解酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续催化制备D-泛解酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将固定化酶装入一组串联的树脂柱，相邻的两个树脂柱之间连接有储罐，去离子水洗至流出液为无色；
S2、将DL-泛解酸内酯溶于去离子水，使用磷酸盐缓冲液调节DL-泛解酸内酯溶液的pH值为6.5～7.5；
S3、向DL-泛解酸内酯溶液中加入活性炭和絮凝剂进行脱色絮凝，得到脱色液；
S4、将脱色液泵入树脂柱进行酶催化水解反应，得到水解液；通过储罐在线调节水解液温度为30±2℃，水解液pH值6.5~7.5；
S5、将水解液泵入纳滤系统，浓缩除水，得到纳滤液；
S6、将纳滤液泵入一组串联的萃取柱，进行多级逆流萃取，萃取液回收套用；
S7、萃余液真空浓缩后得到D-泛解酸。


2.根据权利要求1所述的一种连续催化制备D-泛解酸的方法，其特征在于，步骤S1所述树脂柱直径为40～100cm，树脂柱的高与直径的比为8:1～3:1，树脂柱串联数量为3～5个；储罐体积为250～1000L。


3.根据权利要求1所述的一种连续催化制备D-泛解酸的方法，其特征在于，步骤S2所述DL-泛解酸内酯溶液的浓度为20~40%；磷酸盐缓冲溶液为任意比例的磷酸氢二钠与磷酸二氢钠混合液。


4.根据权利要求1所述的一种连续催化制备D-泛解酸的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁振东，张洪斌，王珍，沈治强，宋丁丁，刘晨，张敬新，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34