一种耐腐蚀的多功能吸附塔及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物机械设备技术领域，涉及一种耐腐蚀的多功能吸附塔及其应用。
【背景技术】
[0002] 前瞻产业研究院发布的《中国氨基酸行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》显 示，我国的氨基酸产业发展很快，具有一定的规模，与世界氨基酸行业发展基本类似，很多 国内企业生产的氨基酸都是用于食品加工。此外，药用氨基酸的市场需求正在不断增长。
[0003] 氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质，是在生物体内构 成蛋白质分子的基本单位，与生物的生命活动有着密切的关系。它在抗体内具有特殊的生 理功能，是生物体内不可缺少的营养成分之一。
[0004] 关于氨基酸精制、分离和浓缩的研究目前多处于实验阶段，少见用于工业化生产 方面，特别是医药、食品行业。专利《氨基酸分离方法》专利公布号CN87104295A，涉及氨基 酸的分离方法，但在分离过程中使用了大量有机溶媒醇、酮、醚和/或至少一种脂肪烃中用 可能成液态的有机磷酸，操作过程中不仅存在重大安全隐患，且在精制、分离后，氨基酸溶 液中的有机溶媒残留问题难以解决。本发明利用各种氨基酸的等电点不同，采用离子交换 树脂的离子交换原理，可有效的对氨基酸进行精制、分离，并应用于医药或食品工业生产。 设备进液装置、管道、吸附塔内表面防腐蚀衬里膜、在线检测装罡均为耐腐蚀材质，其塔体 外层材质为SUS304不锈钢，使其同时具备抗冲击力强、耐腐蚀优点。上样液、平衡液、洗脱 液和树脂再生溶液均不含有机溶媒，而是由酸、碱和无机盐组成或酸、碱和无机盐的混合物 组成的水溶液。
【发明内容】
[0005] 本发明公开了如下的技术内容： 一种耐腐蚀的多功能吸附塔，其特征在于它包括进液装置45、塔体14、在线监测装置 44、连接管路46,进液装置45位于塔体14的一侧，在线监测装置位于塔体14的另一侧或同 侧，进液装置45、塔体14、在线监测装置44通过连接管路46连接；其中所述的 进液装置45主要向吸附塔内提供液体介质，包括上样液、平衡液、洗脱液和树脂再生 溶液，包括：第一进液口 35、第二进液口 36、第三进液口 37、第四进液口 38、第一活塞式隔膜 栗34、第二活塞式隔膜栗32和进液管路16 ;其中所述第一进液口 35和第二进液口 36与第 一活塞式隔膜栗34连接；第三进液口 37和第四进液口 38与第二活塞式隔膜栗32连接；各 部件之间通过进液管路16连接； 塔体14为氨基酸精制、分离、浓缩的主体，包括上封头4、主体47、下封头30,塔体14 内表面粘着防腐蚀衬里膜48,其中所述上封头4位于塔体14最上方，包括吊耳5、上接 口 2,吊耳位于上封头4两侧，用于安装、维修、拆卸时的挂吊点，上接口 2位于上封头4中 心轴线上，通过法兰盘3与上管路1相连，用于设备运行时液体介质或气体介质的进出 口；主体47呈圆柱形，包括第一视镜6、第二视镜7、第三视镜8、第四视镜9、人孔39、进液 口 10、支腿19 ;其中所述第一视镜6和第二视镜7位于主体进液口 10上方，呈对称分布， 第三视镜8和第四视镜9位于主体进液口 10下方，且视镜由上至下依次分布，人孔39与 进液口 10呈夹角分布，用于树脂填充，直径〇~600mm，进液口 10伸入塔体14内部，塔 体14内部部分由带孔管路组成，塔体14外部通过法兰11与进液管路16相连，用于提供 液体介质进口，支腿19对吸附塔起到支撑和固定作用；其中所述下封头30通过设备法兰 S 25和主体47的设备法兰? 23相连，并由双头螺柱26进行固定，为保持塔体的密封性，在 设备法兰?: 23与设备法兰篇25之间配设有聚丙烯O形法兰垫片24 ;下封头30中心轴线上 开有下接口 27,通过法兰盘28与下管路29相连，用于液体介质或气体介质的进出口； 在线监测装置44用于生产时对出液口液体介质的pH值和电导率值进行在线监测，包 括pH计43及pH计显示器21和电导率仪42及电导率仪显示器22 ; 连接管路46为耐腐蚀、耐强酸、强碱和高温材质，连接管路包括进液管路16、进水管路 18、进气管路17、排气管路13、出液管路12 ;其中所述进液管路16为吸附塔提供液体介质， 进水管路18与上接口 2和下接口 27连接，可对吸附塔进行正洗和反洗操作，进气管路17 连接上接口 2和下接口 27,可对树脂进行正吹和反吹操作，排气管路13连接上接口 2,用于 吸附塔的泄压操作，出液管路12连接下接口 27,并分支为回收液管路40和废液管路41，回 收液管路40安装有线检测装置44,可对排出液进行分类回收。
[0006] 本发明所述的进液装置45,可通过第一活塞式隔膜栗34的第一进液口 35或第二 进液口 36单独为吸附塔供液；也可通过第二活塞式隔膜栗32的第三进液口 37或第四进液 口 38单独为吸附塔供液；也可通过第一活塞式隔膜栗34的第一进液口 35或第二进液口 36 和第二活塞式隔膜栗32的第三进液口 37或第四进液口 38同时供液，提供溶液包括相同种 类的不同浓度或不同种类的溶液，从而达到梯度进液的目的，进液过程控制流速0~200F/ min〇
[0007] 所述塔体14内表面粘着防腐蚀衬里膜48,防腐蚀衬里膜为乙烯-四氟乙烯共聚物 膜、耐腐蚀性哈拉涂层。连接管路46耐腐蚀材质为聚丙烯、聚乙烯、增强高密度聚乙烯。所 述进水管路18与上接口 2和下接口 27连接，对吸附塔进行正洗和反洗操作，正洗流速可控 0~7t/h，反洗流速可控0~5t/h。所述的进气管路17,可对树脂进行正吹和反吹操作，树 脂再生过程中，正吹操作可快速将塔内的液体排出塔外，在树脂再生中起重要作用；反吹操 作可将黏在一起的树脂吹散开，使其与树脂再生溶液有较大的接触面积，有利于树脂清洗， 反吹时间一般控制在10~60min。
[0008] 本发明进一步公开了一种耐腐蚀的多功能吸附塔进行氨基酸精制、分离和浓缩的 方法，其特征在于按如下步骤进行： (1) 平衡：将〇. 1~3M平衡液（100~3000kg)通过进液装置输送入吸附塔内，栗速控 制在20~200F/min，开排液阀20,将废液由废液管路41排出塔外； (2) 上样：将总氮量为0~50000g的上样液通过进液装置输送至吸附塔内，栗速控制 在20~200F/min，并监测出口溶液pH值和电导率值的变化； (3 )洗净：将50-4000kg洗净液通过进液装置输送入吸附塔内，栗速控制在20~200F/ min，开排液阀，并将塔内溶液经废液管路排出塔外； (4)洗脱：将配制的一种或多种洗脱液100~4000kg通过进液装置输送至吸附塔内， 进行洗脱，栗速控制在20~200F/min，开排液阀，将塔内溶液经回收液管路排出塔外，并监 测出口溶液pH值和电导率值的变化；分段接收回收液。
[0009] (5)再生：将配制的100~3000kg树脂再生溶液，通过进液装置输送至吸附塔内， 栗速控制在20-200F/min，开排液阀，废液经废液管路排出塔外； (6)反吹：开气体阀门，通过进气管路将气体经下接口输送至吸附塔内，维持压力在 0~0. 3MPa，反吹5~60min，打开排气阀门，使塔内气体由排气管路排出。
[0010] (7)水洗：分为正洗和反向冲洗，正洗：打开工艺用水阀门，通过进水管路将工艺 用水经上接口输送至吸附塔内，工艺用水水压控制在0~0. 3MPa，流速控制在0~7t/h，清 洗1~10h，开排液阀，并将废液经废液管路排出；反洗：打开工艺用水阀门，通过进水管路 将工艺用水经下接口输送至吸附塔内，水压控制在0~0. 3MPa，流速控制在0~5t/h，清洗 1~10h，开排液阀，并将废液经废液管路排出。所述的上样液为氨基酸混合物，来源于生化 合成、蛋白质水解溶液和生物转化的产物；蛋白质水解溶液又包括蛋白质的酸解、碱解、氧 化水解或酶解溶液。所述的气体是压缩空气、氮气惰性气体；上样液、平衡液、洗脱液和树脂 再生溶液均不含有机溶媒；所述洗脱液为含钠离子溶液、硫酸铵溶液。
[0011] 本发明更进一步公开了耐腐蚀的多功能吸附塔进行氨基酸精制、分离和浓缩的方 法，在提高氨基酸纯度、浓度方面的应用。本发明具有功能齐全、操作简单、性能稳定、在线 监测等优点，可对蛋白质水解产物进行有效的精制、分离和浓缩，满足医药、食品工业生产 中对天然氨基酸的精度和浓度等要求。