一种高收率制备L-赖氨酸的装置的制作方法

本技术涉及有机酸制备，尤其涉及一种高收率制备l-赖氨酸的装置。

背景技术：

1、l-赖氨酸(l-lysine，下文简称l-lys)，化学名称为2,6-二氨基己酸，分子式为c6h14n2o2，分子量为146.19，是人体必需氨基酸之一。作为蛋白质的基本组成单位，l-赖氨酸是人体自身合成激素、酶及抗体的原料之一，参与到人体新陈代谢和各种生理活动过程中。其作用包括建立肌肉组织，从创伤或受伤恢复愈合；帮助机体组织吸收钙，防止骨质流失；此外，l-赖氨酸对一些特定疾病(如营养不良、乙肝、血栓病等)的治疗也是有益的。近年来，氨基酸衍生品的不断增多、多肽化学的飞速发展，加之l-赖氨酸的独特生理、药理作用，使得市场上对于游离l-赖氨酸的需求日益增加。

2、l-赖氨酸因其自身分子结构内氨基的存在，很容易发黄或变质，并伴有刺激腥味，难以长时保存。而l-赖氨酸盐酸盐相对稳定，不易潮解，便于长时间保存，故目前l-赖氨酸多以l-赖氨酸盐酸盐的形式存在、供应。但在临床医学领域，l-赖氨酸并不能被l-赖氨酸盐酸盐完全替代，因此，l-赖氨酸的制备是非常必要的。

3、游离l-赖氨酸可由l-赖氨酸盐酸盐为原料进行制备。目前国内游离l-赖氨酸的制备工艺多采用强酸性阳离子交换树脂法。该方法通过阳离子树脂上的强酸性基团如磺酸基(-so3h)络合l-赖氨酸根阳离子，然后进行氨水洗脱、真空浓缩、调节ph，即可得到游离l-赖氨酸。此生产工艺中，阳离子树脂需要进行再生处理，该过程中会产生大量废水，且l-赖氨酸回收率低。为此我司开发了一种膜法制备l-赖氨酸的方法（cn202111650487.4），创新性地将双极膜电渗析技术应用到医药生产领域，将l-赖氨酸盐酸盐进行脱氯纯化处理，通过电场力的作用，可以得到纯化的l-赖氨酸溶液；并且本发明使用的电渗析系统为二隔室双极膜电渗析系统，在进行电渗析处理时，不会引入其他离子，从而实现清洁生产，不会产生其他废物，避免了对环境的影响，电渗析装置及离子交换膜无需再生，使用寿命长，l-赖氨酸的收率高。但是该方法制备的装置在进行制备l-赖氨酸时接收室内的氢离子会出现部分反迁作用，使得lys因浓差渗透进入到接收室（即回收酸室）使得料液的损失率高。

技术实现思路

1、因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种l-赖氨酸回收率高、不会产生废水、环境友好、提高料液利用率、降低成本的高收率制备l-赖氨酸的装置。

2、为解决此技术问题，本实用新型采取以下方案：一种高收率制备l-赖氨酸的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将l-赖氨酸盐酸盐水溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得l-赖氨酸水溶液，所述双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极、阳极膜、双极膜、第一阴膜、第二阴膜、阴极膜、阴极；所述双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；从左到右依次划分为交替排列的原液室、接收室和缓冲室，所述原液室的左侧为阳极膜且右侧为双极膜，所述接收室的左侧为双极膜且右侧为第一阴膜，所述缓冲室的左侧为第一阴膜且右侧为第二阴膜。

3、进一步的改进，所述任意两个相邻的膜之间均用隔板隔开，所述阳极和阳极膜之间用隔板隔开，阴极和阴极膜之间用隔板隔开；所述阳极和阳极膜构成阳极室，所述阴极和阴极膜构成阴极室。

4、进一步的改进，所述原液室中的初始溶液为l-赖氨酸盐酸盐水溶液，所述接收室中的初始溶液为纯水，所述缓冲室中的初始溶液为纯水或低浓度盐酸。

5、进一步的改进，还包括超滤机构，所述l-赖氨酸盐酸盐水溶液通过超滤机构进行超滤后送至双极膜电渗析装置进行电渗析处理。

6、进一步的改进，还包括浓缩机构和干燥机构，双极膜电渗析装置制得的l-赖氨酸水溶液送入浓缩机构进行浓缩后再经干燥机构干燥得到l-赖氨酸固体。

7、通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过在双极膜电渗析装置中的原液室和接收室中间增加阴膜，在接收室远离原液室的一侧构造出一个缓冲室，在缓冲室内可通入纯水或者低浓度盐酸，有效地减少了接收室内氢离子的反迁作用，从而增大了处理能力；避免了赖氨酸因浓差渗透进入到接收室，增加了接收室内的回收酸浓度，同时部分lys进入到缓冲室的缓冲液后缓冲液可以用于循环配制原液室的原液溶液用，降低了原液室中料液的损失率，有效地提高l-赖氨酸回收率，不会产生废水、环境友好，实现原液室中料液的利用率，缓冲液可用于制备原液室的料液降低制备成本，可广泛推广应用。

技术特征：

1.一种高收率制备l-赖氨酸的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将l-赖氨酸盐酸盐水溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得l-赖氨酸水溶液，其特征在于：所述双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极、阳极膜、双极膜、第一阴膜、第二阴膜、阴极膜、阴极；所述双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；从左到右依次划分为交替排列的原液室、接收室和缓冲室，所述原液室的左侧为阳极膜且右侧为双极膜，所述接收室的左侧为双极膜且右侧为第一阴膜，所述缓冲室的左侧为第一阴膜且右侧为第二阴膜。

2.根据权利要求1所述的高收率制备l-赖氨酸的装置，其特征在于：所述任意两个相邻的膜之间均用隔板隔开，所述阳极和阳极膜之间用隔板隔开，阴极和阴极膜之间用隔板隔开；所述阳极和阳极膜构成阳极室，所述阴极和阴极膜构成阴极室。

3.根据权利要求1所述的高收率制备l-赖氨酸的装置，其特征在于：所述原液室中的初始溶液为l-赖氨酸盐酸盐水溶液，所述接收室中的初始溶液为纯水，所述缓冲室中的初始溶液为纯水或低浓度盐酸。

4.根据权利要求1所述的高收率制备l-赖氨酸的装置，其特征在于：还包括超滤机构，所述l-赖氨酸盐酸盐水溶液通过超滤机构进行超滤后送至双极膜电渗析装置进行电渗析处理。

5.根据权利要求1所述的高收率制备l-赖氨酸的装置，其特征在于：还包括浓缩机构和干燥机构，双极膜电渗析装置制得的l-赖氨酸水溶液送入浓缩机构进行浓缩后再经干燥机构干燥得到l-赖氨酸固体。

技术总结本技术涉及有机酸制备技术领域，提供一种高收率制备L‑赖氨酸的装置，包括制备箱和设于制备箱内的双极膜电渗析装置，将L‑赖氨酸盐酸盐水溶液送入双极膜电渗析装置进行电渗析处理制得L‑赖氨酸水溶液，所述双极膜电渗析装置包括从左到右依次设置的阳极、阳极膜、双极膜、第一阴膜、第二阴膜、阴极膜、阴极；所述双极膜的阴面朝向阳极且阳面朝向阴极；从左到右依次划分为交替排列的原液室、接收室和缓冲室，所述原液室的左侧为阳极膜且右侧为双极膜，所述接收室的左侧为双极膜且右侧为第一阴膜，所述缓冲室的左侧为第一阴膜且右侧为第二阴膜。本技术解决了现有的L‑赖氨酸的制备时L‑赖氨酸盐酸盐料液的损失率高的问题。技术研发人员：刘芬,刘成飞,张楷祥,周进康,杨朔受保护的技术使用者：福建省延润膜环保科技有限公司技术研发日：20231130技术公布日：2024/7/18