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      一種從含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中提取1,5-戊二胺的方法與流程

      文檔序號(hào):11539342閱讀:393來(lái)源:國(guó)知局
      一種從含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中提取1,5-戊二胺的方法與流程

      本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品分離、純化領(lǐng)域,具體涉及一種從含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中提取1,5-戊二胺的方法。



      背景技術(shù):

      戊二胺(即1,5-戊二胺、1,5-二氨基戊烷、尸胺等)是一種重要的聚合物單體。從1,5-戊二胺出發(fā),可以合成系列聚酰胺,如聚酰胺56、聚酰胺510等,或聚酯酰胺等產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于紡織、電子電器、機(jī)械設(shè)備、汽車等領(lǐng)域。

      1,5-戊二胺的生產(chǎn)和純化專利,可以列舉以下的報(bào)道:

      在專利cn101981202a中,通過(guò)直接發(fā)酵生產(chǎn)戊二胺。發(fā)酵液在103℃下,回流5小時(shí),裂解發(fā)酵液中的副產(chǎn)物,之后用丁醇多次萃取,蒸發(fā)有機(jī)溶劑得到戊二胺產(chǎn)品。在采用有機(jī)溶劑萃取戊二胺的工藝中,因戊二胺特性的影響,常用極性有機(jī)溶劑萃取。此類工藝中利用氯仿或丁醇等有機(jī)溶劑,在萃取過(guò)程中不可避免會(huì)有溶劑揮發(fā),造成環(huán)境污染,并且必須有后續(xù)的溶劑回收步驟,增加了提取成本。

      在專利cn200980121108中,戊二胺酶反應(yīng)液用uf12000分子量的有機(jī)膜處理,以降低反應(yīng)液中三官能團(tuán)有機(jī)物。處理后的戊二胺溶液加熱到100℃以上分解戊二胺碳酸鹽,然后蒸餾戊二胺得到產(chǎn)品。碳酸鹽的分解需要較高的溫度和長(zhǎng)時(shí)間加熱,而且不能保證碳酸鹽的全部分解,對(duì)精餾工藝和產(chǎn)品質(zhì)量均會(huì)造成影響。此方法僅適用于從戊二胺碳酸鹽中分離1,5-戊二胺,適用性非常受限制。

      專利cn101970393a采用加液態(tài)堿并納濾的方式代替萃取,以提高戊二胺的回收率。但納濾的使用不適用有大量固態(tài)雜質(zhì)存在的情況,當(dāng)體系中含有大量菌體、無(wú)機(jī)鹽沉淀等固體雜質(zhì)或大分子雜質(zhì)存在的情況下,如果使用納濾,則必須在納濾之前先經(jīng)過(guò)微濾甚至超濾進(jìn)行預(yù)過(guò)濾,否則納濾通量很低而且容易被堵塞,耗時(shí)耗能,并損壞納濾膜的使用壽命。而且,該方法基 本上只適用于添加溶解性堿或堿溶液的情形。若使用氫氧化鈉或氫氧化鉀置換戊二胺鹽,最終的溶液體系中存在大量硫酸鈉或氯化鈉、硫酸鉀等鹽,在后期蒸餾中析出會(huì)影響戊二胺的蒸發(fā)收率。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      為克服現(xiàn)有戊二胺純化、提取工藝中存在的工藝復(fù)雜、成本高昂、回收率較低的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種從含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中提取1,5-戊二胺的方法。

      本發(fā)明提供的從含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中提取1,5-戊二胺的方法,包括以下步驟:

      s1:向所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中加入堿性物質(zhì)以形成含有游離態(tài)1,5-戊二胺的溶液體系;

      s2:將步驟s1所得的溶液體系在真空刮板干燥裝置中進(jìn)行蒸餾/蒸發(fā),所述蒸餾/蒸發(fā)的真空度為-0.15~-0.05mpa,溫度為120~250℃。

      本發(fā)明提供的方法中,所述蒸餾/蒸發(fā)的真空度優(yōu)選-0.12~-0.05mpa,更優(yōu)選為-0.095~-0.09mpa;和/或,所述蒸餾/蒸發(fā)的溫度優(yōu)選150~230℃,更優(yōu)選為170~210℃,進(jìn)一步優(yōu)選為190~200℃。

      本發(fā)明提供的方法中,所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中包含1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、鹽酸鹽和二羧酸鹽中的一種或多種;所述1,5-戊二胺鹽在所述溶液體系中的濃度范圍優(yōu)選為5wt%~35wt%,更優(yōu)選為20wt%~30wt%。

      本發(fā)明提供的方法中,所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中包含1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽中的一種或多種,其摩爾量不低于所述溶液體系中1,5-戊二胺鹽總摩爾量的70%,優(yōu)選為不低于75%,更優(yōu)選為不低于80%,進(jìn)一步優(yōu)選為不低于85%,最優(yōu)選不低于90%。上述摩爾量表示:當(dāng)所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中含有單一的1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽中的任一種時(shí),這單一的1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽中的一種占所述溶液體系中1,5-戊二胺鹽總摩爾量的比值;或者表示,含有當(dāng)所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中含有1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽中的兩種或兩種以上時(shí),1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽的和占所 述溶液體系中1,5-戊二胺鹽總摩爾量的比值。

      本發(fā)明提供的方法中,所述堿性物質(zhì)優(yōu)選包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣和氧化鎂中的一種或多種。所述堿性物質(zhì)的用量為能夠使所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中的1,5-戊二胺完全形成游離態(tài)的最小用量的1~1.5倍,優(yōu)選為1~1.2倍,更優(yōu)選為1~1.1倍,其中,一價(jià)陽(yáng)離子堿性物質(zhì)與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為(2~3):1,優(yōu)選為(2~2.4):1,更優(yōu)選為(2~2.2):1;二價(jià)陽(yáng)離子堿性物質(zhì)與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為(1~1.5):1,優(yōu)選為(1~1.2):1,更優(yōu)選為(1~1.1):1。

      本發(fā)明提供的方法中,當(dāng)所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中包括1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽中的一種或多種時(shí),所述堿性物質(zhì)相應(yīng)包括氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣和氧化鎂的一種或多種。

      本發(fā)明提供的方法中,步驟s1中,加入所述堿性物質(zhì)時(shí)的溫度優(yōu)選為20~90℃,更優(yōu)選為20~65℃,再優(yōu)選為25~45℃,進(jìn)一步優(yōu)選為30~40℃。

      本發(fā)明提供的方法中,所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系優(yōu)選為含1,5-戊二胺鹽的水溶液、1,5-戊二胺酶轉(zhuǎn)化液或1,5-戊二胺發(fā)酵液。

      本發(fā)明提供的方法中,所述步驟s2之前還包括將步驟s1所得的溶液體系進(jìn)行濃縮的步驟。

      本發(fā)明提供的方法中,在所述步驟s1之前優(yōu)選還包括除菌和/或脫色的預(yù)處理步驟。

      本發(fā)明提供的方法中,所述真空刮板干燥裝置的轉(zhuǎn)速優(yōu)選0.05~15rpm,再優(yōu)選為0.1~10rpm,更優(yōu)選為0.2~5rpm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~1rpm。

      本發(fā)明提供的方法中,所述真空刮板干燥裝置的進(jìn)料速度優(yōu)選5~50kg/m2/h,更優(yōu)選為10~40kg/m2/h,再優(yōu)選為18~30kg/m2/h。

      本發(fā)明提供的方法中,所述真空刮板干燥裝置上所附薄層的厚度優(yōu)選0.4~2mm,更優(yōu)選為0.5~1.5mm,再優(yōu)選為0.8~1mm。

      本發(fā)明提供的方法中,所述真空刮板干燥裝置包括真空裝置、設(shè)置于所述真空裝置之中的轉(zhuǎn)鼓筒體、料液盤、刮刀,和設(shè)置于所述刮刀下方的料渣收集裝置,所述轉(zhuǎn)鼓筒體通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),位于所述料液盤中的步驟s1所得的溶液體系與所述轉(zhuǎn)鼓筒體接觸后形成薄層,經(jīng)s2步驟,再由所述刮刀將料渣刮下,并經(jīng)所述料渣收集裝置收集和排出。

      本發(fā)明提供的方法中,所述料渣收集裝置優(yōu)選包括料渣漏斗以及料渣收集斗,所述料渣收集斗上設(shè)置有用于控制料渣進(jìn)入以及排出的入口閥和出口閥,以及用于通入空氣的壓力調(diào)節(jié)閥和用于抽真空的真空調(diào)節(jié)閥。

      本發(fā)明提供的方法中,所述轉(zhuǎn)鼓筒體優(yōu)選包括內(nèi)筒和外筒,所述內(nèi)筒與外筒之間設(shè)置有用于導(dǎo)流加熱介質(zhì)的導(dǎo)流板。

      本發(fā)明提供的方法中,所述導(dǎo)流板優(yōu)選呈螺旋狀分布。

      本發(fā)明提供的方法中,所述真空裝置內(nèi)優(yōu)選還設(shè)置有攪拌裝置,用于攪拌所述料液盤中的溶液體系,其與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接通過(guò)所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)。

      本發(fā)明提供的方法中,所述轉(zhuǎn)鼓筒體的長(zhǎng)徑比優(yōu)選0.6~2.6,更優(yōu)選為0.8~2,再優(yōu)選為1.0~1.5。

      目前的1,5-戊二胺生產(chǎn)中,形成的中間產(chǎn)物戊二胺鹽成分具有多樣性(常見(jiàn)有硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、鹽酸鹽、二羧酸鹽等),當(dāng)加入堿性物質(zhì)制備游離的戊二胺時(shí),由于鹽的種類復(fù)雜,也帶來(lái)了各種難以處理的情形。

      例如,當(dāng)戊二胺鹽多為鹽酸鹽、羧酸鹽時(shí),加入氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿時(shí)產(chǎn)生易溶的無(wú)機(jī)鹽,對(duì)后續(xù)蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程影響較小,但當(dāng)戊二胺鹽中含有硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽時(shí),現(xiàn)有技術(shù)也是多采用加入氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿,但是在后續(xù)蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程中容易產(chǎn)生無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶,影響蒸餾/蒸發(fā)效果以及戊二胺收率,而當(dāng)采用氫氧化鈣、氫氧化鎂等堿時(shí),現(xiàn)有技術(shù)則普遍認(rèn)為其難以與戊二胺鹽反應(yīng)完全,而且也會(huì)產(chǎn)生大量無(wú)機(jī)鹽沉淀。除去無(wú)機(jī)鹽的影響,含1,5-戊二胺鹽的溶液體系本身的成分也具備復(fù)雜性,其中包括大量的菌體、發(fā)酵或生物轉(zhuǎn)化過(guò)程殘留的蛋白、糖、色素等有機(jī)雜質(zhì)?;谇笆銮闆r,在后續(xù)的蒸餾/蒸發(fā)步驟中如采用常規(guī)的蒸餾釜進(jìn)行,蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程中水分蒸發(fā)后會(huì)形成粘稠狀的釜底液,粘稠的釜底液會(huì)嚴(yán)重影響攪拌和傳熱傳質(zhì)效率,釜底液中也會(huì)夾帶部分1,5-戊二胺,造成最終的蒸餾/蒸發(fā)收率較低,蒸餾/蒸發(fā)后廢棄物也非常難處理,在工業(yè)上會(huì)極大增加制造成本和環(huán)境壓力。

      針對(duì)戊二胺蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程的這些情況,現(xiàn)有的應(yīng)對(duì)技術(shù)多是選擇強(qiáng)堿作為堿性物質(zhì)與戊二胺鹽反應(yīng),并增加諸如過(guò)濾等固液分離處理步驟,以減輕 體系中的固態(tài)物對(duì)于蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程的影響。但是,并沒(méi)有從蒸發(fā)設(shè)備著手的解決方案,仍然局限于常規(guī)的蒸餾/蒸發(fā)設(shè)備,戊二胺的收率難以達(dá)到理想的狀態(tài)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在戊二胺的蒸發(fā)過(guò)程中,常規(guī)技術(shù)使用的蒸發(fā)釜在傳熱、蒸發(fā)方式等方面存在嚴(yán)重缺陷,常規(guī)的蒸發(fā)釜為將待蒸發(fā)的溶液體系置于其中,并對(duì)其整體進(jìn)行加熱以蒸發(fā)戊二胺,由于待蒸發(fā)的溶液體系較多,加之其中存在固態(tài)物,容易導(dǎo)致熱量無(wú)法傳遞到溶液體系內(nèi)部,從而減少了戊二胺的蒸發(fā),還容易使溶液體系中的固態(tài)物產(chǎn)生結(jié)塊,游離的戊二胺被包裹于其中,嚴(yán)重影響了最終收率,因此,在工業(yè)化的戊二胺生產(chǎn)過(guò)程中,這些都是制約戊二胺蒸發(fā)效率的重要因素。真空刮板干燥裝置是通過(guò)蒸發(fā)水分或溶劑得到干燥的產(chǎn)品,在蒸發(fā)過(guò)程中,待蒸發(fā)的物質(zhì)在加熱滾筒壁上形成薄層,加熱徹底,不容易產(chǎn)生粘稠狀或塊狀物質(zhì),可適用于戊二胺溶液體系的復(fù)雜成分,與常規(guī)用途不同,用于戊二胺提取時(shí)需收集排出的氣體,冷卻后即可得到含戊二胺的水溶液。蒸發(fā)后產(chǎn)生的料渣為松散狀,易于排出并易于進(jìn)行工業(yè)廢物處理。

      本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),采用真空刮板干燥裝置作為蒸餾/蒸發(fā)設(shè)備可進(jìn)一步簡(jiǎn)化整個(gè)戊二胺的提取工藝。如前所述,當(dāng)戊二胺鹽中含有較多的硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽等鹽時(shí),多選擇添加諸如氫氧化鈉的強(qiáng)堿與之反應(yīng),因?yàn)橥ǔUJ(rèn)為添加弱堿或難溶性堿難以使戊二胺鹽反應(yīng)完全,體系中殘留的固體堿以及生成的難溶性無(wú)機(jī)鹽沉淀等固態(tài)物會(huì)影響戊二胺的收率。在這樣的技術(shù)觀念下,現(xiàn)有技術(shù)在堿的選擇上多采用加入可溶性堿如氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液或難溶性堿的稀溶液等以避免戊二胺鹽的轉(zhuǎn)化過(guò)程有固體生成,或者在加堿反應(yīng)后強(qiáng)化固液分離工藝,以避免固態(tài)沉淀對(duì)蒸發(fā)過(guò)程的影響。但是,本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),與現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)識(shí)不同,加入難溶性堿如氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鎂等,使其在溶液體系中生成難溶性的無(wú)機(jī)鹽沉淀,沉淀的生成促使了上述難溶性堿在溶液中的持續(xù)溶解過(guò)程,從而可使戊二胺鹽持續(xù)地、穩(wěn)定地向戊二胺轉(zhuǎn)化,反而大大提高了戊二胺的轉(zhuǎn)化率,同時(shí)當(dāng)采用真空刮板干燥裝置作為蒸餾/蒸發(fā)設(shè)備時(shí),即使溶液體系中有菌體等固態(tài)雜質(zhì)或有固態(tài)無(wú)機(jī)鹽沉淀物存在的情況下,本發(fā)明的提取方法也能夠得到理想收率的戊二胺,而且在蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行過(guò)濾等固液分離步驟,因此不難得出,本發(fā)明的提取方法適用性廣、且可簡(jiǎn)化整個(gè)提取工藝。

      本發(fā)明的提取方法可針對(duì)1,5-戊二胺的各種鹽類型,而且適用添加各種堿性物質(zhì),適用性更強(qiáng)、更具成本競(jìng)爭(zhēng)力,采用真空刮板干燥裝置作為蒸發(fā)設(shè)備,極大提高了戊二胺的最終收率,固態(tài)物不會(huì)對(duì)蒸餾/蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生影響,加入堿性物質(zhì)后無(wú)需固液分離直接進(jìn)行蒸發(fā),簡(jiǎn)化了工藝步驟。總而言之,本發(fā)明提供的提取方法實(shí)用性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便,可明顯降低整個(gè)工藝流程原料成本和操作成本,并可得到理想的1,5-戊二胺的回收率。

      附圖說(shuō)明

      圖1為本發(fā)明的真空刮板干燥裝置的真空裝置及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖;

      圖2為本發(fā)明的真空刮板干燥裝置的料渣收集裝置的示意圖;

      圖3為本發(fā)明的真空刮板干燥裝置真空裝置內(nèi)的部分結(jié)構(gòu)的示意圖;

      其中,附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:1、轉(zhuǎn)鼓筒體;101、內(nèi)筒;102、外筒;103、導(dǎo)流板;2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸;3、料液盤;4、刮刀;5、真空裝置;501、氣體出口;6、動(dòng)力裝置;7、料渣收集裝置;701、料渣漏斗;702、料渣收集斗;703、料渣通道;704、入口閥;705、出口閥;706、真空調(diào)節(jié)閥;707、壓力調(diào)節(jié)閥;8、攪拌裝置;801、攪拌器;802、攪拌齒鼓;803、攪拌齒輪。

      具體實(shí)施方式

      本發(fā)明提供了一種從含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中提取1,5-戊二胺的方法,該方法包括以下步驟:

      s1:向所述含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中加入堿性物質(zhì)以形成含有游離態(tài)1,5-戊二胺的溶液體系;

      s2:將步驟s1所得的溶液體系在真空刮板干燥裝置中進(jìn)行蒸餾/蒸發(fā),所述蒸餾/蒸發(fā)的真空度為-0.15~-0.05mpa,溫度為120~250℃。

      目前,工業(yè)上制備1,5-戊二胺多采用生物法,因此在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,含1,5-戊二胺鹽的溶液體系可以為生物發(fā)酵法生產(chǎn)的含1,5-戊二胺鹽的發(fā)酵液,或酶轉(zhuǎn)化液或賴氨酸鹽在賴氨酸脫羧酶(ldc)的作用下,反應(yīng)得到的戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液,或也可以為含有1,5-戊二胺鹽的水溶液。工業(yè)上戊二胺鹽溶液的獲得一般通過(guò)發(fā)酵或酶轉(zhuǎn)化工藝得到。在發(fā)酵或酶轉(zhuǎn)化結(jié)束時(shí),水溶液ph一般接近中性,戊二胺以鹽的形式存在于水溶液中。本發(fā)明所述的酶轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液可以是含 有菌體的未經(jīng)任何處理的原液,本發(fā)明對(duì)發(fā)酵液或酶轉(zhuǎn)化液沒(méi)有特別要求。本發(fā)明的技術(shù)效果之一在于能處理含有大量可溶/不可溶雜質(zhì)的發(fā)酵/酶轉(zhuǎn)化原液,可省略傳統(tǒng)工藝上的除菌除雜等分離前步驟,但這并不限制含有1,5-戊二胺的溶液只能為發(fā)酵/酶轉(zhuǎn)化原液,可以推斷不含有/部分含有可溶/不可溶雜質(zhì)的1,5-戊二胺溶液體系當(dāng)然也不會(huì)影響本發(fā)明的效果,因此含有1,5-戊二胺的溶液體系也可以是進(jìn)一步處理后得到的溶液體系(統(tǒng)稱處理液),如用陶瓷膜或超濾膜過(guò)濾菌體和蛋白等大分子物質(zhì)后得到的澄清溶液,或簡(jiǎn)單過(guò)濾得到的溶液,或離心得到的清液,或用活性炭脫色除雜后得到的溶液、或者也可以是戊二胺溶于水形成的戊二胺水溶液。在這些過(guò)程中,不溶性雜質(zhì)或可溶性雜質(zhì)可被去除掉,1,5-戊二胺鹽得以保留在溶液體系之中。此外,酶轉(zhuǎn)化液或發(fā)酵液,或處理后的處理液還可以進(jìn)一步濃縮,濃縮的方法可以采用任一適用的現(xiàn)有技術(shù),例如蒸發(fā)、常壓蒸餾、減壓蒸餾、反滲透等。即,所述的含1,5-戊二胺鹽的溶液體系為含有1,5-戊二胺的無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽水溶液的混合體系,可以為純?nèi)芤后w系,亦可包含固體的微生物或化合物雜質(zhì)等,不會(huì)對(duì)本發(fā)明的提取方法產(chǎn)生影響。

      具體來(lái)說(shuō),本發(fā)明所述的含1,5-戊二胺鹽的溶液體系是指賴氨酸鹽溶液在賴氨酸脫羧酶(ldc)的作用下,反應(yīng)得到的戊二胺鹽溶液;或直接發(fā)酵得到的戊二胺鹽溶液。本發(fā)明對(duì)戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液或直接發(fā)酵制備戊二胺的具體制備方法沒(méi)有特別限定,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)決定選擇具體的原料,確定具體的酶轉(zhuǎn)化過(guò)程的工藝參數(shù),從而得到含1,5-戊二胺鹽的溶液體系。

      其中,所述用于酶轉(zhuǎn)化生產(chǎn)戊二胺的賴氨酸鹽可以為賴氨酸的無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)鹽,如市場(chǎng)上銷售的賴氨酸鹽酸鹽、賴氨酸硫酸鹽等商品,溶解在水中生成的賴氨酸鹽溶液。又如生物發(fā)酵生產(chǎn)的賴氨酸鹽酸鹽、賴氨酸硫酸鹽成品或發(fā)酵液,溶解在水中生成的賴氨酸鹽溶液。在工業(yè)大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸過(guò)程中,培養(yǎng)基采用硫酸銨作為氮源之一,因此發(fā)酵液中含有大量的硫酸根,發(fā)酵液也可作為賴氨酸鹽溶液使用。賴氨酸發(fā)酵液可以直接采用發(fā)酵原液,也可將其進(jìn)一步除雜得到的經(jīng)預(yù)處理的發(fā)酵液,如通過(guò)離心、過(guò)濾、或膜過(guò)濾等處理去除菌體以后得到的發(fā)酵 清液,或?qū)①嚢彼岚l(fā)酵液加如活性炭脫色,過(guò)濾得到經(jīng)脫色的賴氨酸鹽溶液。

      上述賴氨酸脫羧酶是指能作用于賴氨酸或鹽生成1,5-戊二胺的酶。賴氨酸脫羧酶可以是賴氨酸脫羧酶的發(fā)酵液,或通過(guò)離心或過(guò)濾或其他技術(shù)手段得到的脫羧酶細(xì)胞,或破碎的細(xì)胞,或發(fā)酵液濾除細(xì)胞后得到的發(fā)酵液清液,或精制酶。也可以是兩種以上酶的混合物。產(chǎn)生賴氨酸脫羧酶的微生物可以是野生菌株,也可以是誘變菌株,也可以是經(jīng)過(guò)基因重組的菌株。

      本發(fā)明對(duì)賴氨酸脫羧反應(yīng)的工藝沒(méi)有特別的限制,可采用現(xiàn)有任一的酶轉(zhuǎn)化技術(shù),或在現(xiàn)有技術(shù)上由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員作出簡(jiǎn)單的改進(jìn)。

      例如,朱婧(“微生物轉(zhuǎn)化l-賴氨酸為尸胺的研究”,碩士論文,天津科技大學(xué),2009年3月)提出了以下四種方法:

      (1)、直接反應(yīng):將賴氨酸鹽酸鹽直接添加到賴氨酸脫羧酶發(fā)酵液中至到底物濃度為0.05mol/kg,反應(yīng)2h,摩爾轉(zhuǎn)化率36.05%。

      (2)、緩沖體系酶反應(yīng):用0.6n乙酸緩沖液緩沖反應(yīng)體系ph變化,賴氨酸鹽酸鹽在緩沖溶液中的終濃度為0.22mol/kg,反應(yīng)2h,摩爾轉(zhuǎn)化率81.30%。

      (3)、控ph酶反應(yīng):強(qiáng)酸控制反應(yīng)ph5-6,酶反應(yīng)體系中賴氨酸鹽酸鹽濃度0.22mol/kg,反應(yīng)2h,摩爾轉(zhuǎn)化率94.97%。

      (4)、控ph分批酶反應(yīng):強(qiáng)酸控制反應(yīng)ph5-6,反應(yīng)體系中初始賴氨酸鹽酸鹽濃度0.22mol/kg,反應(yīng)一定時(shí)間不斷原位分離產(chǎn)物和酶,終轉(zhuǎn)化底物0.87mol/kg,尸胺收率為94.61%。

      又如,中國(guó)專利cn102782146a公開(kāi)了酶轉(zhuǎn)化前對(duì)表達(dá)賴氨酸脫羧酶的微生物進(jìn)行冷凍融解、熱處理、賴氨酸鹽等方式處理,以提高效率。日本專利文獻(xiàn)jp20050147171公開(kāi)了以賴氨酸碳酸鹽水溶液作為底物來(lái)進(jìn)行酶催化,并以二氧化碳調(diào)節(jié)ph。

      又如,申請(qǐng)?zhí)枮閦l201410004636.3的中國(guó)專利公開(kāi)了以賴氨酸發(fā)酵液進(jìn)行脫羧反應(yīng)制備1,5-戊二胺。

      在賴氨酸脫羧反應(yīng)中,可以根據(jù)需要額外添加其他成分,如無(wú)機(jī)鹽、維生素、或其他有助于酶反應(yīng)過(guò)程的任何添加劑。

      在賴氨酸脫羧反應(yīng)中,反應(yīng)溫度一般在20℃以上、60℃以下。

      本發(fā)明所述的戊二胺鹽發(fā)酵液是指通過(guò)基因技術(shù),在能夠生成賴氨酸的菌株中上調(diào)賴氨酸脫羧酶的表達(dá),或重組表達(dá)賴氨酸脫羧酶可以在發(fā)酵過(guò)程中使產(chǎn)生的賴氨酸同步轉(zhuǎn)化為戊二胺,由此直接得到含戊二胺鹽的發(fā)酵液。本發(fā)明對(duì)重組菌沒(méi)有特別的要求,只要能得到戊二胺即可。例如,“一步法生產(chǎn)1,5-戊二胺谷氨酸棒桿菌基因工程菌的構(gòu)建”(牛濤等,中國(guó)生物工程雜志,2010,30(8):93-99)公開(kāi)了一株以蜂房哈夫尼菌(hafniaalvei)基因組為模板,通過(guò)pcr擴(kuò)增,得到賴氨酸脫羧酶基因ldc,并以大腸桿菌(escherichiacoli)/谷氨酸棒桿菌(corynebacteriumglutamicum)穿梭質(zhì)粒為載體,將擴(kuò)增得到的目的基因片段克隆至谷氨酸棒桿菌,獲得的重組菌株。又如,pct/cn2015/094121公開(kāi)了發(fā)酵法直接生產(chǎn)1,5-戊二胺的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道如何根據(jù)具體的重組菌優(yōu)化培養(yǎng)基的組分、比例和發(fā)酵工藝參數(shù)。戊二胺鹽發(fā)酵液可以是直接得到的發(fā)酵原液,也可以是發(fā)酵原液除雜后的處理液,包括但不限于,去除菌體、去除色素等后的發(fā)酵液,此外,戊二胺鹽發(fā)酵液還可以是發(fā)酵原液或處理液濃縮后的濃縮液。具體的除雜、濃縮的方法可采用任何適用的現(xiàn)有技術(shù)。

      本發(fā)明提供的方法中,首先加入堿性物質(zhì)與戊二胺鹽反應(yīng)得到游離態(tài)的1,5-戊二胺以及無(wú)機(jī)鹽,然后將所得的含有游離態(tài)1,5-戊二胺以及無(wú)機(jī)鹽的溶液體系在真空刮板干燥裝置中,在特定的條件下進(jìn)行蒸餾/蒸發(fā),得到含有戊二胺的水溶液,從而達(dá)到提取戊二胺的目的。

      在本發(fā)明中,所述“蒸餾/蒸發(fā)”的步驟是指將含有游離態(tài)1,5-戊二胺的溶液體系進(jìn)行加熱,蒸發(fā)其中的水以及沸點(diǎn)較低的戊二胺,然后將蒸發(fā)所得的含有戊二胺的水蒸汽進(jìn)行收集,從而得到1,5-戊二胺的水溶液,該操作步驟是本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉或容易獲得的。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,蒸餾/蒸發(fā)的真空度可以為-0.12~-0.05mpa,具體來(lái)說(shuō),蒸餾/蒸發(fā)的真空度可以為-0.05mpa、-0.06mpa、-0.07mpa、-0.08mpa、-0.09mpa、-0.10mpa、-0.11mpa;進(jìn)一步地,真空度優(yōu)選可以為0.07~0.01mpa,更優(yōu)選可以為-0.095~-0.09mpa。所述壓力值均為表壓值。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,蒸餾/蒸發(fā)的溫度可以為125~250℃,具體來(lái)說(shuō),蒸餾/蒸發(fā)的溫度可以為125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃。進(jìn)一步優(yōu)選可以為150~230℃,更優(yōu)選可以為170~210℃,最優(yōu)選可以為190~200℃。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,可采用緩慢升溫的方式。

      如前所述,現(xiàn)有技術(shù)中含1,5-戊二胺鹽的溶液體系來(lái)源途徑較多,本發(fā)明的方法適用于所有的1,5-戊二胺鹽種類,包括但不限于常見(jiàn)的硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、鹽酸鹽、二羧酸鹽等等。其中的二羧酸鹽可以為1,5-戊二胺與碳原子數(shù)為2-12的二羧酸形成的鹽,包括但不限于1,5-戊二胺的己二酸鹽等。一般來(lái)說(shuō),1,5-戊二胺鹽在溶液體系中的濃度范圍可以為5wt%~35wt%,優(yōu)選為20wt%~30wt%。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中包含1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽中的一種或多種。當(dāng)1,5-戊二胺鹽為硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽的一種或多種時(shí),按照一般方法采用氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿物質(zhì)與其反應(yīng),在后續(xù)蒸發(fā)處理過(guò)程中由于產(chǎn)生的無(wú)機(jī)鹽容易析出,從而導(dǎo)致戊二胺收率較低,但是采用本發(fā)明的方法時(shí)不會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象,依然能取得理想的戊二胺收率,因此本發(fā)明的方法尤其適用于前述情形。

      在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中包含的1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽的摩爾量不低于所述溶液體系中1,5-戊二胺鹽總摩爾量的70%,優(yōu)選為不低于75%,更優(yōu)選為不低于80%,進(jìn)一步優(yōu)選為不低于85%,最優(yōu)選不低于90%。在含1,5-戊二胺鹽的溶液體系包含大量上述種類的鹽時(shí),本發(fā)明的方法也可以取得較高的戊二胺收率。此處的百分比表示當(dāng)含有單一1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽時(shí),單一1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽占溶液體系中1,5-戊二胺鹽總摩爾量的百分比;或者表示,當(dāng)含有1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽的兩種或三種時(shí),這兩種或三種1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽的總和占1所述溶液體系中1,5-戊二胺鹽總摩爾量的百分比。

      本發(fā)明提供的方法中,適用的堿性物質(zhì)可以為常見(jiàn)的無(wú)機(jī)堿,可以包括強(qiáng)堿性的氫氧化鈉、氫氧化鉀等,也可以包括難溶性的氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣、氧化鎂等,在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,適用于本發(fā)明的堿性物質(zhì)包括但不限于氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣、氧化鎂等。

      現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)識(shí)中,堿性物質(zhì)通常使用強(qiáng)堿性的氫氧化鈉、氫氧化鉀等,而當(dāng)使用弱堿或難溶性堿時(shí),通常認(rèn)為由于戊二胺的堿性較強(qiáng),添加弱堿或難溶性堿難以使戊二胺鹽反應(yīng)完全,體系中殘留的固體堿以及生成的難溶性無(wú)機(jī)鹽沉淀等固體雜質(zhì)會(huì)影響戊二胺的收率。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),針對(duì)戊二胺的硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽等類型,與現(xiàn)有技術(shù)觀念不同,加入難溶性堿如氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鎂等,使其在溶液體系中生成難溶性的無(wú)機(jī)鹽沉淀,沉淀的生成促使了上述難溶性堿在溶液中的持續(xù)溶解過(guò)程,從而可使戊二胺鹽持續(xù)地、穩(wěn)定地向戊二胺轉(zhuǎn)化,大大提高了戊二胺的轉(zhuǎn)化率,而且難溶性堿還能明顯降低制造成本。基于此,在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,當(dāng)含1,5-戊二胺鹽的溶液體系中包含1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽中的一種或多種時(shí),堿性物質(zhì)相應(yīng)包含氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣、氧化鎂的一種或多種與之反應(yīng)。

      本發(fā)明中使用的堿性物質(zhì),其純度與原料的來(lái)源有關(guān)系,只要雜質(zhì)中不含有影響戊二胺產(chǎn)品質(zhì)量的成分,均可用于本發(fā)明。在一些實(shí)施例中,堿性物質(zhì)中可以包含不與戊二胺鹽反應(yīng)的其他物質(zhì)。例如氧化鈣中的碳酸鈣雜質(zhì),碳酸鈣作為氧化鈣生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì),存在于工業(yè)氧化鈣產(chǎn)品中,但它不影響本發(fā)明中的反應(yīng)。

      在本發(fā)明中,堿性物質(zhì)的添加方式?jīng)]有特別限制,可以是一次投入,也可以是分批投入,還可以是將堿性物質(zhì)混合物的各組分分別投入,或是先將混合物混合完畢后一次加入。優(yōu)選地,氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿性物質(zhì)可以質(zhì)量百分比濃度為10~50%的水溶液形式加入。投入時(shí)的堿性物質(zhì)可以采用單一種類,也可采用兩種或以上的混合物。

      一般來(lái)說(shuō),可根據(jù)溶液中1,5-戊二胺鹽的量來(lái)確定加堿性物質(zhì)的添加量。堿性物質(zhì)可以適當(dāng)超過(guò)所需的理論量,以確保反應(yīng)完全。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,堿性物質(zhì)的用量為:能夠使含1,5-戊 二胺鹽的溶液體系中的戊二胺完全形成游離態(tài)的最小用量的1~1.5倍,優(yōu)選為1~1.2倍,更優(yōu)選為1~1.1倍。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,一價(jià)陽(yáng)離子堿性物質(zhì)(如氫氧化鈉、氫氧化鉀等)與1,5-戊二胺鹽的摩爾比可以為(2~3):1,優(yōu)選為(2~2.4):1,更優(yōu)選為(2~2.2):1;二價(jià)陽(yáng)離子堿性物質(zhì)(如氫氧化鈣、氫氧化鎂、氧化鈣等)與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為(1~1.5):1,優(yōu)選為(1~1.2):1,更優(yōu)選為(1~1.1):1。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,步驟s1中,加入所述堿性物質(zhì)時(shí)的溫度可以為20~90℃,優(yōu)選為20~65℃,更優(yōu)選為25~45℃,進(jìn)一步優(yōu)選為30~40℃。在一些實(shí)施例中,戊二胺鹽與堿性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)間大于1小時(shí),優(yōu)選大于1.5小時(shí)。

      本發(fā)明中,蒸餾/蒸發(fā)得到的戊二胺水溶液中的戊二胺可與水分離后得到合格的戊二胺產(chǎn)品。所得到的1,5-戊二胺水溶液,可進(jìn)一步通過(guò)常規(guī)的水溶液處理方式得到戊二胺純品,包括但不限于精餾等,也可以直接作為原料參與下游反應(yīng)如聚合反應(yīng)等。在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施例中,蒸餾/蒸發(fā)之前也可先對(duì)步驟s1所得的溶液體系進(jìn)行濃縮。由于水的沸點(diǎn)比戊二胺的沸點(diǎn)低,濃縮的目的是利用較低能效的加熱介質(zhì)進(jìn)行加熱濃縮,以達(dá)到節(jié)能的目的,并可提高蒸餾/蒸發(fā)階段所得戊二胺產(chǎn)品的濃度。對(duì)濃縮的方式和濃縮倍數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行,本發(fā)明中沒(méi)有特別限制。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,步驟s1之前還包括除菌和/或脫色的預(yù)處理步驟。除菌、脫色處理可采用本領(lǐng)域常見(jiàn)的技術(shù)。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,真空刮板干燥裝置的轉(zhuǎn)速可以為0.05~15rpm,優(yōu)選可以為0.1~10rpm,更優(yōu)選可以為0.2~5rpm,進(jìn)一步優(yōu)選可以為0.5~1rpm。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,真空刮板干燥裝置的進(jìn)料速度可以為5~50kg/m2/h,優(yōu)選可以為10~40kg/m2/h,更優(yōu)選可以為18~30kg/m2/h。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,真空刮板干燥裝置的刮膜厚度可以為0.4~2mm,優(yōu)選可以為0.5~1.5mm,更優(yōu)選可以為0.8~1mm。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,真空刮板干燥裝置可以為單滾 筒式,也可以為雙滾筒式。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,真空刮板干燥裝置包括真空裝置、設(shè)置于真空裝置之中的轉(zhuǎn)鼓筒體、料液盤、刮刀,和設(shè)置于所述刮刀下方的料渣收集裝置,轉(zhuǎn)鼓筒體通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);位于料液盤中的步驟s1所得的溶液體系在轉(zhuǎn)鼓筒體上形成薄層,經(jīng)s2步驟,再由所述刮刀將料渣刮下,并經(jīng)所述料渣收集裝置收集和排出。

      如圖1、2、3所示,以單滾筒式為例,本發(fā)明的真空刮板干燥裝置包括:真空裝置5、轉(zhuǎn)鼓筒體1、轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、料液盤3、刮刀4,以及料渣收集裝置7,其中,轉(zhuǎn)鼓筒體1、轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、料液盤3以及刮刀4設(shè)置于真空裝置5內(nèi),料渣收集裝置7設(shè)置于刮刀4的下方,用于收集排出的料渣,轉(zhuǎn)鼓筒體1包括同軸的內(nèi)筒101和外筒102,其中含有用于加熱的加熱介質(zhì),真空裝置5上設(shè)置有用于排出氣體的氣體出口501,氣體出口501連接通過(guò)一冷凝裝置連接到戊二胺收集裝置,用于冷凝并收集真空刮板干燥裝置中蒸發(fā)/蒸餾出的戊二胺水蒸汽。真空刮板干燥裝置還包括動(dòng)力裝置6(包括電機(jī)、減速機(jī)、齒輪等)。該真空刮板干燥裝置運(yùn)行時(shí),待蒸發(fā)的料液(即本發(fā)明方法步驟s1所得的含有游離態(tài)的1,5-戊二胺的溶液體系)置于料液盤3中,動(dòng)力裝置6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓筒體1轉(zhuǎn)動(dòng),料液與轉(zhuǎn)鼓筒體1的外筒102筒壁接觸,粘附到轉(zhuǎn)鼓筒體1的哀痛102的筒壁上,同時(shí)料液經(jīng)導(dǎo)流板103中的導(dǎo)流加熱介質(zhì)加熱,沸點(diǎn)較低的戊二胺及水蒸汽被蒸發(fā)并通過(guò)氣體出口501排出真空刮板干燥裝置,再經(jīng)過(guò)外接冷凝器冷凝后,在戊二胺收集裝置中被收集,轉(zhuǎn)鼓筒體1不斷轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)蒸發(fā)/蒸發(fā)后的料渣被刮刀4刮落,落入料渣收集裝置7并由其收集和排出。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,如圖2所示,料渣收集裝置7主要包括料渣漏斗701以及料渣收集斗702,料渣漏斗701位于刮刀4的下方,用于收集刮刀4刮下的料渣,料渣經(jīng)過(guò)料渣通道703,落入料渣收集斗702中,并在其中收集和適時(shí)排出。料渣收集斗702上設(shè)置有控制料渣的進(jìn)入以及排出的入口閥704和出口閥705,除此之外,料渣收集斗702上還設(shè)置有真空調(diào)節(jié)閥706以及壓力調(diào)節(jié)閥707。真空刮板干燥裝置運(yùn)行時(shí),真空裝置5內(nèi)需維持一定的真空度,無(wú)需排卸料渣時(shí),入口閥704處于開(kāi)通狀態(tài),料渣收集斗702收集料渣。當(dāng)料渣收集斗702 中的料渣需要排出時(shí),關(guān)閉入口閥704,并打開(kāi)壓力調(diào)節(jié)閥707,使空氣進(jìn)入到料渣收集斗702中,待其中氣壓恢復(fù)常壓后,開(kāi)啟出口閥705排卸料渣,料渣排出后,關(guān)閉出口閥705,同時(shí)打開(kāi)真空調(diào)節(jié)閥706抽真空,使料渣收集斗702中的氣壓逐漸與料渣通道703中氣壓相同或相近,此時(shí)打開(kāi)入口閥704,繼續(xù)收集料渣,而真空裝置5內(nèi)一直保持持續(xù)工作狀態(tài),料渣漏斗701也可不間斷收集料渣。通過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié)閥706、707的調(diào)節(jié),配合其他結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)真空刮板干燥裝置不間斷運(yùn)行。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)鼓筒體1的內(nèi)筒101和外筒102之間設(shè)置有用于導(dǎo)流加熱介質(zhì)的導(dǎo)流板103。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,導(dǎo)流板呈螺旋狀分布。通常用于真空刮板干燥裝置的加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油,其在轉(zhuǎn)鼓筒體1的內(nèi)筒101和外筒102之間流動(dòng)起到加熱作用,直接決定真空刮板干燥裝置的加熱效果,在其中設(shè)置導(dǎo)流板103,可引導(dǎo)加熱介質(zhì)、尤其是加熱油在內(nèi)筒101和外筒102之間更加均勻地流動(dòng),從而起到更加均勻、穩(wěn)定的加熱效果,也可降低加熱成本。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,如圖1、3所示,真空裝置5內(nèi)還設(shè)置有攪拌裝置8,用于攪拌料液盤3中待蒸餾/蒸發(fā)的料液,攪拌裝置包括攪拌器801、攪拌齒鼓802、以及攪拌齒輪803;攪拌器801位于料液盤3的上方且優(yōu)選平行于料液盤3的底部,用于料液的攪拌,攪拌器801可以為任意類型的攪拌器,例如可以為帶有葉片的攪拌槳等;攪拌齒輪803通過(guò)攪拌齒鼓802與攪拌器801相連,攪拌齒輪803與轉(zhuǎn)動(dòng)軸2連接,動(dòng)力裝置6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸2帶動(dòng)攪拌器801運(yùn)行,如帶動(dòng)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)鼓筒體1的長(zhǎng)徑比可以為0.6~2.6,優(yōu)選可以為0.8~2,更優(yōu)選可以為1.0~1.5。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)鼓筒體1的長(zhǎng)度可以為1.5~5m,優(yōu)選可以為2~2.5m。

      在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式中,刮刀4可以為銅板刮刀,采用多段刀片重疊形式,相鄰刀片之間無(wú)縫對(duì)接;刮刀4通過(guò)機(jī)架設(shè)置于轉(zhuǎn)鼓筒體1上。

      下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,以使本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn) 更清楚。但應(yīng)該指出,本發(fā)明并不僅僅局限于本文中所列出的實(shí)施例。

      如沒(méi)有特別指出,實(shí)施例和比較例所有壓力均為表壓。

      戊二胺或其鹽的純度為氣相色譜歸一化法測(cè)得。戊二胺的檢測(cè)方法采用nmr核磁共振儀檢測(cè)戊二胺的特征吸收峰。

      以下實(shí)施例中提到的戊二胺濃度均是指以戊二胺計(jì)的質(zhì)量濃度。

      實(shí)施例1

      取帶菌體的1,5-戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液(其中,1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為35%,1,5-戊二胺的硫酸鹽含量70%,磷酸鹽的含量10%,百分比為占1,5-戊二胺鹽的摩爾百分比),加入氧化鈣粉末(純度90%以上),氧化鈣與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為1.1:1,在40℃溫度下攪拌2h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中,進(jìn)料速度20kg/m2/h,真空刮板干燥裝置的轉(zhuǎn)速0.8rpm,刮膜厚度1mm,導(dǎo)熱油溫度200℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度-0.09~-0.095mpa、溫度190℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率99.2%。

      實(shí)施例2

      取帶菌體的1,5-戊二胺硫酸鹽酶轉(zhuǎn)化液(其中,1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為30%),加入氧化鈣,氧化鈣與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為1.2:1,在40℃溫度下攪拌1.5h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中,進(jìn)料速度18kg/m2/h,轉(zhuǎn)速2rpm,刮膜厚度0.8mm,導(dǎo)熱油溫度200℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度-0.08mpa、溫度190℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率98.9%。

      實(shí)施例3

      取帶菌體的1,5-戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液,測(cè)定其戊二胺質(zhì)量百分比濃度為20%。在壓力-0.095mpa旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸發(fā),控制水浴溫度90℃,濃縮至1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為15%,加入氫氧化鈣,氫氧化鈣1.05:1,在25℃溫度下攪拌1.5h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中,進(jìn)料速度15kg/m2/h,轉(zhuǎn)速1rpm,刮膜厚度0.6mm,導(dǎo)熱油溫度 180℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度-0.08mpa、溫度170℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率97.5%。

      實(shí)施例4

      取戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液(其中,1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為10%,硫酸根占陰離子總摩爾數(shù)的89%,碳酸根占陰離子總摩爾數(shù)的10%,氯離子占陰離子總摩爾數(shù)的1%),加入氫氧化鈉,氫氧化鈉與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為2.2:1,在25℃溫度下攪拌1.5h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中,進(jìn)料速度15kg/m2/h,轉(zhuǎn)速3.5rpm,刮膜厚度0.5mm,導(dǎo)熱油溫度180℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度0.065mpa、溫度150℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率96.5%。

      實(shí)施例5

      取帶菌體的1,5-戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液的濃縮液(其中,1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為18.5%,1,5-戊二胺的硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽的總量占1,5-戊二胺鹽總摩爾量的95%,其余為1,5-戊二胺的鹽酸鹽),加入氫氧化鎂,氫氧化鎂與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為1.5:1,在65℃溫度下攪拌1h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中,進(jìn)料速度10kg/m2/h,轉(zhuǎn)速0.5rpm,刮膜厚度0.8mm,導(dǎo)熱油溫度200℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度-0.08mpa、溫度150℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率95.8%。

      實(shí)施例6

      取戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液(其中,1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為13%,硫酸根占陰離子總摩爾數(shù)的75%,磷酸根占陰離子總摩爾數(shù)的10%,碳酸根占陰離子總摩爾數(shù)的10%,氯離子占陰離子總摩爾數(shù)的5%),加入氫氧化鈉,氫氧化鈉與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為2.1:1,在35℃溫度下攪拌1.2h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中;進(jìn)料速度 20kg/m2/h,真空刮板干燥裝置的轉(zhuǎn)速0.8rpm,刮膜厚度1.0mm,導(dǎo)熱油溫度200℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度-0.085mpa、溫度160℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率94%。

      實(shí)施例7

      取戊二胺鹽酶轉(zhuǎn)化液(其中,1,5-戊二胺鹽的質(zhì)量百分比濃度為18%),加入氫氧化鉀,氫氧化鉀與1,5-戊二胺鹽的摩爾比為2:1,在35℃溫度下攪拌1.2h;然后進(jìn)料至本發(fā)明的真空刮板干燥裝置中;進(jìn)料速度25kg/m2/h,真空刮板干燥裝置的轉(zhuǎn)速1.0rpm,刮膜厚度1.5mm,導(dǎo)熱油溫度220℃;

      在真空刮板干燥裝置中,將前述所得的溶液體系蒸發(fā),所述蒸發(fā)在真空度-0.075mpa、溫度175℃條件下進(jìn)行。

      戊二胺的收率94.8%。

      對(duì)比例1

      600g帶菌體的戊二胺硫酸鹽酶轉(zhuǎn)化液,測(cè)定戊二胺質(zhì)量濃度15.1%。邊攪拌邊緩慢加入76g氫氧化鈉粉末(化學(xué)純),控制溫度在60℃以下,攪拌120分鐘。向混合溶液中加入100g玻璃珠加強(qiáng)攪拌,在壓力-0.095mpa旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸發(fā),逐步提高油浴加熱的溫度到180℃,得到515g含戊二胺11.3%的水溶液。戊二胺的收率64.2%,茄型瓶底析出物粘稠、流動(dòng)性差,壓力放至常壓后不能自行倒出,室溫時(shí)瓶底殘留物結(jié)壁結(jié)塊現(xiàn)象嚴(yán)重。

      對(duì)比例2

      100kg帶菌體的1,5-戊二胺硫酸鹽酶轉(zhuǎn)化液,測(cè)定1,5-戊二胺濃度15.1%。加入25kg氫氧化鈉溶液(質(zhì)量濃度50%),控制溫度在30度,攪拌180分鐘,將混合溶液在壓力-0.095mpa在立式蒸發(fā)釜加熱攪拌蒸發(fā),逐步提高油浴加熱的溫度,從70℃逐漸提高到200℃,水分蒸發(fā)以后,無(wú)機(jī)鹽逐漸析出,釜底液粘稠,攪拌困難,最終得到62.1kg含1,5-戊二胺16.7%的水溶液。1,5-戊二胺的收率48.7%。

      由實(shí)施例以及對(duì)比例可知,本發(fā)明提供的方法1,5-戊二胺的收率高,且 不會(huì)產(chǎn)生難處理的蒸發(fā)廢棄物,可大幅度提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。而且,溶液體系蒸發(fā)之前可無(wú)需過(guò)濾,目標(biāo)產(chǎn)物收率不受影響,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了工藝流程、降低了成本。

      雖然為了說(shuō)明本發(fā)明,已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,在不脫離權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明構(gòu)思和范圍的情況下,可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改、添加和替換。

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