本发明涉及酶工程技术领域，具体是一种连续催化制备d-泛解酸的方法。
背景技术：
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。
技术实现要素：
本发明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。
本发明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2v7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%。
本发明的有益效果是，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发明进一步说明：
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本发明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，本发明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1:1.2，萃余液旋光为0.11；
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96.6%，dl-泛解酸内酯含量3%。
实施例三
如图1所示，本发明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6.5；
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6.5，然后泵入下一个树脂柱，水解液流速控制为1bv/h；第五个树脂柱流出的水解液旋光5.6，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1:1.5，萃余液旋光为0.18；
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95.7%，dl-泛解酸内酯含量3.6%。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
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，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。
5.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s5纳滤温度≤40℃，纳滤液水分为20~30%，纳滤废水套用。
6.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。
7.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s7浓缩真空度＞0.09mpa，初浓温度为30~40℃，终浓温度为60~70℃。
8.根据权利要求4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s3向dl-泛解酸内酯溶液中加入2v7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。
9.根据权利要求5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s5纳滤温度10~30℃，纳滤液水分为25±2%。
技术总结