CN111549089A - 一种酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物发酵工程技术领域，涉及一种酶法生产7‑氨基头孢烷酸的方法。采用多段管道串联酶解。本发明在保证产品7ACA产量和纯度的前提下，酶用量只是现有工艺的1/2，不仅减小了工作难度，更是节约了生产成本。增加树脂对原料脱色除杂处理过程，树脂再生后可以重复使用，重复使用的效果好，原料脱色除杂效果好。
Description
技术领域
本发明属于生物发酵工程技术领域，涉及一种酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法。
背景技术
目前生产7-氨基头孢烷酸的方法是酶解法,传统的酶解法是将一定比例的酰化酶在酶解罐顶的人孔，一袋一袋投入到酶解罐中，酶投放完毕后将人孔密封。然后向酶解罐中注入纯化水3-4次，将酶清洗待用。生产过程中首先将头C（头孢菌素C钠盐）浓缩液在调节罐中加热升温调PH值至达到生产工艺要求，其次将调制好的头C浓缩液用泵打入酶解罐中，使其与7ACA酶充分的搅拌，酶解过程需时刻注意PH值的变化，一个小时待其完全酶解后，将合格的7ACA料液转出。再次将头C浓缩液注入到调节罐中，开始下一轮酶解。随着酶解轮数的增多，酰化酶会衰减失活，这时要工作人员把酰化酶扒出来更换新酶。染菌后，酶活会下降。酶解时间也会相应的加长，以至于生产效率降低，为保证生产效率和进度，不得不频繁更换新酶。
目前这种酶解方法主要存在以下几个方面的问题：
（1）头C浓缩液加热升温不好控制，由于头C在调节罐内高温高PH下很容易降解，并滋生细菌造成损失。
（2）工作量大，无论是酶的投入还是取出，都需从酶解罐顶端人孔一袋一袋的装卸，人孔的每一次打开或再次密封，都非常麻烦。
（3）随着酶解轮数的增加，酶的染菌和酶活的降低，都会使酶解时间加长，如不及时更换新酶，会大大影响生产效率和进度。
（4）用酶量较大，为了不影响生产效率和进度而更换新酶，在很大程度上降低了酰化酶的利用率增加了生产成本。
发明内容
本发明针对传统酶解中存在的问题提出一种新型的酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法。
为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：
一种酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，采用多段管道串联酶解。
作为优选，上述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，步骤如下：将头孢菌素C钠盐调解PH至中性后脱色除杂，然后打入串联管道，管道内预先加有酶；将管道内PH值调到8.3-8.4。
作为优选，酶解管道共5-15组，每组包含至少一个装酰化酶的酶柱以及酶解液暂存罐；采用入口端淘汰制，产品检测达到设定值后，在最后一组管道后面串联预先加有酶的新管道，将第一组管道淘汰，依次循环，酶柱和酶解液暂存罐内温度为10-14℃。
作为优选，所述酶解液暂存罐中加有杀菌剂。
作为优选，每段管道上设置有PH计和加碱口。
作为优选，所述设定值为产品浓度要求下限。
作为优选，所述头孢菌素C钠盐调解PH至中性后采用树脂柱进行脱色除杂，所述树脂柱为新鲜或再生1-20次的再生树脂，再生树脂采用质量分数8%的NaCl和2%的NaOH混合溶液处理。
作为优选，所述树脂柱为苏青3号。
作为优选，采用质量分数为10%-15%的碳酸氢钠水溶液调节PH。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1. 本发明在保证产品7ACA(7-氨基头孢烷酸)产量和纯度的前提下，酶用量只是原有工艺的1/2，不仅减小了工作难度，更是节约了生产成本。
2. 增加树脂对原料脱色除杂处理过程，树脂再生后可以重复使用，重复使用的效果好，原料脱色除杂效果好。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，本实施例提供酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法。
1. 7-氨基头孢烷酸生产过程
本实施例中，将一个预装有100kg酰化酶的酶柱以及一个7ACA酶解液暂存罐（大小可以根据产量需求和物料流速进行调整改动）计为一组，共设九组（根据需要设置5-15组均可，组数越多，酶解效果越好），九组装置装有相同的酶量。整个体系不需要搅拌，酶柱和酶解液暂存罐内温度为10-14℃，酶柱和暂存罐上均设置有夹套，本实施例温度通过夹套内通入-5℃的冷水控制温度，冷却水的流量根据检测的温度自动调节。请注意，温度控制方式本实施例只列举一种，但并不对其作出限定，其他控温方式也在本发明保护范围之内。本实施例中各组装置前后串联，各组之间通过管道和法兰连接,原料流速4-6吨/h，通过泵打入。泵打入后原料在串联的酶解罐中一直会不停的往前走，不会停留。直到最后一组出来后生成合格的7ACA。
将头C浓缩液(前序工艺得到，酸性)在调节罐中加入质量分数为10%-15%的碳酸氢钠水溶液调PH值至7.0，经过含有20立方的苏青3号树脂柱进行脱色处理，设定流速为树脂体积的10倍流速每小时，进行脱色除杂质并收集到暂存罐。经脱色处理后，原料中杂质含量明显下降，相同操作条件下，最后一组收集的产品纯度由不经脱色处理的95.57%，提高到97.65%。
将暂存罐中脱色除杂后的头C浓缩液加入质量分数为10%-15%的碳酸氢钠水溶液调PH值为8.3-8.4，经过第一组的7ACA酶柱，进行酶解并收集到7ACA酶解液暂存罐。
酶解过程中PH值会逐渐降低，第一组收集的7ACA酶解液需再次调PH值至8.3-8.4，然后经过第二组的7ACA酶柱，进行第二次酶解并收集到7ACA酶解液暂存罐。
将第二次酶解收集的7ACA酶解液再次用质量分数为10%-15%的碳酸氢钠水溶液调PH值至8.3-8.4，经过第三组的7ACA酶柱，进行第三次酶解并收集到7ACA酶解液暂存罐。以此类推，酶解至第九组，取7ACA酶解液样检测并收集。
随着时间的增长，收集的7ACA酶解液越来越多，酶解效果也会有所衰减，当收集的7ACA酶解液由合格变为不合格时，或产品检验结果达到能符合要求的最低下限时，可以在第九组后面，再加一组新的，淘汰第一组，以达到预期的酶解效果。好的酶解液对酶也是一种保护，所以，我们还采用了第一组淘汰制，即酶解时间久了，将第一组的树脂和酶减去，在第九组后面再加一组新的，让第二组成为第一组，依次循环，使每一组的树脂和酶都能得到更好的保护和更充分的利用。以至于用酶量大和酶染菌的问题得到更好的改善，使生产效率更高。管道设备较细，无论是树脂还是7ACA酶，装卸都很方便，一两人即可以完成，重要的是，酶用量只是现有工艺的1/2，不仅减小了工作难度，更是节约了生产成本。
其中，7ACA酶解液暂存罐中可以定期加入质量分数3‰的杀菌剂(市售购买，由石家庄得道生物科技有限公司提供，主要成分为消毒剂、缓蚀剂、稳定剂等混合溶液)。
树脂回收处理下来的废盐水我们可以用膜组进行回收利用，回收率达到85%以上，进一步节约生成成本。
2.树脂再生步骤
水洗：首先将树脂用水清洗，出口流速设定为4倍树脂体积每小时，水洗30-40分钟后停止，本实施例取样检测发现，几乎无头C含量，说明树脂柱内无料液残留，即可再生处理。
再生：配制盐溶液，配制水溶液中溶质含量为8%的NaCl+2%的NaOH，质量浓度，作为盐溶液。流速为4倍树脂体积每小时，进盐溶液2小时后，开始用纯化水洗，洗四个小时结束，备用。
树脂再生后可以重复使用，重复使用的效果很好，下面给出检测数据予以验证。
（1）新鲜树脂过滤情况
（2）树脂再生一次过滤情况
（3）树脂再生十次过滤情况
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，采用多段管道串联酶解。
2.根据权利要求1所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，步骤如下：将头孢菌素C钠盐调解PH至中性后脱色除杂，然后打入串联管道，管道内预先加有酶；管道内PH值为8.3-8.4。
3.根据权利要求2所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，酶解管道共5-15组，每组包含至少一个装酰化酶的酶柱以及酶解液暂存罐；采用入口端淘汰制，产品检测达到设定值后，在最后一组管道后面串联预先加有酶的新管道，将第一组管道淘汰，依次循环，酶柱和酶解液暂存罐内温度为10-14℃。
4.根据权利要求2所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，所述酶解液暂存罐中加有杀菌剂。
5.根据权利要求2所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，每段管道上设置有PH计和加碱口。
6.根据权利要求3所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，所述设定值为产品浓度要求下限。
7.根据权利要求3所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，所述头孢菌素C钠盐调解PH至中性后采用树脂柱进行脱色除杂，所述树脂柱为新鲜或再生1-20次的再生树脂，再生树脂采用质量分数8%的NaCl和2%的NaOH混合溶液处理。
8.根据权利要求7所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，所述树脂柱为苏青3号。
9.根据权利要求7所述酶法生产7-氨基头孢烷酸的方法，其特征在于，采用质量分数为10%-15%的碳酸氢钠水溶液调节PH。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200818 |
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