CN215539865U - 一种溶剂相除蛋白连续分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种溶剂相除蛋白连续分离装置，包括依次通过管线连通的粗品罐、精制罐、除杂脱色罐、膜分离装置、结晶罐及离心机，精制罐用于萃取目标成分，除杂脱色罐用于萃取相的除杂脱色，膜分离装置用于透过液相并拦截蛋白质。所述分离装置能让物料有效成份和溶剂透过而大分子蛋白等杂质被拦截，可一次分离达到目标纯度，无需后端多级精制工艺，减少溶剂用量、无母液产生，减少物料的损失，缩短了生产周期与生产成本。

Description

一种溶剂相除蛋白连续分离装置

技术领域

本实用新型涉及蛋白质分离装置技术领域，具体为一种溶剂相除蛋白连续分离装置。

背景技术

强极性溶剂相(甲醇、丙酮、乙酸乙酯等)生物发酵工艺是利用一些生物原料在溶剂中的溶解性(水相中不溶)的特性而进行的一种生物发酵提取工艺。如ADD、拨尼松龙、DHEA、BA等物质，能溶于甲醇、丙酮、乙酸乙酯等之类的强极性溶剂中，而不溶于水等物质之中。

这些物料在生物发酵过程中伴生出含有大量的生物细胞壁残留、生物蛋白、木质素、色素等杂质，在生产过程中需要经过萃取提取物料过程中同时回收强极性溶剂；在提取物料时需要经过一次、二次甚至多次精制提纯除杂除蛋白，经活性碳脱色后形成高纯度的成品。传统工艺在经过一次、二次精制及水洗过程中，其中的杂质如细胞壁残留、生物蛋白、木质素、色素等去除效率不高，对于其后端生物合成制药过程中会产生较大的影响，因此，该除杂工艺非常重要，行业基本要求其蛋白含量<0.1％。在精制提纯过程中除了生产周期长，需要使用大量的溶剂，生产成本高，且会形成含有大量杂质蛋白的母液，造成生产收益低，生产成本高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种溶剂相除蛋白连续分离装置，解决现有技术上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型的方案如下：

一种溶剂相除蛋白连续分离装置，包括依次通过管线连通的粗品罐、精制罐、除杂脱色罐、膜分离装置、结晶罐及离心机；其中：精制罐设有与上部连通的萃取剂进料管、与底部连通的萃余相出料管，以及萃取相出料管，精制罐通过萃取相出料管与除杂脱色罐连通；膜分离装置用于透过液相并拦截蛋白质，膜分离装置的输入端与除杂脱色罐连通，非透过性输出端通过循环管线与精制罐连通，膜分离装置的透过性输出端设有膜分离出料管；膜分离出料管与结晶罐连通，结晶罐的底部与离心机连通。

根据本实用新型的实施例，所述膜分离装置包括由若干个膜分离单元串联的膜分离组件；膜分离单元透过性输出端并联汇入膜分离出料管，膜分离单元非透过性输出端通过循环管线与精制罐连通。

进一步地，所述膜分离装置还包括前置膜分离单元；前置膜分离单元的输入端与所述除杂脱色罐连通，前置膜分离单元的透过性输出端与所述膜分离组件的输入端连通。

根据本实用新型的实施例，所述离心机上部设有溶剂进料管，底部设有离心液出料管。

根据本实用新型的实施例，所述膜分离装置采用无机薄膜，截留分子量为2-10KD。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

1、本实用新型所述分离装置能让物料有效成份和溶剂透过而大分子蛋白等杂质被拦截，可一次分离达到目标纯度，无需后端多级精制工艺，减少溶剂用量、缩短了生产周期与生产成本。

2、本实用新型所述分离装置通过多个膜分离单元串联，可提供更大的分离面积，提高分离效率。

3、本实用新型所述分离装置通过循环管线实现截留相的循环，无母液产生，减少物料的损失，有利于提高产品收率。

附图说明

图1为本实用新型提供的连续分离装置结构示意图。

图2为本实用新型提供的连续分离装置另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种溶剂相除蛋白连续分离装置，包括 1、粗品罐；2、精制罐；3、除杂脱色罐；4、膜分离装置；5、结晶罐；6、离心机；101、粗品转移泵；102、粗品管线；201、萃取剂进料管；202、萃取相出料管；203、萃余相出料管；301，清液输出管；401、膜分离出料管； 402、循环管线；403、膜组件；404、前置膜分离单元；405、循环泵；501、结晶悬液出料管；601、溶剂进料管；602、离心液出料管；以及相关的其他管线及阀门。

其中，粗品罐1下部通过粗品转移泵101与精制水洗罐2的上部连通，精制水洗罐2的顶部及底部分别设有萃取剂进料管201及萃取相出料管202，精制水洗罐2的上部通过萃余相出料管203与除杂脱色罐3连通；除杂脱色罐3下部通过清液输出管301与膜分离装置4连通；膜分离装置4的径向通过循环管线402与精制水洗罐2的中部连通，膜分离装置4的透过性一侧通过膜分离出料管401与结晶罐5的上部连通，结晶罐5的底部通过结晶悬液出料管501与离心机6连通，离心机6设有溶剂进料管601及离心液出料管 602。

如图2所示，膜分离装置4还包括膜分离组件403、前置膜分离单元404、循环泵405；清液输出管301经由循环泵405连通前置膜分离单元403，前置膜分离单元404连通膜分离组件403，膜分离组件403的径向侧边通过膜分离出料管401连通结晶罐5，膜分离组件403的轴向输出端通过循环管线402连通至精制罐2的中部。

本实用新型中，膜分离组件403为若干个膜分离单元组成的组件，膜分离单元可以选择符合过滤目标蛋白质的耐溶剂型的材料，一般采用一种耐强极性的致密型无机薄膜(如Al₂O₃/TiO₂，)，截留分子量根据需要分离蛋白质的较小分子量(如2-10KD)来确定。膜分离单元为内压式薄膜分离，分离单元设计成圆柱形组件，液体成分沿轴向流动，小分子从径向透过，大分子物质如蛋白质被阻挡在组件内部随轴向流动至下一单元。本实用新型所述膜分离组件403由若干个分离膜单元轴向串联而成，即在前设置的分离膜单元轴向输出端与在后设置的分离膜单元输入端相连，设置在最后的分离膜单元的输出端通过循环管线402输出，并联后的输出端从膜分离出料管401输出。

本实用新型中，前置膜分离单元404相比膜分离组件403中的薄膜孔径更大，先滤去较大分子蛋白质，防止大分子污染物覆盖或进入膜分离组件403 的薄膜膜孔隙中，降低膜污堵风险。

本实用新型采用多个膜分离单元串联的目的在于，提供更大的分离面积，提高分离效率；采用循环管线402连通至精制罐2目的在于将物料循环，进一步提高产品的收率。

下面以生物发酵过程产生的蛋白质结合附图介绍上述连续分离除溶剂相蛋白装置的工作过程及原理：

如图2所示，装在粗品罐1中的发酵原液经粗品转移泵101由粗品管线 102送至精制罐2内，通过溶剂进料管201加入萃取剂对发酵原液进行萃取，在溶剂极性作用下发生分层，位于下部的水相层由萃余相出料管203排出，发酵液萃取相随萃取相出料管202(可通过调整高度差实现自流或使用管道泵)进入除杂脱色罐3，经除杂脱色后得清液，并经清液输出管301在循环泵 405的作用下经前置膜分离单元404滤去大分子蛋白质后进入膜分离组件 403，蛋白质分子截留在膜分离组件403内随轴向依次流出后由循环管线402 返回精制罐2，滤出组分沿膜分离组件403径向流出并汇集至膜分离出料管 401进入结晶罐5，在结晶罐5中重结晶(如采取降温或蒸发等方式析出晶体) 形成结晶悬液，经由结晶悬液出料管501进入离心机6离心，洗涤溶剂从溶剂进料管601进入并对晶体进行洗涤，洗涤溶剂随杂质从离心液出料管602 输出，获取离心机中的固体即得到高纯度目标成品。

本实用新型具有更高分离精度，蛋白含量可稳定控制在0.1wt％以下甚至更低，能让物料有效成份和溶剂透过而大分子蛋白等杂质被拦截，同时该分离提纯装置可一次分离达到目标值，无需后端多级精制工艺，减少溶剂用量、无母液产生，减少物料的损失，缩短了生产周期与生产成本，成品品质更高，工艺过程更简便。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种溶剂相除蛋白连续分离装置，其特征在于，包括依次通过管线连通的粗品罐(1)、精制罐(2)、除杂脱色罐(3)、膜分离装置(4)、结晶罐(5)及离心机(6)；其中：

精制罐(2)设有与上部连通的萃取剂进料管(201)、与底部连通的萃余相出料管(203)，以及萃取相出料管(202)，精制罐(2)通过萃取相出料管(202)与除杂脱色罐(3)连通；膜分离装置(4)用于透过液相并拦截蛋白质，膜分离装置(4)的输入端与除杂脱色罐(3)连通，非透过性输出端通过循环管线(402)与精制罐(2)连通，膜分离装置(4)的透过性输出端设有膜分离出料管(401)；膜分离出料管(401)与结晶罐(5)连通，结晶罐(5)的底部与离心机(6)连通。

2.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述膜分离装置(4)包括由多个膜分离单元串联的膜分离组件(403)；膜分离单元透过性输出端并联汇入膜分离出料管(401)，膜分离单元非透过性输出端通过循环管线(402)与精制罐(2)连通。

3.根据权利要求2所述的分离装置，其特征在于，所述膜分离装置(4)还包括前置膜分离单元(404)；前置膜分离单元(404)的输入端与所述除杂脱色罐(3)连通，前置膜分离单元(404)的透过性输出端与所述膜分离组件(403)的输入端连通。

4.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述离心机(6)上部设有溶剂进料管(601)，底部设有离心液出料管(602)。

5.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述膜分离装置(4)采用无机薄膜，截留分子量为2-10KD。

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