CN217922142U - 一种用于生产l-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于生产L‑2‑氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，包括反应釜、控制器、温度传感器、加热片和搅拌机构；本实用新型通过温度传感器实时检测反应温度，通过控制器控制加热片对封闭水浴腔进行加热，再通过水的传导作用，对釜体进行加热，使得釜体受热更加均匀、稳定；当温度传感器测得温度数据超过预设温度范围值时，控制器控制加热片停止加热，当温度传感器测得温度数据低于预设温度范围值时，控制器控制加热片进行加热，控制保持稳定且适合的反应温度，有利于提高酶促反应的效率；除此之外，本实用新型在釜盖中心在设置一旋转洗罐器对釜体内部进行清洗，节约清洗时间，提高清洗的效率。

Description

一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置

技术领域

本实用新型涉及L-2-氨基丁酸生产技术领域，具体涉及一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置。

背景技术

L-2-氨基丁酸是一种非天然手性氨基酸，具有抑制人体神经信息传递、加强葡萄糖磷酸酯酶的活性和促进脑细胞代谢的作用，是一种重要的化工原料和医药中间体，已经广泛应用于药物合成，例如合成新型抗癫痫药左乙拉西坦的主要生产原料和合成抑菌抗结核药乙胺丁醇盐酸盐的关键手性前体。

目前，国内外L-2-氨基丁酸的生产方法分为化学法和生物酶法，专利文献CN201510168601.8(一种生物催化生产L-2-氨基丁酸的方法)提供了一种高光学纯L-2-氨基丁酸的生物合成方法，该方法是在反应液中，乙醇和甘氨酸原料在醇脱氢酶、苏氨酸醛缩酶、苏氨酸脱氨酶和L-氨基酸脱氢酶复合物的催化作用下，于pH为6.0～8.0，温度为20～40℃的条件下进行酶催化反应，反应产物经过层析分离、电渗析脱盐、活性炭脱色、浓缩结晶、真空干燥处理，得到高纯度L-2-氨基丁酸晶体。

在现有制备L-2-氨基丁酸的装置中，酶的活性强弱是影响制备L-2-氨基丁酸效率的重要原因之一。在现有技术的生产中，常常需要对反应装置进行加热，促进反应的进行，酶的活性受温度影响很大，加热温度过高或过低都会直接影响酶的活性，从而导致反应效率下降。

发明内容

针对现有装置在制取L-2-氨基丁酸时加热不均匀、温度不可控的问题，本实用新型提供了一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置。

本实用新型提供如下方案：一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，包括反应釜、控制器、温度传感器、加热片和搅拌机构，所述反应釜包括釜体、密封釜盖和底部出料口，所述釜体下方设有一底座；所述釜体包括外层釜体和内层釜体，所述外层釜体和内层釜体之间形成一封闭水浴腔，所述封闭水浴腔内装有适量的水；所述温度传感器设于釜体底部内侧，所述加热片设于外层釜体底壁与所述底座之间；所述控制器与温度传感器、加热片电性连接，所述温度传感器检测釜体温度数据并传送到控制器，当温度低于预设温度范围值时，所述控制器控制加热片对封闭水浴腔进行加热，当温度超过预设温度范围值时，停止加热；所述搅拌机构包括搅拌杆、搅拌叶片和用于驱动搅拌杆转动的驱动电机，所述搅拌叶片固定连接在搅拌杆上，所述搅拌杆固定在底座上，所述驱动电机设于底座内部，由所述控制器控制。

优选地，所述加热片为石墨烯加热片或电热丝加热片。

优选地，所述密封釜盖上设有一PH计、一液体加料口和一固体加料口。

优选地，所述底部出料口上安装有第一电磁阀，所述液体加料口上安装有第二电磁阀，所述固体加料口上安装有第三电磁阀。

优选地，所述密封釜盖中心还设有一伸入釜体内部的旋转洗罐器。

优选地，所述旋转洗罐器主要包括进液管、齿轮减速机构和三维清洗器，所述三维清洗器上设有三个不同方向的喷嘴；所述进液管固定在釜盖中心，三维清洗器伸入釜体内部。

优选地，所述釜体上有一转轴，所述密封釜盖通过所述转轴与所述釜体相连接，所述密封釜盖上设有凹槽，所述凹槽内设有密封垫；所述釜体开口处设置有凸台，所述凸台与密封釜盖上的密封垫相对应。

优选地，所述密封釜盖上设有一锁紧组件，所述锁紧组件包括紧固螺栓和螺帽。

优选地，所述釜体侧面设置一透明玻璃窗，所述透明玻璃窗上带有刻度。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其釜体为双层结构，两层之间形成有封闭水浴腔，通过设置一温度传感器实时检测反应温度，通过控制器控制加热片对封闭水浴腔进行加热，再通过水的传导作用，对釜体进行加热，使得釜体受热更加均匀、稳定；当温度传感器测得温度数据超过预设温度范围值时，控制器控制加热片停止加热，当温度传感器测得温度数据低于预设温度范围值时，控制器控制加热片进行加热，从而自动化保持稳定且适合的反应温度，有利于提高酶促反应的效率；除此之外，本实用新型在釜盖中心在设置一旋转洗罐器，便于对釜体内部进行清洗，节约清洗时间，提高清洗的效率。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式中提供的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置的侧视图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本实用新型具体实施方式中提供的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置的正视剖面图。

图中：1、反应釜；101釜体；102、密封釜盖；1021、紧固螺栓；1022、螺母；103、底部出料口；1031、第一电磁阀；104、底座；105、透明观察窗；106转轴；107、PH计；108、旋转洗罐器；109、液体加料口；1091、第二电磁阀；110、固体加料口；1101、第三电磁阀；111、封闭水浴腔；3、温度传感器；4、加热片；5、搅拌机构；501、搅拌杆；502、搅拌叶片；503、驱动电机。

具体实施例

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，本领域普通技术工作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。

参考图1至图3的结构示意图，一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，包括反应釜1、控制器2、温度传感器3、加热片4和搅拌机构5。

具体的，所述反应釜包括釜体101、密封釜盖102和底部出料口103，所述釜体侧面设置一透明玻璃窗105，所述透明玻璃窗105上带有刻度，所述釜体101下方设有一底座104；所述密封釜盖102上设有一PH计107、一液体加料口109和一固体加料口110，所述密封釜盖102中心还设有一伸入釜体101内部的旋转洗罐器108。

其中，所述釜体101上有一转轴106，所述密封釜盖102通过所述转轴106与与所述密封釜盖102相连接，所述密封釜盖102上设有凹槽，所述凹槽内设有密封垫；所述釜体101开口处设置有凸台，所述凸台与密封釜盖102上的密封垫相对应，实现釜体101与密封釜盖102的闭合；所述密封釜盖102上设有一锁紧组件，所述锁紧组件包括紧固螺栓1021和螺帽1022，用于锁紧密封釜盖102与釜体101；所述透明玻璃窗105用于观察釜体内反应进行状况和水位变化情况。

所述底部出料口103上安装有第一电磁阀1031，用于控制底部出料口的开启与闭合；所述液体加料口109上安装有第二电磁阀1091，用于控制加入液体反应物的体积；所述固体加料口上安装有第三电磁阀1101，用于控制加入固体反应物的数量。

所述PH计107用于监测所述釜体内部反应物PH值的变化情况，使得反应物能够在适合的PH值环境中进行反应。

所述旋转洗罐器108选用的是科立盈智能装备科技(广州)有限公司出产的型号为KC5-50的中小型高冲击力洗罐器,所述旋转洗罐器108主要包括进液管、齿轮减速机构和三维清洗器，所述三维清洗器上设有三个不同方向的喷嘴；所述旋转洗罐器108的进液管固定在釜盖中心，三维清洗器伸入釜体内部，利用输入水流产生的压力驱动内部齿轮减速机构，从而带动三维清洗器旋转,三个喷嘴随着三维清洗器的旋转，不断喷出扇形水流,对釜体101内部进行全方位的喷洗。

所述釜体101包括外层釜体和内层釜体，所述外层釜体和内层釜体之间形成一封闭水浴腔111，所述封闭水浴腔111内装有适量的水。

所述温度传感器3设于釜体101底部内侧，所述控制器2设于所述底座104内部，所述加热片4设于外层釜体底壁与所述底座104之间；所述控制器2型号为IPC-301(品牌：TP-IPC)；所述加热片4为石墨烯加热片或电热丝加热片；所述控制器2与温度传感器3、加热片4相连，所述温度传感器3检测釜体101温度数据并传送到控制器2，当温度低于预设温度范围值时，所述控制器2控制加热片4对封闭水浴腔111进行加热，当温度超过预设温度范围值时，停止加热。

所述搅拌机构5包括搅拌杆501、搅拌叶片502和用于驱动搅拌杆501转动的驱动电机503，所述搅拌叶片502固定连接在搅拌杆501上，所述搅拌杆501固定在底座104上，所述驱动电机503设于底座104内部，由所述控制器2控制。

本实用新型的工作原理：使用本装置时，先对本装置中各个用电设备连接电源，将对乙醇通过液体加料口109加入釜体101内部，通过第二电磁阀1091控制加入乙醇的体积，通过固定加料口110加入甘氨酸原料和醇脱氢酶、苏氨酸醛缩酶、苏氨酸脱氨酶和L-氨基酸脱氢酶复合物，通过第三电磁阀1101控制加入的数量，通过PH计107观察反应物PH值变化情况，当PH值达到适宜值时，停止加料；然后通过控制器2控制加热片4对封闭水浴腔111进行加热，通过水的传导作用，对釜体101内的被加热物质进行均匀加热，加热期间，温度传感器3不断检测被加热物质的温度并将温度数据传回控制器2，当温度超过预设温度时，停止加热片4继续加热，当温度低于预设温度范围值时，所述控制器2控制加热片4对封闭水浴腔111进行加热，控制温度保持在适宜的范围内；同时，控制器2控制搅拌机构5不断搅拌反应溶液，促使乙醇和甘氨酸原料在醇脱氢酶、苏氨酸醛缩酶、苏氨酸脱氨酶和L-氨基酸脱氢酶复合物中充分混合并反应；反应完成后，通过底部出料口103导出反应产物。在装置使用过程中，可以通过本装置侧面的透明观察窗105观察釜体101内反应状况和水位变化情况。

装置使用完毕后，通过旋转洗罐器108，对釜体101内部进行旋转喷洗，清洗残留反应溶液。当装置内部使用出现问题时，可以打开密封组件，掀开密封釜盖102，对釜体101内部进行检查。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，包括反应釜(1)、控制器(2)、温度传感器(3)、加热片(4)和搅拌机构(5)，其特征在于：

所述反应釜包括釜体(101)、密封釜盖(102)和底部出料口(103)，所述釜体下方设有一底座(104)；所述釜体(101)包括外层釜体和内层釜体，所述外层釜体和内层釜体之间形成一封闭水浴腔(111)，所述封闭水浴腔(111)内装有适量的水；

所述温度传感器(3)设于釜体(101)底部内侧，所述加热片(4)设于外层釜体底壁与所述底座(104)之间；所述控制器(2)与温度传感器(3)、加热片(4)电性连接，所述温度传感器(3)检测釜体(101)温度数据并传送到控制器(2)，当温度低于预设温度范围值时，所述控制器(2)控制加热片(4)对封闭水浴腔(111)进行加热，当温度超过预设温度范围值时，停止加热；

所述搅拌机构(5)包括搅拌杆(501)、搅拌叶片(502)和用于驱动搅拌杆(501)转动的驱动电机(503)，所述搅拌叶片(502)固定连接在搅拌杆(501)上，所述搅拌杆(501)固定在底座(104)上，所述驱动电机(503)设于底座(104)内部，由所述控制器(2)控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述加热片(4)为石墨烯加热片或电热丝加热片。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述密封釜盖上设有一PH计(107)、一液体加料口(109)和一固体加料口(110)。

4.根据权利要求3所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述底部出料口(103)上安装有第一电磁阀(1031)，所述液体加料口(109)上安装有第二电磁阀(1091)，所述固体加料口上安装有第三电磁阀(1101)。

5.根据权利要求1所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述密封釜盖(102)中心还设有一伸入釜体(101)内部的旋转洗罐器(108)。

6.根据权利要求5所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述旋转洗罐器(108)主要包括进液管、齿轮减速机构和三维清洗器，所述三维清洗器上设有三个不同方向的喷嘴；所述进液管固定在釜盖(102)中心，所述三维清洗器伸入釜体(101)内部。

7.根据权利要求1所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述釜体(101)上有一转轴(106)，所述密封釜盖(102)通过所述转轴(106)与所述釜体(101)相连接，所述密封釜盖(102)上设有凹槽，所述凹槽内设有密封垫；所述釜体(101)开口处设置有凸台，所述凸台与密封釜盖(102)上的密封垫相对应。

8.根据权利要求1所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述密封釜盖(102)上设有一锁紧组件，所述锁紧组件包括紧固螺栓(1021)和螺帽(1022)。

9.根据权利要求1所述的一种用于生产L-2-氨基丁酸的可控温可搅拌的反应装置，其特征在于，所述釜体侧面设置一透明玻璃窗(105)，所述透明玻璃窗(105)上带有刻度。

Images