一种酶促反应的层析系统及其控制方法

文档序号:99613 发布日期:2021-10-15 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 一种酶促反应的层析系统及其控制方法 (Chromatographic system for enzymatic reaction and control method thereof ) 是由 孙梁 陆平 吴警 朱文渊 于 2021-06-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种酶促反应的层析系统及其控制方法,所述酶促反应的层析系统包括:层析柱与层析柱管道连接的待上柱液釜、自动控制装置,在所述层析柱的进料口的管路上设置有流量计和自动控制阀,所述层析柱的出料口设置有流量计和自动控制阀,其中的自动控制阀、流量计分别与自动控制装置电连接。通过在层析柱系统中设置流量计和自动控制阀,由流量计检测进出层析柱的原料流量大小,根据流量大小控制自动控制阀的开启度,从而对进出所述层析柱流量和流速,保证层析柱进出口流量处于平衡状态,使得各种原料的加入量更加的准确,降低了产品的损失。(The invention discloses a chromatography system for enzymatic reaction and a control method thereof, wherein the chromatography system for enzymatic reaction comprises: the device comprises a chromatographic column, a liquid kettle to be subjected to column feeding and an automatic control device, wherein the chromatographic column is connected with a pipeline of the chromatographic column, a flow meter and an automatic control valve are arranged on a pipeline of a feeding hole of the chromatographic column, a discharge hole of the chromatographic column is provided with the flow meter and the automatic control valve, and the automatic control valve and the flow meter are respectively and electrically connected with the automatic control device. The flow meter and the automatic control valve are arranged in the chromatographic column system, the flow meter detects the flow of raw materials entering and exiting the chromatographic column, and the opening degree of the automatic control valve is controlled according to the flow, so that the flow and the flow rate of the entering and exiting chromatographic column are ensured to be in a balanced state, the addition of various raw materials is more accurate, and the product loss is reduced.)

一种酶促反应的层析系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及酶催化合成

技术领域

,尤其涉及一种酶促反应的层析系统及其控制方法。

背景技术

在酶促合成反应生成丁二磺酸腺苷蛋氨酸时,需要对合成出来的粗产品进行纯化处理,在纯化处理过程中,层析工序就是重要的步骤。

目前层析工序中的上样、对层析柱的洗脱以及树脂的活化等操作,其中的原料用量都是靠人工手动操控手动阀,来调节手动阀打开或关闭时开度的大小,以控制进出口流量和流速,保证进出口流量和流量基本处于平衡状态,这样原料在用量方面的准确度很低,导致产品损失大,收益率低,从而增加了生产成本。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种酶促反应的层析系统及其控制方法,用于解决现有的层析工序采用手动阀门导致原料用量准确度低的问题。

第一方面,本发明提供一种酶促反应的层析系统,其中,包括:层析柱,包括进料端和出料端;所述进料端设有第一进料口,所述出料端设有第一出料口,所述第一出料口固定连接有第一自动控制阀;

待上柱液釜,包括第二出料口,所述第二出料口与所述第一进料口通过第一管道连接,所述第一管道上设置有第二自动控制阀;

第一流量计,所述第一流量计固定在所述第二自动控制阀与所述第一进料口之间的所述第一管道上,用于检测流入所述层析柱中的待上柱液的流量;

第二流量计,所述第二流量计固定在所述第一自动控制阀的固定连接,用于检测流出所述第一自动控制阀的上柱液的流量;以及

自控装置,所述第一自动控制阀、第二自动控制阀、第一流量计以及第二流量计分别与所述自控装置电连接。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,还包括:与所述第一管道相连通的第二管道;所述第二管道的一端固定在所述流量计与所述第二控制阀之间的所述第一管道上;所述第二管道上分别连接有用于输送碱的第一支管、用于输送酸的第二支管;所述第一支管上设置有第三自动控制阀,所述第二支管上设置有第四自动控制阀;所述第三自动控制阀、第四自动控制阀分别与所述自控装置电连接。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述进料端还设有回料口;所述第二流量计背离所述层析柱的一端连接有第一三通,所述第一三通的中部端口与所述回料口通过第三管道连接,所述第一三通的另一端口固定连接有第一调节阀,所述第一调节阀的一端连接有第二三通,所述第二三通的中部端口固定连接有第一手动阀;所述第三管道上设置有第五自动控制阀,所述第五自动控制阀与所述自控装置电连接。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述第五自动控制阀与所述第一三通的中部端口之间的所述第三管道上设有第二手动阀。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述酶促反应的层析系统还包括:泵体,所述泵体的进料口与所述待上柱液釜的第二出料口管道连接,所述泵体的出料口与所述第一进料口管道连接;所述第一自动控制阀设置为两个,其中,一个所述第一自动控制阀与所述第二出料口固定连接,另一个所述第一自动控制阀设置在所述泵体出料口与所述第一进料口之间的管道上。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述第一流量计与所述第一进料口之间的所述第一管道上设置有第二调节阀。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述第二管道上还连接有用于输送原料液的第三支管,所述第三支管上设置有第六自动控制阀;所述第六自动控制阀与所述自控装置电连接。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述出料端还设置有与所述层析柱连通的气反冲的管道,所述气反冲管道上设置有第七自动控制阀,所述第七自动控制阀与所述自控装置电连接。

可选地,所述的酶促反应的层析系统,其中,所述第二三通的背离所述第一调节阀的端口连接有排废管道;所述第二三通上连接有用于将过滤后的上柱液从所述层析柱中排出的出料管道,所述出料管道上设置有第八自动控制阀,所述第八自动控制阀与所述自控装置电连接。

第二方面,本发明提供一种酶促反应的层析系统的控制方法,其中,所述控制方法包括:

获取流经所述第一管道内待上柱液的第一流量;

根据所述第一流量调节所述第二自动控制阀的开度;

获取流经所述第一自动控制阀的上柱液的第二流量;

根据所述第二流量调节所述第一自动控制阀的开度。

有益效果:本发明实施例提供一种酶促反应的层析系统,通过在层析柱系统中设置流量计和自动控制阀,由流量计检测进出层析柱的原料流量大小,根据流量大小控制自动控制阀的开启度,从而对进出所述层析柱流量和流速,保证层析柱进出口流量处于平衡状态,使得各种原料的加入量更加的准确,降低了产品的损失。

附图说明

图1为酶促反应的层析系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种酶促反应的层析系统及其控制方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。

请参阅图1,本发明实施例提供一种酶促反应的层析系统,包括层析柱10,与所述层析柱10管道(第一管道11)连接的待上柱液釜30以及自控装置50,其中,所述层析柱10的进料端设有第一进料口12,回料口23,所述层析柱10的出料端设有第一出料口13;所述待上柱液釜30的底部设有第二出料口31,在所述第二出料口31与所述第一进料口12之间的管道上设置有第二自动控制阀14(设置为两个),第一流量计15以及第一调节阀42,在所述第一出料口13的出口处固定有第一自动控制阀16,用于检测所述第一自动控制阀16出口流量的第二流量计17。所述第一自动控制阀16、第二自动控制阀14、第一流量计15以及第二流量计17分别与所述自控装置50电连接。需要说明的是,在所述第一管道11上还设置有泵体110,通过所述泵体110将待上柱液釜内的待上柱液泵入到层析柱10中。在所述泵体110的进料口处设置有手动阀111,在所述泵体110的出料口处设置有手动阀112。容易理解的,可以通过控制手动阀来控制进入泵体的待上柱液的流量。

在本实施例中,所述层析柱10为本领域常见的层析柱,其具体结构在此不做限定。所述待上柱液指的是需要进行过滤纯化的原料液,待上柱液釜就是用于盛放待上柱液的容器,需要说明的是,所述待上柱液釜内设置有搅拌装置(未示出),所述待上柱液釜上端接有原料进入管道32、33。

通过设置自控装置,由自控装置对进出层析柱的原料的流量进行监测,根据监测到的流量对管道中的自动控制阀进行调节,从而可以准确控制进出层析柱的原料量,降低了原料损失。

在本实施例的一种实现方式中,所述酶促反应的层析系统还包括:第二管道18,所述第二管道18与所述第一管道11相连通,所述第二管道18与所述第一管道11的相接点位于所述第一流量计15的进口端与所述第二自控阀之间。在本实施例中,在所述第二管道18上分别连接有第一支管19和第二支管20,所述第一支管19可以用于输送碱,所述第二支管20可以用于输送酸。所述第一支管19上设置有第三自动控制阀21,所述第二支管20上设置有第四自动控制阀22;所述第三自动控制阀21、第四自动控制阀22分别与所述自控装置50电连接。其中,通过设置用于酸、碱输送支管,可以根据实际需要对层析柱进行处理。

进一步,在所述第二管道18上还设置有第三支管40,在所述第三支管40上设置第六自动控制阀41,容易理解的是所述第六自动控制阀41与所述自控装置50电连接。其中,所述第三支管可以用来输送如丁二磺酸、0.1M酸等。

在所述第二管道18的末端还连接有用于输送WPU(浓缩水)的管道,在管道上设置有自动控制阀42,可以通过浓缩水对层析柱10进行清洗。

容易理解的是,将第二管道18的接入点设置在第一流量计15和第二自控阀14之间,可以实现对第二管道流入层析柱的原料液流量进行监测,当第二自控阀14闭合后,第一流量计15测得的是第二管道18内的原料液流量,当第二自控阀14开启后,第一流量计15测得的是通过第一管道11和第二管道12流入层析柱的原料液的流量。通过对流量进行监测,可以精确控制自控阀的开启。

在本实施例的一种实现方式中,所述第二流量计17的出料端连接有第一三通24,所述第一三通24中部的端口与所述回料口23通过管道连接,在所述管道上设置有第二手动阀29,所述第一三通24的另外一个端口连接有第一调节阀25,所述第一调节阀25的一端连接有第二三通26,所述第二三通的中部端口固定连接有第一手动阀27;所述第三管道上设置有第五自动控制阀28,所述第五自动控制阀28与所述自控装置50电连接。需要说明的是,所述第二三通用于人工取样分析。

在本实施例中,通过设置人工取样点与第一手动阀相配合,当检测出过滤后的产品纯度达不到工艺要求时,开启第一手动阀进行再次过柱层析,直至取样分析结果合格。

在本实施例的一种实现方式中,所述层析柱10的出料端还设置有气反冲管道60,在所述气反冲管道60上设置有第七自动控制阀61,容易理解的是,所述第七自动控制阀61与所述自控装置电连接。通过设置气反冲管道60可以方便地对层析柱进行清理。

在本实施例的一种实现方式中,所述第二三通26的背离所述第一调节阀25的端口连接有排废管道70;所述第二三通上连接有用于将过滤后的上柱液从所述层析柱中排出的出料管道80,所述出料管道上设置有第八自动控制阀81,所述第八自动控制阀与所述自控装置电连接。也即是说,在所述第二三通的出口端分别连接有排废管道、出料管道,通过设置排废管道可以将层析柱中的清洗污水排出。

基于相同的发明构思,本发明还提供一种上述所述的酶促系统的控制方法,所述控制方法包括如下步骤:

获取流经所述第一管道内待上柱液的第一流量;根据所述第一流量调节所述第二自动控制阀的开度。

具体来说,将前段工序合成得到的粗二磺酸腺苷蛋氨酸原料液,泵入到待上柱液釜内,根据工艺需要调节其pH值,然后开启待上柱液釜底部的阀门,开启泵体110,将粗二磺酸腺苷蛋氨酸原料液泵入层析柱10内(粗二磺酸腺苷蛋氨酸原料液的流向如图1中箭头所示),通过管道上的流量计15对管道内的粗二磺酸腺苷蛋氨酸原料液流量进行监测,将检测到的流量数据与自控器中设定的工艺控制流量进行比对,如果监测到的流量小于工艺控制流量,此时可以通过对自动控制阀发出动作指令,增加其开启度。如果监测到的流量大于工艺控制流量,此时可以通过对自动控制阀发出动作指令,减小其开启度。当然如果监测到的流量在工艺控制范围内,则可以不做调整,其中对管道内的流量的监测是实时进行的。

在本实施例中,所述自控装置对自动控制阀以及流量计的操作,是本领域内工艺控制中常用的技术操作,具体的操作过程在此不做限定。

获取流经所述第一自动控制阀的上柱液的第二流量;根据所述第二流量调节所述第一自动控制阀的开度。

具体来说,通过流量计17来监测从层析柱10的出料口流出的原料液(过滤后的)的流量,如果说所监测到的流量大于工艺控制流量,则通过自控装置来控制出料口处的自动控制阀的开度(减小开度),反之则增加开度。需要说明的是,在本实施例中仅通过控制进料端和出料端自懂控制阀的开度来调节进出层析柱的原料液的流量,其实实际生产中,涉及到的管线较多,也可以配合其他控制阀门来调节,比如说可以调节泵体的功率。

在本实施例中,当需要对层析柱进行洗脱或者活化其中的树脂时,需要向层析柱中加入一定量的丁二磺酸或者0.5M酸,或者碱液、酸等,可以通过计算所需要的加入量,由自控装置来控制自动控制阀的开度,从而使所加入的原料量较为精准,避免了原料的浪费。

在本实施例的一种实现方式中,可以通过人工取样点来取样分析,根据分析结果获知过滤效果,当分析结果显示过滤效果低于工艺管控要求时,则可以控制管路的调节阀,使过滤后的液体回流到层析柱进行二次层析(过滤),直至手动取样分析检测合格。

在本实施例中,由于管道上的阀门为自动控制阀,通过自控装置来控制其开启闭合,相较于人工手动控制阀门来说,提升了控制精度,避免了人工的不当操作,降低了原料损失。

应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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