[发明专利]扩张床吸附原位提取琥珀酸发酵分离的耦合装置和工艺

权利要求书

1.一种扩张床吸附原位提取琥珀酸发酵分离的耦合装置，包括生物反应器，扩张床层析柱，电脑控制系统，传输泵，储液罐，阀门；其特征是：

两个或两个以上并联的扩张床层析柱的底部均开有循环液进口，扩张床层析柱的顶部均开有循环液出口；

一构成循环液回路的循环液总管路，在该总管路上带有三通阀门、四通阀门；

所述的在扩张床层析柱上部处的循环液总管路上的四通阀门的四个端口，分别通过管路与所述扩张床层析柱顶部的循环液出口、与生物反应器连通的一总管路、及连通四通阀门之间的管路相连通，且第一个并联的扩张床层析柱的循环液出口处管路上的四通阀门的一端口，与连通三通阀门的一端口的管路相连通，该三通阀门的一端口通过管路与产物第一储液罐相连通；

所述的在扩张床层析柱底部处的循环液总管路上的四通阀门的四个端口，分别通过管路与所述扩张床层析柱底部的循环液进口、每个扩张床层析柱各自的传输泵的循环液出口、及连通四通阀门之间的管路相连通，且第一个并联的扩张床层析柱的循环液进口处管路上的四通阀门的一端口，与连通上述三通阀门的一端口的管路相连通；最后一个并联的扩张床层析柱的循环液进口处管路上的四通阀门的一端口，通过管路与连接该扩张床层析柱顶部循环液出口管路的循环液总管路上的四通阀门的一端口相连通；

所述的连接传输泵之间循环液进口的管路上有四通阀门，该阀门的另两个端口分别通过管路与连通生物反应器下部的一循环液总管路、产物第二储液罐的一总管路相连通。

2.根据权利要求1所述的扩张床吸附原位提取琥珀酸发酵分离的耦合装置，其特征是：所述的生物反应器并联有2个。

3.根据权利要求1或2所述的扩张床吸附原位提取琥珀酸发酵分离的耦合装置，其特征是：所述的生物反应器带有搅拌装置、高位储液罐、pH电极，顶部分别开有发酵循环液的进口、进气口和出料口；下部的一循环液总管路与连接传输泵之间的管路相连通。

4.根据权利要求1所述的扩张床吸附原位提取琥珀酸发酵分离的耦合装置，其特征是：所述的电脑控制系统控制三通阀门、四通阀门和泵的开/关，以控制循环液的流动。

5.一种利用权利要求1～4任一项所述的扩张床吸附原位提取琥珀酸发酵分离的耦合装置进行原位提取琥珀酸的工艺，其特征是：

首先设定生物反应器中适宜琥珀酸发酵的温度，通过电脑控制系统调节循环液总管路及连接传输泵之间管路上的四通阀门，使得第一个扩张床层析柱顶部与生物反应器连通，底部与其相连接的传输泵连通，传输泵与生物反应器连通，通过该传输泵实现发酵液在生物反应器与第一扩张床层析柱之间循环；当第一个扩张床层析柱吸附琥珀酸达到饱和吸附量时，调节连接传输泵之间管路上的四通阀门，使得第二储液罐与该传输泵连通，第二储液罐中的储液由该传输泵进入第一扩张床层析柱，再流入生物反应器中，或打开三通阀门，使储液进入第一扩张床层析柱后再进入第一储液罐中，通过淋洗、洗脱和吸附剂再生后，使第一扩张床层析柱进入待机状态；与此同时，调节循环液总管路及连接传输泵之间管路上的四通阀门，使得并联的第二个扩张床层析柱顶部与生物反应器连通，底部与其相连接的第二个传输泵连通，该传输泵与生物反应器连通；通过该传输泵实现发酵液在生物反应器与第二扩张床层析柱之间循环，实现琥珀酸原位吸附过程；当第二个扩张床层析柱吸附琥珀酸达到饱和吸附量后，进入待机状态的第一个扩张床层析柱进入循环耦合的工作状态，同时第二个扩张床层析柱通过淋洗、洗脱和吸附剂再生，使第二扩张床层析柱进入待机状态，反复循环。

6.根据权利要求5所述的原位提取琥珀酸的工艺，其特征是：当使用多个扩张床层析柱时，按照权利要求5的操作方法进行操作。

7.根据权利要求5所述的原位提取琥珀酸的工艺，其特征是：当需要更换第一个生物反应器中微生物细胞时，关闭第一个生物反应器与扩张床层析柱和传输泵之间的阀门，打开第二个生物反应器与扩张床层析柱和传输泵之间的阀门。

8.根据权利要求5或7所述的原位提取琥珀酸的工艺，其特征是：所述的生物反应器中适宜琥珀酸发酵的温度是20～60℃。

9.根据权利要求5所述的原位提取琥珀酸的工艺，其特征是：所述的淋洗、洗脱和吸附剂再生的温度是10～100℃。

10.根据权利要求5或9所述的原位提取琥珀酸的工艺，其特征是：所述的洗脱液是无机酸液、无机碱液或盐溶液，它们的浓度范围分别是0.5wt％～90wt％。