[发明专利]一种用于牛磺酸规模化提取生产的自动化连续离交装置系统及牛磺酸的制备工艺

说明书

本发明提供了一种牛磺酸规模化提取生产的自动化连续离交装置系统及牛磺酸的制备工艺。所述装置系统包括依次连接的控制单元以及处理单元；所述处理单元包括依次连接的连续离交装置以及双极膜电渗析；所述连续离交装置包括交换区、水洗料区、硫酸钠顶水区、再生区、再生水洗区以及料顶水区。本发明提供的牛磺酸规模化提取生产的自动化连续离交装置系统通过机械控制可以实现牛磺酸的自动分离，操作更加智能化，减少了人工成本；结构简单，运行可靠性高，故障率低，便于制备牛磺酸；所述制备工艺过程简单，制备过程中物料可以有效循环利用，节省成本，有利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及牛磺酸规模化提取装置领域，尤其涉及一种用于牛磺酸规模化提取生产的自动化连续离交装置系统及牛磺酸的制备工艺。

背景技术

牛磺酸是一种非蛋白质氨基酸，作为药物具有消炎、解热、镇痛、抗惊厥和降低血压等作用，对婴幼儿大脑发育、神经传导、视觉机能的完善以及钙的吸收具有良好作用，牛磺酸对心血管系统有一系列独特功能，能增强体质、解除疲劳，因此牛磺酸逐渐在医疗、食品保健等领域被广泛使用。

牛磺酸制备有生物提取法和化学合成法。前者受原料和成本影响，已经很少采用；目前用于工业生产的主要有乙醇胺酯化法和环氧乙烷法，环氧乙烷法与乙醇胺酯化法相比，具有成本低，产品质量好，环境污染小，可连续化等优点，是竞争优势明显的工艺。

CN 104573812A公开了一种应用双极性离子交换膜技术生产牛磺酸的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将硫酸钠水溶液通入双极性离子交换膜电渗析器的阳极室和阴极室，同时将水和浓度为8-10％的牛磺酸钠水溶液分别通入双极性离子交换膜电渗析器的碱室和料液室；在直流电场的作用下，阳极室内的钠离子进入碱室与双极膜将水解离出的氢氧根离子结合成氢氧化钠，双极膜将水解离出的氢离子在料液室内与牛磺酸根离子结合成牛磺酸，料液室内的钠离子则进入阴极室；从阳极室和阴极室流出的为硫酸钠水溶液，从碱室流出的为氢氧化钠溶液，从料液室流出的为牛磺酸水溶液；(2)浓缩步骤(1)所得到的牛磺酸水溶液并使之析出结晶产物，滤出结晶产物即得牛磺酸。上述方法整体工艺简单，无污染物排放，但是由于氢离子容易返迁到碱室与氢氧根离子中和，导致运行电流效率较低，运行能耗偏高，处理量较低，副产品碱液的碱量产出偏低。

CN 111471002A公开了一种制备高纯度牛磺酸和盐的方法和系统，所述方法包括以下步骤：由环氧乙烷和亚硫酸氢盐反应生成羟乙基磺酸盐；羟乙基磺酸盐与氨、金属盐经氨解反应后进行蒸发，得到牛磺酸盐浓缩液，所述浓缩液在离子交换系统内进行离子交换，得到主要成分为牛磺酸的吸附液，吸附液单独收集，从中提取牛磺酸；用酸将被吸附的金属阳离子洗脱下来，洗脱液单独收集，从中提取盐或直接作为盐溶液产品。上述方法所得牛磺酸浓缩液中存在的较多的杂质，不利于后续离子交换，在后续操作中容易损坏离子交换膜，造成资源的浪费，增大生产成本。

CN 112661674A公开了一种环氧乙烷制备牛磺酸的优化工艺，所述工艺包括如下步骤：(1)将环氧乙烷与亚硫酸氢钠水溶液反应后制得羟乙基磺酸钠溶液，然后氨解得到牛磺酸钠水溶液；(2)调节所述牛磺酸钠水溶液的pH值为5-6之间，然后所述牛磺酸钠水溶液相接过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，分别去除溶液中的钠离子和亚硫酸根离子得到牛磺酸水溶液；(3)向所述步骤(2)得到牛磺酸水溶液中减压浓缩至饱和状态，然后降温析出牛磺酸晶体；(4)使用冷水冲洗牛磺酸晶体，干燥后得到成品。所述工艺方法复杂，需要使用阴、阳两种离子交换树脂，离子交换树脂的再生需要消耗大量的酸和碱。

综上所述，现行的牛磺酸的制备工艺虽然相对较成熟，但是在牛磺酸分离提纯及对中间副产物的循环利用或资源化处理方面仍有诸多不足。

因此，提供一种高收率、绿色环保的牛磺酸分离提纯及对中间副产物的循环利用或资源化处理方法已经是本领域亟需解决的问题之一。

发明内容