与传统化学法相比,酶催化合成D-丝氨酸和DL-丝氨酸具有明显的优势.该工艺以甲醛和甘氨酸为底物,在D-苏氨酸醛缩酶和辅酶的催化作用下,将一分子甲醛和一分子甘氨酸转化为一分子D-丝氨酸.随后,通过氨基酸消旋酶的催化作用,D-丝氨酸消旋化生成DL-丝氨酸.整个过程操作简单,生产周期短,收率高,且避免了剧毒原料的使用,环保压力显著降低.
该联产工艺系统的核心设备包括发酵罐,连续浓缩结晶设备和离心机.
发酵罐负责含酶细胞的发酵,生成含酶发酵液.陶瓷膜用于清洗酶液并将其转移至酶储罐冷藏保存,清洗后的酶再次投入发酵罐中进行催化.酶催化液经过陶瓷膜过滤,截留酶菌泥后,清液进入连续浓缩结晶设备进行浓缩结晶.当出现大量晶体时,物料通过物料泵进入离心机,将结晶和母液分离.母液多批次混合后返回发酵罐,加入氨基酸消旋酶催化生成DL-丝氨酸,从而实现资源的高效利用.
此外,系统还配置了纳滤膜和过滤器,用于除杂脱色和进一步提高丝氨酸的浓度.离心机分离后的晶体通过双锥干燥器进行烘干和混合,最终得到高纯度的D-丝氨酸和DL-丝氨酸产品.