本實用新型涉及異亮氨酸規(guī)?；崛⊙b置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于異亮氨酸規(guī)模化提取生產(chǎn)的自動化連續(xù)離交系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

離子交換是異亮氨酸提取過程中非常重要的一個步驟，主要用途是提純產(chǎn)品，脫除物料中的雜質(zhì)，以達到純化效果。傳統(tǒng)離子交換分為固定床（Fixed Bed）、脈沖床（Pulse Bed）、模擬移動床（Simulated Moving Bed）等工藝。我廠原離交系統(tǒng)為固定床離子分離系統(tǒng)，它是在一種間歇式的工藝中一步一段時間的進行所有步驟的操作。

連續(xù)離子交換技術(shù)是一種完全革新的分離工藝技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的固定床樹脂吸附和離子交換工藝的基礎(chǔ)上結(jié)合連續(xù)逆流系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)而成。由一個帶有多個樹脂柱的圓盤，和一個多孔分配閥組成。通過圓盤的轉(zhuǎn)動和閥口的轉(zhuǎn)換，使分離柱在一個工藝循環(huán)中完成了吸附，水洗，解吸，再生的全部工藝過程。且在連續(xù)離交系統(tǒng)中，離子分離的所有工藝步驟在同時進行。

離子交換用于我廠異亮氨酸提取生產(chǎn)已有多年的歷史，從生產(chǎn)異亮氨酸起，原生產(chǎn)區(qū)一直用的是固定床離交系統(tǒng)。因固定床離交系統(tǒng)排口多，人工操作誤差大，很容易跑料，導(dǎo)致收率多年維持低水平，原有的離交系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，為了提高異亮氨酸提取生產(chǎn)水平，改變固定床離交系統(tǒng)高消耗、低產(chǎn)出、勞動生產(chǎn)率低下的現(xiàn)狀，公司決定引進自動化連續(xù)離交系統(tǒng)并應(yīng)用于異亮氨酸規(guī)模化提取生產(chǎn)中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術(shù)問題是提供用于異亮氨酸規(guī)模化提取生產(chǎn)的自動化連續(xù)離交系統(tǒng)，改變固定床離交系統(tǒng)高消耗、低產(chǎn)出、勞動生產(chǎn)率低下的現(xiàn)狀。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出以下技術(shù)方案：用于異亮氨酸規(guī)?；崛∩a(chǎn)的自動化連續(xù)離交系統(tǒng)，它包括物料系統(tǒng)，所述物料系統(tǒng)與多通閥相連，所述多通閥通過管道與多根離交柱相連，所述物料系統(tǒng)、多通閥和離交柱都與PLC控制器相連，所述PLC控制器與上位計算機相連。

所述物料系統(tǒng)包括水罐、氨水罐、原料罐、0.4N鹽酸罐、5.0%鹽酸罐、中間體罐和產(chǎn)品罐，所述水罐的進口與自來水管相連，所述水罐的出口通過離心泵連接有四根出水管，所述四根出水管通過多通閥之后分別與一號離交柱、十號離交柱、二十九號離交柱和二十八號離交柱相連；所述氨水罐的出液口通過離心泵連接有氨水管，所述氨水管通過多通閥之后與二號離交柱相連；所述原料罐的出液口通過離心泵連接有送料管，所述送料管通過多通閥之后與十八號離交柱和十九號離交柱相連；所述0.4N鹽酸罐的出液口通過離心泵連接有0.4N鹽酸出液管，所述0.4N鹽酸出液管通過多通閥之后與十一號離交柱的進口以及十號離交柱的出口相連；所述5.0%鹽酸罐出液口通過離心泵連接有5.0%鹽酸管，所述5.0%鹽酸管通過多通閥之后與三十號離交柱的進口以二十九號離交柱的出口相連；所述中間體罐通過離心泵連接有中間體輸送管，所述中間體輸送管通過多通閥之后與十八號離交柱和十九號離交柱的進口相連，十七號離交柱的出口通過中間體回料管與中間體罐相連通；所述產(chǎn)品罐的出液口通過離心泵連接有產(chǎn)品回料管，所述產(chǎn)品回料管與七號離交柱的進口相連，六號離交柱的出口通過產(chǎn)品管道與產(chǎn)品罐相連。

所述離交柱的九號離交柱出口通過第一廢水管與廢水回收池相連，所述離交柱的二十六號離交柱和二十七號離交柱的出口通過前雜處理管與前雜處理工序相連，所述二十八號離交柱的出口通過第二廢水管與廢水回收池相連，所述離交柱的三十二號離交柱通過后雜處理管與后雜處理工序相連。

所述多通閥采用聚丙烯材料制成，所述多通閥與定位編碼器相連控制閥門轉(zhuǎn)盤位置，所述多通閥與變頻器相連控制閥門轉(zhuǎn)動，所述閥門通過電機帶動減速器來驅(qū)動其動作。

所述水罐、氨水罐、原料罐、0.4N鹽酸罐、5.0%鹽酸罐、中間體罐和產(chǎn)品罐的內(nèi)部都安裝有液位傳感器和壓力傳感器，所述液位傳感器和壓力傳感器通過信號線與PLC控制器相連，所述PLC控制器與上位計算機相連，通過上位計算機能夠?qū)崟r監(jiān)控及記錄系統(tǒng)各運行參數(shù)，包括系統(tǒng)壓力、流量、多通閥閥門運行速度、步進速度、系統(tǒng)交換時間、系統(tǒng)各柱工藝位置和個原料罐，中間管的料位。

在出水管、氨水管、第一廢水管、0.4N鹽酸出液管、中間體回料管、中間體輸送泵、第二廢水管、5.0%鹽酸罐、產(chǎn)品管道、產(chǎn)品回料管、前雜處理管、后雜處理管和中間體輸送管都安裝有自控閥和流量傳感器，所述自控閥和流量傳感器通過信號線與PLC控制器相連，控制閥門的啟動和關(guān)閉。

所述0.4N鹽酸罐采用0.4Mol/L的稀鹽酸。

所述離交柱共有32根，樹脂裝載量1-2噸，離交柱進出口通過管道與多通閥連接，所述多通閥上設(shè)有32個用于連接離交柱的進口和32個用于連接離交柱的出口。

任意一項自動化連續(xù)離交系統(tǒng)的控制方法，它包括以下步驟：

1）通過PLC控制器設(shè)定系統(tǒng)工藝參數(shù)；

2）PLC 控制器對系統(tǒng)中流量傳感器、壓力傳感器、液位傳感器數(shù)據(jù)進行采集處理，并傳送至上位計算機；

3）操作人員通過上位計算機，監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)及各工藝參數(shù)，并根據(jù)授權(quán)等級方便對系統(tǒng)的運行參數(shù)進行設(shè)置；其中包括系統(tǒng)的壓力、流量、多通閥閥門運行速度、步進速度、系統(tǒng)交換時間、系統(tǒng)各柱工藝位置和各個原料罐，中間罐的料位等；

4）當系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時上位計算機可及時向操作人員提出報警提示，采用計算機控制后系統(tǒng)同客戶的外圍相關(guān)系統(tǒng)進行連接，從而實現(xiàn)更多的控制功能；

5）控制系統(tǒng)對對工藝中壓力、流量、液位等參數(shù)進行監(jiān)控；系統(tǒng)程序根據(jù)工藝參數(shù)和工藝控制要求輸出執(zhí)行指令給調(diào)節(jié)閥和變頻器執(zhí)行；系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)參數(shù)異常時，實時報警并停機保護；對控制系統(tǒng)設(shè)備硬件實行實時監(jiān)控及報警。

本實用新型的創(chuàng)新點和有益效果：

此異亮氨酸提取車間的自動化連續(xù)離交系統(tǒng)就是吸附、洗滌、解析、再生同時進行，同時控制和監(jiān)測。自動化連續(xù)離交系統(tǒng)對原生產(chǎn)工藝中多個方面進行了調(diào)整，包括進出料方式、洗滌方式、再生鹽酸濃度以及引用自動化設(shè)備等。通過此次改進產(chǎn)帶來了以下幾個方面的有益效果。

1、進出料方式的調(diào)整

進料、出料方式由以前的階段性進出料改為連續(xù)進出料，改進之后的進出料方式提高了離交效率，進而提高了產(chǎn)能。

2、洗滌方式的改變

以前的生產(chǎn)工藝中洗滌劑為氯化銨，現(xiàn)在改為稀鹽酸；另外，另設(shè)有洗滌柱，使再生鹽酸、解析氨得到充分利用，達到節(jié)能降耗的目的。

3、工藝控制的調(diào)整

工藝控制上，在保證洗滌效果的前提下，舍棄了氯化銨作洗滌劑，用0.4Mol/L的稀鹽酸代替，減少了相關(guān)配套設(shè)備，減少了原材料的使用；在保證再生效果的前提下，將再生鹽酸濃度由1.8-2.2Mol/L降低至1.3-1.7Mol/L，降低了原材料使用成本。

4、自動化設(shè)備的應(yīng)用

全程各項工藝參數(shù)控制穩(wěn)定，數(shù)據(jù)顯示明顯，并且設(shè)有報警裝置，避免了在老廠區(qū)無自動化設(shè)備時，通過人為操作來控制各項中間指標的不穩(wěn)定問題。

車間于2015年10月開始以水代料運行，11月帶料運行，這期間經(jīng)歷了反復(fù)的調(diào)試階段和新設(shè)備磨合階段，最終于2016年上半年生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)水平均得到了穩(wěn)定。2016年1-6月共處理發(fā)酵液279800Kg，平均收率由原來的91% 上升到了95%左右，解析液平均含量也由2.0%左右上升到了2.5%左右。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型異亮氨酸連續(xù)離交系統(tǒng)的物料系統(tǒng)管路圖。

圖2是本實用新型異亮氨酸連續(xù)離交系統(tǒng)的離交柱管路連接示意圖。

圖1中：水罐TN1、氨水罐TN2、原料罐TN7、0.4N鹽酸罐TN5、5.0%鹽酸罐TN10、中間體罐TN16、產(chǎn)品罐TN11；

出水管N1、N4、N9、N14、氨水管N2、第一廢水管N3、0.4N鹽酸出液管N5、中間體回料管N6、中間體輸送泵N7、第二廢水管N8、5.0%鹽酸罐TN10、產(chǎn)品管道N11、產(chǎn)品回料管N12、前雜處理管N13、后雜處理管N15、中間體輸送管N16；

離交柱1-32。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。

參見圖1-2，用于異亮氨酸規(guī)?；崛∩a(chǎn)的自動化連續(xù)離交系統(tǒng)，它包括物料系統(tǒng)，所述物料系統(tǒng)與多通閥相連，所述多通閥通過管道與多根離交柱相連，所述物料系統(tǒng)、多通閥和離交柱都與PLC控制器相連，所述PLC控制器與上位計算機相連。通過采用自動化控制，此系統(tǒng)的吸附、洗滌、解析、再生同時進行，同時控制和監(jiān)測。改變固定床離交系統(tǒng)高消耗、低產(chǎn)出、勞動生產(chǎn)率低下的現(xiàn)狀。

進一步的，所述物料系統(tǒng)包括水罐TN1、氨水罐TN2、原料罐TN7、0.4N鹽酸罐TN5、5.0%鹽酸罐TN10、中間體罐TN16和產(chǎn)品罐TN11，所述水罐的進口與自來水管相連，所述水罐TN1的出口通過離心泵連接有四根出水管N1、N4、N9、N14，所述四根出水管通過多通閥之后分別與一號離交柱1、十號離交柱10、二十九號離交柱29和二十八號離交柱28相連；所述氨水罐TN2的出液口通過離心泵連接有氨水管N2，所述氨水管N2通過多通閥之后與二號離交柱2相連；所述原料罐TN7的出液口通過離心泵連接有送料管N7，所述送料管N7通過多通閥之后與十八號離交柱18和十九號離交柱19相連；所述0.4N鹽酸罐TN5的出液口通過離心泵連接有0.4N鹽酸出液管N5，所述0.4N鹽酸出液管N5通過多通閥之后與十一號離交柱11的進口以及十號離交柱10的出口相連；所述5.0%鹽酸罐TN10出液口通過離心泵連接有5.0%鹽酸管N10，所述5.0%鹽酸管N10通過多通閥之后與三十號離交柱30的進口以二十九號離交柱29的出口相連；所述中間體罐TN16通過離心泵連接有中間體輸送管N16，所述中間體輸送管N16通過多通閥之后與十八號離交柱18和十九號離交柱19的進口相連，十七號離交柱17的出口通過中間體回料管N6與中間體罐TN16相連通；所述產(chǎn)品罐TN11的出液口通過離心泵連接有產(chǎn)品回料管N12，所述產(chǎn)品回料管N12與七號離交柱7的進口相連，六號離交柱6的出口通過產(chǎn)品管道N11與產(chǎn)品罐TN11相連。上述的離交系統(tǒng)能夠保證整個吸附、洗滌、解析、再生同時進行，同時控制和監(jiān)測，進而提高了效率。

進一步的，所述離交柱的九號離交柱9出口通過第一廢水管N3與廢水回收池相連，所述離交柱的二十六號離交柱26和二十七號離交柱27的出口通過前雜處理管N13與前雜處理工序相連，所述二十八號離交柱28的出口通過第二廢水管N8與廢水回收池相連，所述離交柱的三十二號離交柱32通過后雜處理管N15與后雜處理工序相連。

進一步的，所述多通閥采用聚丙烯材料制成，所述多通閥與定位編碼器相連控制閥門轉(zhuǎn)盤位置，所述多通閥與變頻器相連控制閥門轉(zhuǎn)動，所述閥門通過電機帶動減速器來驅(qū)動其動作。

進一步的，所述水罐TN1、氨水罐TN2、原料罐TN7、0.4N鹽酸罐TN5、5.0%鹽酸罐TN10、中間體罐TN16和產(chǎn)品罐TN11的內(nèi)部都安裝有液位傳感器和壓力傳感器，所述液位傳感器和壓力傳感器通過信號線與PLC控制器相連，所述PLC控制器與上位計算機相連，通過上位計算機能夠?qū)崟r監(jiān)控及記錄系統(tǒng)各運行參數(shù)，包括系統(tǒng)壓力、流量、多通閥閥門運行速度、步進速度、系統(tǒng)交換時間、系統(tǒng)各柱工藝位置和個原料罐，中間管的料位。

進一步的，在出水管N1、N4、N9、N14、氨水管N2、第一廢水管N3、0.4N鹽酸出液管N5、中間體回料管N6、中間體輸送泵N7、第二廢水管N8、5.0%鹽酸罐TN10、產(chǎn)品管道N11、產(chǎn)品回料管N12、前雜處理管N13、后雜處理管N15和中間體輸送管N16都安裝有自控閥和流量傳感器，所述自控閥和流量傳感器通過信號線與PLC控制器相連，控制閥門的啟動和關(guān)閉。

進一步的，所述0.4N鹽酸罐TN5采用0.4Mol/L的稀鹽酸。之所以采用0.4Mol/L的稀鹽酸替代傳統(tǒng)的氯化銨作洗滌劑，主要是因為：

1、氯化銨在適當濃度下，溶液中的銨離子把吸附力弱的陽離子洗脫下來，達到洗滌雜質(zhì)效果。在適當濃度下的稀鹽酸能減小樹脂能力，也能把吸附力弱的陽離子洗脫下來。這兩種物質(zhì)具有同樣的洗滌作用。

2、在確保洗滌效果的前提下，稀鹽酸代替氯化銨作為洗滌劑，可減少相關(guān)配套設(shè)備，降低原材料成本，緩解環(huán)保壓力。

進一步的，所述離交柱共有32根，樹脂裝載量1-2噸，離交柱進出口通過管道與多通閥連接，所述多通閥上設(shè)有32個用于連接離交柱的進口和32個用于連接離交柱的出口。

實施例2：

任意一項自動化連續(xù)離交系統(tǒng)的控制方法，它包括以下步驟：

1）通過PLC控制器設(shè)定系統(tǒng)工藝參數(shù)；

2）PLC 控制器對系統(tǒng)中流量傳感器、壓力傳感器、液位傳感器數(shù)據(jù)進行采集處理，并傳送至上位計算機；

3）操作人員通過上位計算機，監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)及各工藝參數(shù)，并根據(jù)授權(quán)等級方便對系統(tǒng)的運行參數(shù)進行設(shè)置；其中包括系統(tǒng)的壓力、流量、多通閥閥門運行速度、步進速度、系統(tǒng)交換時間、系統(tǒng)各柱工藝位置和各個原料罐，中間罐的料位等；

4）當系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時上位計算機可及時向操作人員提出報警提示，采用計算機控制后系統(tǒng)同客戶的外圍相關(guān)系統(tǒng)進行連接，從而實現(xiàn)更多的控制功能；

5）控制系統(tǒng)對對工藝中壓力、流量、液位等參數(shù)進行監(jiān)控；系統(tǒng)程序根據(jù)工藝參數(shù)和工藝控制要求輸出執(zhí)行指令給調(diào)節(jié)閥和變頻器執(zhí)行；系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)參數(shù)異常時，實時報警并停機保護；對控制系統(tǒng)設(shè)備硬件實行實時監(jiān)控及報警。

實施例3：

一、連續(xù)離交系統(tǒng)主要設(shè)備包括：

1、物料系統(tǒng)：氨水罐、水罐、原料罐、0.4N鹽酸罐、5.0%鹽酸罐、中間體罐、產(chǎn)品罐及各儲罐配套離心泵，各儲罐及配套離心泵通過管道與多通閥上下進出口連接。

2、IONEX 多通閥：

1）1個DN40的IONEX多通閥，材料為聚丙烯，及相應(yīng)的O型圈，密封，用于連接樹脂柱的32 個進口和32 個出口接頭。

2）1個確定IONEX 閥門轉(zhuǎn)盤位置的定位編碼器。

3）1 個用于控制IONEX 閥門轉(zhuǎn)動的變頻器（Danfoss 牌）

4）2 個驅(qū)動IONEX 閥門的電機和減速機（380V，50Hz）。

3、32根離交柱，樹脂裝量約1至2噸，離交柱進出口通過管道與多通閥連接

4、自控系統(tǒng)：PLC 控制柜、電腦、16個自控閥、10流量傳感器、6個壓力傳感器 、7個液位傳感器。

該連續(xù)離交自控系統(tǒng)流程包括：

1）系統(tǒng)工藝參數(shù)的設(shè)定與控制，由PLC 控制。

2）操作平臺為工業(yè)計算機，PLC 對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行采集處理，并傳送至上位計算機。

3）通過上位計算機，操作人員可以監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)及各工藝參數(shù)，并可根據(jù)授權(quán)等級方便對系統(tǒng)的運行參數(shù)進行設(shè)置。上位計算機可實時監(jiān)控及記錄系統(tǒng)各運行參數(shù)，其中包括系統(tǒng)的壓力、流量、IONEX 閥門運行速度、步進速度、系統(tǒng)交換時間、系統(tǒng)各柱工藝位置和各個原料罐，中間罐的料位等。

4）當系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時上位計算機可及時向操作人員提出報警提示，采用計算機控制后系統(tǒng)能夠方便的同客戶的外圍相關(guān)系統(tǒng)進行連接，從而實現(xiàn)更多的控制功能。

5）控制系統(tǒng)對對工藝中壓力、流量、液位等參數(shù)進行監(jiān)控；系統(tǒng)程序根據(jù)工藝參數(shù)和工藝控制要求輸出執(zhí)行指令給調(diào)節(jié)閥和變頻器執(zhí)行；系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)參數(shù)異常時，實時報警并停機保護；對控制系統(tǒng)設(shè)備硬件實行實時監(jiān)控及報警。

本實用新型為了使自動化連續(xù)離交系統(tǒng)成功應(yīng)用，對原生產(chǎn)工藝中多個方面進行了創(chuàng)新，包括進出料方式、洗滌方式、再生鹽酸濃度以及引用自動化設(shè)備等。進而成功的將自動化連續(xù)離交系統(tǒng)應(yīng)用于公司異亮氨酸規(guī)?；崛∩a(chǎn)車間，吸附、洗滌、解析、再生同時進行，同時控制和監(jiān)測。

本實用新型的有點主要體現(xiàn)在以下方面：

一）自動化設(shè)備的應(yīng)用后，全程各項工藝參數(shù)控制穩(wěn)定，數(shù)據(jù)顯示明顯，并且設(shè)有報警裝置，避免了在老廠區(qū)無自動化設(shè)備時，通過人為操作來控制各項中間指標的不穩(wěn)定問題。該系統(tǒng)的應(yīng)用主要具備以下幾個方面的特點：

1）產(chǎn)品成分和濃度保持相對穩(wěn)定；

2）可靈活調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏快慢；

3）全自動、程序化的操作控制，運行穩(wěn)定，避免人工操作失誤；減少操作人員；

4）設(shè)備緊湊，易與前后崗位的生產(chǎn)過程和設(shè)備匹配，減少占地面積；

5）可同時去除或者分離具有不同特性的雜質(zhì)，可將復(fù)雜的工藝簡單化；

6）樹脂用量大幅減少50%--80%，其它如洗脫劑、再生劑的消耗也相應(yīng)減少，減少了運行成本和設(shè)備投資；

二）經(jīng)濟效益方面

按月產(chǎn)45000㎏異亮氨酸成品計算：

1）原材料節(jié)約：45000*4.3=193500元

2）節(jié)約用水：18000*2.5=45000元

節(jié)約蒸汽：150*200=30000元

3）收得率提高：1500*100元/公斤=150000元

每年增加經(jīng)濟效益約 41.85*12=502.2萬元

綜上，該實用新型方法應(yīng)用后：通過應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)，減少操作人員，降低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率；用水及用汽大幅減少，有力的推動環(huán)保和節(jié)能工作；使系統(tǒng)用地面積減少。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。