CN1690215A - 一种利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法。以能产生腈水合酶或酰胺酶的微生物经发酵后形成催化剂发酵液，对该发酵液进行离心分离后投入反应釜，催化反应釜中的精制丙烯腈和去离子水发生水合反应，将反应产物再次进行离心分离后，将得到的清液以精制膜过滤，即得丙烯酰胺产品。本发明工艺简单，设备投资少，反应速度快，反应周期短，节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及丙烯酰胺的制备方法，具体地说，是利用微生物酶作为催化剂制备丙烯酰胺的方法。
背景技术
目前，固定化工艺生产丙烯酰胺，其流程长，造粒工艺复杂，造粒后固化时间长，需要大量的纯水清洗粒子，并在造粒过程酶活损失大。从设备角度看，该工艺需要造粒机、固化器等后处理设备，装置复杂，能耗高。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下方案：以能产生腈水合酶(NitrileHydratase，NHASE)或酰胺酶(AMiDASE)的微生物经发酵后形成催化剂发酵液，对该发酵液进行离心分离后投入反应釜，催化反应釜中的精制丙烯腈和去离子水发生水合反应，将反应产物再次进行离心分离后，将得到的清液以精制膜过滤，即得丙烯酰胺产品。
本发明的反应方程式如式(1)和式(2)：
可以用于本发明的、能产生腈水合酶的微生物有红球菌(Rhodococcus)、假单胞菌(Pseudomonas)、假诺卡氏菌(Pseudonocardia)、节杆菌(Arthrobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)、诺卡氏菌(Nocardia)、丛毛单胞菌(Comamonas)、棒状杆菌(Corynebacterium)以及短杆菌(Brevibacterium)等。
本发明所述的反应釜，可以是配备有近红外控制系统的反应釜。
在进行水合反应时，起始温度为10℃，反应时温度控制在10～20℃。
在进行水合反应时，精制丙烯腈的浓度为0.12wt％以下。浓度过高，催化剂容易中毒而部分或者全部失效。
本发明的优点是：
1、工艺简单
原固定化工艺流程长，有其复杂的造粒工艺，造粒后固化时间长，需用大量的纯水清洗粒子，并在造粒过程酶活损失大。现工艺去除了造粒等复杂的工艺直接用游离细胞参与反应。
2、设备投资等大幅度减少
除去了调制设备，造粒机，固化器，清洗设备并去除了反应后的大计量的过虑设备及大量的残渣处理。
现改用离心机处理催化剂的纯化与残渣，不但节约设备投资，还大幅度减少生产车间的厂房而积。
3、反应速度加快，反应周期短
由于固定化工艺中，催化剂包埋在颗粒内，因而其反应的初速度较慢；而本发明中，游离细胞直接参与反应，其初速度较快，从工业装置生产也证明了本发明比固定化反应速度要快1倍。
4、节约能源、设备利用率增加
由于反应周期缩短，相同设备的年生产能力加大，相应节约能源。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
具体实施方式
实施例1
如图1所示，以诺卡氏菌(Nocardia)经发酵后形成催化剂发酵液，对该发酵液进行离心分离后投入配备有近红外控制系统的反应釜内，催化反应釜中的精制丙烯腈和去离子水发生水合反应，将反应产物再次进行离心分离后，将得到的清液以精制膜过滤，即得丙烯酰胺产品。在进行水合反应时，起始温度为10℃，反应时温度控制在20℃。在进行水合反应时，精制丙烯腈的浓度为0.12wt％。
发酵生产的主要碳源是葡萄糖，生产方式通常为批式工艺，即在培养之前向封闭系统内加入足量的培养基，如葡萄糖、酵母浸粉、尿素等，在培养时，除了不断通入空气以及培养体系不断放出尾气外，体系与外界无其他物料交换。
实施例2
以假诺卡氏菌(Pseudonocardia)经发酵后形成催化剂发酵液，对该发酵液进行离心分离后投入配备有近红外控制系统的反应釜内，催化反应釜中的精制丙烯腈和去离子水发生水合反应，将反应产物再次进行离心分离后，将得到的清液以精制膜过滤，即得丙烯酰胺产品。在进行水合反应时，起始温度为10℃，反应时温度控制在15℃。在进行水合反应时，精制丙烯腈的浓度为0.10wt％。
Claims (4)
1.一种利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法，其特征在于：以能产生腈水合酶或酰胺酶的微生物经发酵后形成催化剂发酵液，对该发酵液进行离心分离后投入反应釜，催化反应釜中的精制丙烯腈和去离子水发生水合反应，将反应产物再次进行离心分离后，将得到的清液以精制膜过滤，即得丙烯酰胺产品。
2.根据权利要求1所述的利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法，其特征在于：所述的反应釜，是配备有近红外控制系统的反应釜。
3.根据权利要求1所述的利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法，其特征在于：在进行水合反应时，起始温度为10℃，反应时温度控制在10～20℃。
4.根据权利要求1所述的利用游离细胞微生物制备丙烯酰胺的方法，其特征在于：在进行水合反应时，精制丙烯腈的浓度为0.12wt％以下。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2004
- 2004-04-28 CN CN 200410037642 patent/CN1690215A/zh active Pending
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