微生物催化丙烯腈生产丙烯酸的工艺技术
丙烯酸是一种应用广泛的基础化工原料,随着其市场的不断拓展,对丙烯酸的需求不断增长。传统的丙烯酸生产方法是化学合成法生产,该方法污染大,副产物多,反应条件苛刻。随着科学技术的发展,利用微生物法生产丙烯酸逐渐开始有相关研究报道。相比传统化学方法,微生物法生产污染小,对环境友好,副产物少,反应条件温和,符合化学品生产的未来发展趋势。
致力于研究和发展微生物法催化丙烯腈生产丙烯酸的工艺,使工艺水平达到工业化应用指标,并期望实现工业化的应用。首先,针对传统分析方法中分析速度慢的弱点,建立了毛细管气相色谱分析方法。该方法能够快速定量的分析丙烯腈的生物催化产物,分析时间缩短至4分钟,为工业上实现快速的在线检测提供了技术保障。
针对目前已有的产腈水解酶的菌种进行诱变处理,通过紫外线诱变与氯化锂诱变,并建立了大规模的菌种复合筛选方案,成功筛选到一株高突变菌株,酶活较出发菌株提高70﹪。经过传代培养,其酶活遗传稳定,选择该菌为后续试验的出发菌株,并将其命名为:Rhodococcusrhodochroustgl-A6。为获得高产腈水解酶的培养条件,对于该菌的培养基及培养条件进行了优化,确定了产酶培养基的成份及具体培养条件。经过优化后,培养96小时,酶活达到26.77U/mL。经上罐培养72小时,酶活可以达到20U/mL以上,为实现工业化应用提供了保证。对催化过程进行了研究,通过研究确立了最佳的催化温度等催化条件,并且进行了连续催化的研究。经过10小时的补加丙烯腈连续催化,产物累积浓度达到414.2g/L,为目前文献所报道的最高值。