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丙烯酰胺:微生物法將取代化學法

文字:[大][中][小] 2014-10-2    瀏覽次數:1121    

  丙烯酰胺:微生物法將取代化學法

  開創國內生物法生產大宗化工產品與材料先河的第三代丙烯酰胺生產技術——微生物法工藝,因具有高選擇性、高活性和高效率,且產生“三廢”少等優點,自問世以來一直備受青睞。在上周召開的2009丙烯酰胺/聚丙烯酰胺產業發展研討會上,國內權威專家預言,微生物法丙烯酰胺必將逐步取代化學法。

  誕生至今一直領先

  作為微生物法丙烯酰胺技術的主要完成人,中國工程院院士、浙江工業大學名譽校長沈寅初主持建立了我國第一套利用生物技術生產大宗化工原料的工業裝置。他表示,目前掌握微生物法丙烯酰胺生產技術的國家只有中國、日本、俄羅斯以及韓國4個國家。其中,我國的生產技術水平已經領先國際。采用國內技術生產的產品不但性能好,酶活力高于國外水平,而且由于采用了游離細胞分離后耦合技術,工藝也較國外更為簡單,能耗更少。目前我國已攻克了各種工程放大技術,微生物法丙烯酰胺總產量已居世界第一,擁有了10萬噸/年的最大單套裝置產能。而且,第三代微生物法丙烯酰胺生產工藝中,以鈷離子為輔基的酶的微生物是上海市農藥研究所最早從泰山土壤中分離得到的。

  中國工程院院士、南京工業大學校長歐陽平凱也表示,我國微生物法丙烯酰胺生產技術從開發之初到使用至今,始終居國際前列。

  取代只是時間問題

  歐陽平凱表示,微生物法丙烯酰胺開創了國內生物法生產大宗化工產品、材料的先河,突破了國內高分子量、超高分子量聚丙烯酰胺的生產技術,并拓寬了其應用領域。可以說,微生物法從根本上“打倒”了化學法。

  沈寅初表示,從長遠來看,微生物法肯定會取代化學法,這只是時間的問題。從產品純度上看,化學法丙烯酰胺中含有微量銅離子和其他金屬離子,反應活性受到一定的影響。微生物法丙烯酰胺則不存在這個問題,反應活性非常高,而反應活性決定了用丙烯酰胺做衍生物的反應速度和產率。由于產品純度高,因而聚合度高,特別適合于生產“三次采油”用聚丙烯酰胺。另外,從成本上看,僅原料消耗一項,微生物法就具有很大優勢,丙烯腈單耗為0.76噸/噸,而化學法為0.82噸/噸。特別是萬噸級以上規模,其成本優勢將更加明顯。

  據統計,2008年我國微生物法丙烯酰胺產量約占丙烯酰胺總量的43%。

  亟待深入縱橫開發

  沈寅初指出,微生物法丙烯酰胺生產工藝正日趨成熟,為了擴大應用領域,除了對原有工藝進一步完善外,還要注重開展橫縱向研究深入。

  在縱向研究方面,丙烯酰胺單體要在不同領域中得到應用,就必須制成相應的聚合物。采油用聚合物的生產相對簡單,在廢水處理、造紙等領域中應用則復雜一些,而我國在這方面的技術仍是薄弱環節。沈寅初指出,目前國內各生產廠家都是在現有經驗的基礎上進行聚合生產,至今沒有一個專門的部門對聚合物性質進行系統的研究,因此,我國在聚合物品種的研究上需要加大投入。

  在橫向研究方面,含腈化合物是一類重要化合物,該領域涉及到三個酶(腈水解酶、腈水合酶、酰胺酶)的催化。目前對丙烯酰胺生產中的腈水合酶研究已經取得進展,如果能夠對另外兩種酶加以深入研究,將可擴大腈化合物產業,開發出煙酰胺、扁桃酸、α-氨基酸、α-羧基酸、α-羧基酰胺等多種酰胺類及羧酸類產品。經過相關大學和研究單位開展系統化研究,有望形成以丙烯酰胺為骨干產品的含腈化合物生物轉化產業聯盟。

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