專利名稱：一種利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法
技術領域：
本發明涉及丙烯酰胺的制備方法，具體地說，是利用微生物酶作為催化劑制備丙烯酰胺的方法。
背景技術：
目前，固定化工藝生產丙烯酰胺，其流程長，造粒工藝復雜，造粒后固化時間長，需要大量的純水清洗粒子，并在造粒過程酶活損失大。從設備角度看，該工藝需要造粒機、固化器等后處理設備，裝置復雜，能耗高。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法。
為實現上述目的，本發明采取以下方案以能產生腈水合酶(NitrileHydratase，NHASE)或酰胺酶(AMiDASE)的微生物經發酵后形成催化劑發酵液，對該發酵液進行離心分離后投入反應釜，催化反應釜中的精制丙烯腈和去離子水發生水合反應，將反應產物再次進行離心分離后，將得到的清液以精制膜過濾，即得丙烯酰胺產品。
本發明的反應方程式如式(1)和式(2)
可以用于本發明的、能產生腈水合酶的微生物有紅球菌(Rhodococcus)、假單胞菌(Pseudomonas)、假諾卡氏菌(Pseudonocardia)、節桿菌(Arthrobacter)、芽孢桿菌(Bacillus)、諾卡氏菌(Nocardia)、叢毛單胞菌(Comamonas)、棒狀桿菌(Corynebacterium)以及短桿菌(Brevibacterium)等。
本發明所述的反應釜，可以是配備有近紅外控制系統的反應釜。
在進行水合反應時，起始溫度為10℃，反應時溫度控制在10～20℃。
在進行水合反應時，精制丙烯腈的濃度為0.12wt％以下。濃度過高，催化劑容易中毒而部分或者全部失效。
本發明的優點是1、工藝簡單原固定化工藝流程長，有其復雜的造粒工藝，造粒后固化時間長，需用大量的純水清洗粒子，并在造粒過程酶活損失大。現工藝去除了造粒等復雜的工藝直接用游離細胞參與反應。
2、設備投資等大幅度減少除去了調制設備，造粒機，固化器，清洗設備并去除了反應后的大計量的過慮設備及大量的殘渣處理。
現改用離心機處理催化劑的純化與殘渣，不但節約設備投資，還大幅度減少生產車間的廠房而積。
3、反應速度加快，反應周期短由于固定化工藝中，催化劑包埋在顆粒內，因而其反應的初速度較慢；而本發明中，游離細胞直接參與反應，其初速度較快，從工業裝置生產也證明了本發明比固定化反應速度要快1倍。
4、節約能源、設備利用率增加由于反應周期縮短，相同設備的年生產能力加大，相應節約能源。
圖1是本發明的工藝流程圖具體實施方式
實施例1如圖1所示，以諾卡氏菌(Nocardia)經發酵后形成催化劑發酵液，對該發酵液進行離心分離后投入配備有近紅外控制系統的反應釜內，催化反應釜中的精制丙烯腈和去離子水發生水合反應，將反應產物再次進行離心分離后，將得到的清液以精制膜過濾，即得丙烯酰胺產品。在進行水合反應時，起始溫度為10℃，反應時溫度控制在20℃。在進行水合反應時，精制丙烯腈的濃度為0.12wt％。
發酵生產的主要碳源是葡萄糖，生產方式通常為批式工藝，即在培養之前向封閉系統內加入足量的培養基，如葡萄糖、酵母浸粉、尿素等，在培養時，除了不斷通入空氣以及培養體系不斷放出尾氣外，體系與外界無其他物料交換。
實施例2以假諾卡氏菌(Pseudonocardia)經發酵后形成催化劑發酵液，對該發酵液進行離心分離后投入配備有近紅外控制系統的反應釜內，催化反應釜中的精制丙烯腈和去離子水發生水合反應，將反應產物再次進行離心分離后，將得到的清液以精制膜過濾，即得丙烯酰胺產品。在進行水合反應時，起始溫度為10℃，反應時溫度控制在15℃。在進行水合反應時，精制丙烯腈的濃度為0.10wt％。
權利要求
1.一種利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法，其特征在于以能產生腈水合酶或酰胺酶的微生物經發酵后形成催化劑發酵液，對該發酵液進行離心分離后投入反應釜，催化反應釜中的精制丙烯腈和去離子水發生水合反應，將反應產物再次進行離心分離后，將得到的清液以精制膜過濾，即得丙烯酰胺產品。
2.根據權利要求1所述的利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法，其特征在于所述的反應釜，是配備有近紅外控制系統的反應釜。
3.根據權利要求1所述的利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法，其特征在于在進行水合反應時，起始溫度為10℃，反應時溫度控制在10～20℃。
4.根據權利要求1所述的利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法，其特征在于在進行水合反應時，精制丙烯腈的濃度為0.12wt％以下。
全文摘要
本發明公開了一種利用游離細胞微生物制備丙烯酰胺的方法。以能產生腈水合酶或酰胺酶的微生物經發酵后形成催化劑發酵液，對該發酵液進行離心分離后投入反應釜，催化反應釜中的精制丙烯腈和去離子水發生水合反應，將反應產物再次進行離心分離后，將得到的清液以精制膜過濾，即得丙烯酰胺產品。本發明工藝簡單，設備投資少，反應速度快，反應周期短，節省能源。
文檔編號C12P13/02GK1690215SQ20041003764
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月28日 優先權日2004年4月28日
發明者郭文禮, 黃錦文 申請人:北京市恒聚油田化學劑有限公司