[发明专利]一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺

权利要求书

1.一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

菌种培养：初步培养菌种后大量发酵繁殖，发酵液经微滤膜过滤洗涤后得到菌溶液备用；

菌种固定化：混合菌溶液与固定化载体后静置，过滤后得到固定化菌种；

催化水合：将固定化菌种加入纯水中，然后持续滴加丙烯腈，始终保持水合体系中的丙烯腈质量浓度小于1％，催化发生水合反应，得到水合液；

后处理：水合液经超滤膜过滤后得到丙烯酰胺粗品液，再依次经过离子交换和提浓操作后得到质量百分含量为40～50％的丙烯酰胺液体成品；

所述菌种固定化步骤中，所述固定化载体为聚乳酸和含疏基微孔聚合物构成，所述含疏基微孔聚合物的结构式如下：

所述聚乳酸是以下结构式的环状内酯单体经开环聚合得到，环状内酯单体的合成路线如下：

所述固定化载体的制备方法如下：

溶解共混：将所述聚乳酸和所述含疏基微孔聚合物溶于有机溶剂中，得到混合液；

成型处理：蒸出混合液中的有机溶剂，依次经洗涤、烘干、粉碎操作后得到成品固定化载体；

所述溶解共混步骤中，所述聚乳酸和所述含疏基微孔聚合物两者的质量比为1：(1.5～2.1)，且所述聚乳酸的数均分子量为10000～30000，所述含疏基微孔聚合物的数均分子量为30000～50000；

所述溶解共混步骤中，在所述聚乳酸和所述含疏基微孔聚合物充分溶解后加入纳米氧化铝，所述纳米氧化铝包括纳米α-Al₂O₃·3H₂O和纳米γ-Al₂O₃，超声分散后得到混合液；

所述催化水合步骤中，所述固定化菌种、丙烯腈和纯水的质量比为1：(2.1～2.9)：(7.1～8.6)；

所述菌种为红球菌。

2.根据权利要求1所述的一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺，其特征在于，所述溶解共混步骤中，所述纳米氧化铝预先经含双键的硅烷偶联剂浸渍处理，得到改性后的纳米氧化铝；然后在所述聚乳酸和所述含疏基微孔聚合物充分溶解后加入改性后的纳米氧化铝，并调节pH至弱碱性，超声分散后得到混合液。

3.根据权利要求1所述的一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺，其特征在于，所述纳米α-Al₂O₃·3H₂O和纳米γ-Al₂O₃的质量比为1：(5.6～7.2)。

4.根据权利要求1所述的一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺，其特征在于，所述成型处理步骤中，烘干温度为110～130℃。

5.根据权利要求1所述的一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺，其特征在于，所述菌种培养步骤中，初步培养的菌种是经丙烯腈溶液梯度驯化后得到的。

6.根据权利要求5所述的一种微生物法生产丙烯酰胺的工艺，其特征在于，所述梯度驯化过程中，控制丙烯腈浓度呈3g/L、5g/L、7g/L和9g/L依次变化。