PH值值在微生物丙烯酰胺、聚丙烯酰胺生产中的影响和控制.doc

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1、.pH值在微生物法丙烯酰胺、聚丙烯酰胺生产中的影响及其控制常惠联常万叶（麦尔生化，076250）摘要：论述了pH值在微生物法丙烯酰胺、聚丙烯酰胺生产中的影响及其控制。关键词：pH值微生物法丙烯酰胺聚丙烯酰胺控制pHvalueinthemicrobiologicalmethodofacrylamide,polyacrylamideanditscontroloftheproductionChangHuilianChangWanye(ZhangjiakouMaierBiochemicalCo.,Ltd.,HebeiZhangjia

2、kou076250)Abstract:ThepaperdiscussesthepHvalueinthemicrobiologicalmethodofacrylamide,polyacrylamideproductionanditscontrol.Keywords:pH，microbiology，Acrylamide，Polyacrylamide，control. 丙烯酰胺是一种用途广泛的重要精细有机化工原料。工业上直接使用丙烯酰胺的厂家不多,大多用来生产丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物,其中以聚丙烯酰胺数量最大、用途最广。

3、聚丙烯酰胺作为增稠剂、絮凝剂、增强剂等,广泛应用于石油、造纸、采矿、洗煤、冶金、环保、建材、涂料、食品等领域。丙烯酰胺于1893年由Moureu用丙烯酰氯与氨在低温下制成。世界上工业化生产丙烯酰胺都是以丙烯腈为原料,进行催化水合。1954年美国氰胺公司首先开发了硫酸水解法生产丙烯酰胺技术。70年代中期,铜系催化剂问世,它相对于硫酸水合法，工艺得到了巨大改进，环境污染减小，转化率提高，副产物减少、但反应条件需要在高温下进行．由于铜催化剂的在丙烯酰胺反应液中残留有铜离子，使生产的丙烯酰胺难以合成超高分子量的聚丙烯酰胺。1985年

4、,日本日东公司利用日本京都大学山田研究室的成果,首先建成了世界上第一个微生物法生产丙烯酰胺的工业装置,使丙烯酰胺工业化生产技术更加先进。我国从1984年开始进行微生物法生产丙烯酰胺的研究工作,主要研究单位有农药研究所(即原化工部生物化学工程研究中心)、中国科学院微生物研究所、交通大学、石油化工研究院。微生物法与铜催化法相比较,有很多优点:(1)反应在常温、常压下进行,降低了能耗,操作简单、安全;(2)丙烯腈转化率达99.9%,省去了丙烯腈真空闪蒸回收工序和铜分离工序;(3)反应产物丙烯酰胺浓度为33%～35%,省去了蒸发浓缩

5、工序;(4)产品中不含铜离子,产品纯度高,特别适合于生产“三次采油”用超高分子量聚丙烯酰胺[1](分子量≥2300万)。在微生物法丙烯酰胺、聚丙烯酰胺生产工艺中pH值一系列的控制，包括菌体的培养pH值、腈水台酶水合反应pH值、丙烯酰胺精制pH值、丙烯酰胺聚合pH值的控制是技术关键。麦尔生化目前在5吨的发酵罐中的腈水合酶平均酶活性为3300万μg／h.mL菌液，是目前工业发酵罐报道最高的酶活性，聚丙烯酰胺产品（阴离子型）分子量可达3200万。1.pH对发酵的影响....  发酵培养基的pH值，对微生物生长繁殖和代产物有明显影响

6、，其主要原因如下：（1）发酵液的pH值的改变，影响了微生物细胞原生质膜的电荷发生改变。原生质膜具有胶体性质，在一定pH值的原生质膜可以带正电荷，而另一pH值中带负电荷这种电荷的改变同时就会引起原生质膜对个别离子渗透性的改变，从而影响微生物对培养基中营养物质吸收及代产物的泄露，从而影响新代的正常进行。（2）发酵液的pH值直接影响酶的活性因为不同的酶要求在不同的pH值下才能发挥最大的活性。因此，在不适宜的pH值下，微生物细胞中某些酶的活性受到抑制，从而影响微生物的生长繁殖和新代。（3）发酵液的pH值影响培养基某些重要的营养物质和

7、中间代产物的离解，从而影响微生物对这些物质的利用。微生物的生命活动是和水分不开的，构成微生物的各种物质大多在一边解离，但又一边保持一定的平衡。但水的解离又和氢离子有关，所以氢离子的浓度对这些物质的解离影响很大，从而影响着微生物的营养吸收、酶的活性，影响其分解和合成代，因此，pH值的改变，往往引起微生物的代过程的改变，从而使代产物的质量和比例发生改变。 由于pH的高低对菌体生长和产物的合成能产生上述明显的影响，所以在工业发酵中，维持所需最适pH已成为发酵生产成败的关键因素之一。1.1pH的变化  在发酵过程中pH值变化决定与微

8、生物种类、基础培养基的组成和培养条件。在菌体代过程中，自身有造成生长最适pH值的能力，但外界条件发生较大变化时，pH值将会不断波动。  已知发酵液的pH变化乃是菌体产酸和产碱的代反应的综合结果。在发酵过程中，要选择好发酵培养基的成分及其配比，并控制好发酵工艺条件，才能保证pH不会产生明显的