有机酸发酵工艺学.ppt_第1页
有机酸发酵工艺学.ppt_第2页
有机酸发酵工艺学.ppt_第3页
有机酸发酵工艺学.ppt_第4页
有机酸发酵工艺学.ppt_第5页
已阅读5页,还剩70页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、李松、安徽工程高等院校生化学院生物工程教研室,2020/7/30,1,有机酸发酵工艺学,第五章衣康酸,2020/7/30,2,Itaconic acid,220 1929 :日本人木下广野从盐水中浸泡的酸梅汁中分离产生衣康酸的能力微生物,高渗透20世纪30年代,Calam、Oxford和Ratajak等相继报道了把曲霉作为菌种使葡萄糖发酵生成衣康酸。 20世纪40年代以后,随着化工行业的迅猛发展,衣康酸的用途也得到了明确的认识,农业部北方地辖区研究所对衣康酸的工业化生产做出了大量的工作。 1945年,Lockwook分离出适合表面培养的Asp. terreus265,糖转化率达到3050%。

2、不久从Texas土壤中分离出适用于表面培养和深层培养的Asp. terreus NRRL 1960,糖转化率为47.3%。 1952年,Pfeifer等人利用该菌在2.2m3发酵槽开始小规模生产,产酸率达到3.24%,转化率达到45%。 1955年成立了世界上第一家以蔗糖为原料的发酵法生产衣康酸的公司。 从2020/7/30、5、20世纪50年代开始,世界各国出现了很多研究衣康酸发酵的学者。 他们筛选了大量菌种,利用淀粉、蔗糖、糖蜜等不同原料进行了衣康酸发酵研究,大力推进了发酵法生产衣康酸的科学研究和生产。 1970年10月,静冈县磐田化学公司成立了年生产1000t衣康酸的工厂,成为当时最大的

3、衣康酸生产公司(该公司现在的生产能力为1500t/a )。 1977年筑波高等院校应用化学系,成功地将木屑水解液作为主要碳源,将曲霉K26作为菌种发酵,制备衣康酸,其产酸率达到4.75%,糖转化率最高可达到54.9%。 20世纪80年代以来,衣康酸的研究发展迅速,发现更多的微生物,如念珠菌M31、曲霉p1等能产生衣康酸。 多年争论不休的衣康酸合成的反应历程得到了更深入的研究。 2020/7/30,6,6,中国在20世纪六十年代初就有衣康酸生产。 当时兰州石油化学公司从英吉利引进的亚克力生产流水线以衣康酸为第三单体,化学工业部投资在上海溶剂厂建设年产200t的衣康酸生产厂,生产3%左右的酸,转化

4、率达到35%后,文革停止生产。 80年代末期首次全面、系统地开展地衣康酸的发酵研究。 1992年云南天力生物发酵厂宣布国内首个年产300t衣康酸生产流水线。 1994年,该厂在此基础上建设了年产2000t衣康酸生产流水线,以白糖为原料,300m3气升式发酵罐中产生酸50g/L以上,对糖的转化率超过50%,收率60%,发酵周期50h。 四川成都后克公司、浙江山国光生化工业公司、广东雷州衣康酸公司相继生产成功。 此前,我国衣康酸产业化系统初步形成。 20世纪90年代末,中国已经有10多家康康酸生产厂。 2020/7/30,7,7,微生物发酵生产衣康酸已成为目前普遍采用的生产方法。 然而,对发酵菌种

5、的研究仅限于传统诱变筛选。 迄今为止,国内外尚未出现基因工程菌的报告。 为了满足激烈的市场竞争,各工厂要求产酸更高、转化率更高、发酵周期更短的生产菌种。 利用石油降解产物化学合成衣康酸的各种报告,也需要刺激和促进发酵法生产衣康酸技术水平的进一步提高。 在云同步,我国衣康酸生产的后萃取率普遍在75%以下,有些工厂远远低于这一水平,这与国外先进水平的92%收率相比,其技术水平的差异远远大于发酵水平的差异。 衣康酸是英语itaconic acid的译名,根据分子结构的不同,应该是水冷机酸。柠檬酸和中康酸互为同分异构体:2020/7/30,8、8、8、2,在衣康酸理化性质、酸性、中性和弱碱性常温条件下

6、,衣康酸稳定。 但是,在强碱条件下,能相互变换3种同分异构体。 在水溶液中通过双键的加水也可以生成少量的羟基酸。 衣康酸的分子结构中含有非常活跃的甲叉(CH2C )和羧基化学基。 衣康酸分子可以利用甲基水冷机化学基中的双键与其他单体聚合,也可以利用羧基化学基与其他单体络离子型聚合。 单体衣康酸本身的用途是不大点,而衣康酸或者其诱导体与其他单体聚合而成的高分子化合物重要,具有广泛的用途。 2020/7/30,9,9,三,衣康酸的应用,1,新型高效除味剂的应用以衣康酸及其聚合物为主要原料,添加了少量天然物的除味剂的反应活性高,不仅与阿摩尼亚、胺类等盐化学基性恶臭反应,而且能够与硫化氢等酸性恶臭物质

7、良好地反应。 衣康酸聚合物容易成膜,可以制成具有除臭功能的纸或塑料薄膜等系列产品。2020/7/30、10、2、SBR胶乳(苯乙烯环氧丁烷橡胶) SBR胶乳是衣康酸、环氧丁烷和苯乙烯的共多聚体,目前在衣康酸的全部用途中使用量最多,约占其总使用量的60p%,主要用途是将其制备成新的水溶液,并将其主可在混凝土等表面形成粘合力强的涂膜,容易着色,不受气候变迁影响,具有家庭装饰的理想涂料油溶性,因此可用作可提高涂料中添加的涂料质量的地毯上胶。 普通的合成纤维地毯通常需要上浆以提高硬度和韧性,SBR胶乳可以增加上浆剂和地毯之间的粘合力,使地毯持久。2020/7/30、11、3、将亚克力酸乳浊液用衣康酸和

8、亚克力酸共聚而生成的乳浊液可以用于皮革的涂层,用于增加皮革可塑性的汽车和其他电冰箱的涂料具有粘合力强、颜色美丽、不受外界气候条件影响等优点加入亚金属铅和镁的硅酸铝和氧化物等多价金属氧化物交联而成的衣康酸亚克力制牙科用胶粘剂,耐压力性和粘接强度优异,大姨妈适应性优异。 该多聚体既是高分子鳌合剂,也是水处理的防垢剂。2020/7/30、12、4、氯乙烯共多聚体的衣康酸与氯乙烯以一定的比例共聚,多聚体的衣康酸的-COOH极性与金属密合形成相当牢固的膜,形成涂层,可用于反应釜的内部涂层。 5 .通过添加聚烯烃改性共聚、格拉夫或直接衣康酸自多聚体,使聚乙烯管、聚甲基乙烯等多聚体的羧基化学基的数目增加,使

9、这些个的多聚体除双键外还增加了金属离子引起的离子键交联,使聚合物的许多物性,如透明性、弹性、拉伸特性、耐裂纹多丙烯酸纤维中含有少量衣康酸可以大幅度改善染色性能。 2020/7/30、13、6、衣康酸以及衣康酸酯类化合物类的聚合衣康酸自身的聚合作为高分子分散剂、混凝剂以及土壤改良剂是有用的。 衣康酸盐类也可以和很多单体聚合。 在衣康酸烯丙酯与亚克力酸甲酯、二乙烯基苯的共聚过程中,加入致孔剂形成大孔型结构,通过二次聚合能制成乳白色球状粒子的大孔弱酸性阳离子交换树脂,例如D113和DK110。 7 .衣康酸诱导体酐能够与丝蛋白中的丝氨酸和羊毛蛋白质中的赖氨酸、精氨酸和酪氨酸分子反应形成直链化合物,不

10、影响纤维本身,能够大幅改善蛋白质纤维的防皱性、耐热性和热安定性,吸湿性显着降低。2020/7/30、14、2020/7/30、15、2020/7/30、16、衣康酸及其酯类化合物类具有广泛的用途,是化学合成工业的重要原料,也是化学工业原材料生产中的重要原料、2020/7/30、17、第二节衣康酸的生合成反应历程、2020/7/30、18、衣康酸的生合成路线的研究报告很多,但根据所研究的菌种的不同,由培养方法、检查手段与分析角度不同的乙酰CoA和焦磷酸直接合成柠康酸, 也提出了从柠檬酸脱水生成衣康酸的可能性的两个路径实际上相互交叉,柠檬酸是两个路径的道路交叉口,柠檬酸也可以脱纺锤而形成柠康酸,进

11、行脱水而形成顺乌头酸,但两者的合成效率一致,即葡萄糖一分子是衣康、2020/7/30、19、2020/7/30、20、总反应式:理论转化率: 72%、2020/7/30、21,与上述观点不一致是ss的2020/7/30、22,衣康酸的体内代谢途径,2020/7/30、23, 对衣康酸的生物合成反应历程仍是研究的重点,目前还没有统一的认识,随着技术的发展,对衣康酸的合成反应历程进行了彻底的阐明并深入的研究,2020/7/30,24,第三节衣康酸发酵微生物、2020/7/30,25,一、一产生衣康酸的微生物种类很多,有曲霉、衣康,而这些个的微生物并不适合工业化生产,有些只能作为科研用的微生物使用。

12、 只有衣康酸曲霉和曲霉有工业化生产的报道,其中衣康酸曲霉只适用于初期的表面培养。 由于产量高、遗传性能稳定,目前国内大部分深层发酵生产衣康酸的工厂采用曲霉。 2020/7/30,26,国内主要用于工业化生产的衣康酸菌种如下表所示:2020/7/30,27,二,衣康酸发酵菌种的选育,原则首先是高产,可以大量生产所需产品,其次是产物单一,尽可能减少副产物稳定产品品质三是遗传性能稳定,适应工业生产的长期性;四是生长适应性粗放,对发酵条件和发酵原料要求不太严格。 衣康酸目前主要采用突变诱导法进行育种。 在衣康酸菌株的诱变处理中,证实了1、紫外辐射变异诱导法2、60Co放射法3、n -甲基n -硝基n

13、-硝基胍(NTG )处理4、紫外辐射高温复合处理5的处理方法的正向变异率高的29,温度pH接种量通气和搅拌生物生长量培养基组成、发酵结束判断、28-38, 干重:1.101.40g/dL,通气不足或过剩影响收率,碳源、氮源、金属络离子、防沫剂等残馀还原糖少于0.5g/dL,产酸缓慢或停止时,应立即停止发酵、放罐、2020/7/30、30、衣康酸生产菌种的诱变和发酵例、衣康酸发酵的研究天津科技高等院校刘建军(博士研究生论文)、2020/7/30、31、2020/7 2020/7/30、38、2020/7/30、39、2020/7/30 30、49、2020/7/30、50、2020/7/30、51、2020/7/30、52、2020/7 2020/7/30、69、第五节衣康酸提取工艺、适用于提取含有大量杂质的发酵液72、第六节以衣康酸负载磷酸盐为催化剂,在290-340反应得到柠康酸,转化率达到82%,然后

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论