開創(chuàng)國內(nèi)生物法生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品與材料先河的第三代丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)——微生物法工藝，因具有高選擇性、高活性和高效率，且產(chǎn)生“三廢”少等優(yōu)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(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會上，國內(nèi)權(quán)威專家預(yù)言，微生物法丙烯酰胺必將逐步取代化學(xué)法。
誕生至今一直領(lǐng)先
作為微生物法丙烯酰胺技術(shù)的主要完成人，中國工程院院士、浙江工業(yè)大學(xué)名譽校長沈寅初主持建立了我國第一套利用生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化工原料的工業(yè)裝置。他表示，目前掌握微生物法丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)技術(shù)水平已經(jīng)領(lǐng)先國際。采用國內(nèi)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)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(shù)，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(shù)，微生物法丙烯酰胺總產(chǎn)量已居世界第一，擁有了10萬噸/年的最大單套裝置產(chǎn)能。而且，第三代微生物法丙烯酰胺生產(chǎn)工藝中，以鈷離子為輔基的酶的微生物是上海市農(nóng)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(yè)大學(xué)校長歐陽平凱也表示，我國微生物法丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)從開發(fā)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(chuàng)了國內(nèi)生物法生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品、材料的先河，突破了國內(nèi)高分子量、超高分子量聚丙烯酰胺的生產(chǎn)技術(shù)，并拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域?？梢哉f，微生物法從根本上“打倒”了化學(xué)法。
沈寅初表示，從長遠來看，微生物法肯定會取代化學(xué)法，這只是時間的問題。從產(chǎn)品純度上看，化學(xué)法丙烯酰胺中含有微量銅離子和其他金屬離子，反應(yīng)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(yīng)活性非常高，而反應(yīng)活性決定了用丙烯酰胺做衍生物的反應(yīng)速度和產(chǎn)率。由于產(chǎn)品純度高，因而聚合度高，特別適合于生產(chǎn)“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(yōu)勢，丙烯腈單耗為0.76噸/噸，而化學(xué)法為0.82噸/噸。特別是萬噸級以上規(guī)模，其成本優(yōu)勢將更加明顯。
據(jù)統(tǒng)計，2008年我國微生物法丙烯酰胺產(chǎn)量約占丙烯酰胺總量的43%。 亟待深入縱橫開發(fā)
沈寅初指出，微生物法丙烯酰胺生產(chǎn)工藝正日趨成熟，為了擴大應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)域中得到應(yīng)用，就必須制成相應(yīng)的聚合物。采油用聚合物的生產(chǎn)相對簡單，在廢水處理、造紙等領(lǐng)域中應(yīng)用則復(fù)雜一些，而我國在這方面的技術(shù)仍是薄弱環(huán)節(jié)。沈寅初指出，目前國內(nèi)各生產(chǎn)廠家都是在現(xiàn)有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行聚合生產(chǎn)，至今沒有一個專門的部門對聚合物性質(zhì)進行系統(tǒng)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(lǐng)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(chǎn)中的腈水合酶研究已經(jīng)取得進展，如果能夠?qū)α硗鈨煞N酶加以深入研究，將可擴大腈化合物產(chǎn)業(yè)，開發(fā)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(chǎn)品。經(jīng)過相關(guān)大學(xué)和研究單位開展系統(tǒng)化研究，有望形成以丙烯酰胺為骨干產(chǎn)品的含腈化合物生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
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