一种生物基尼龙聚丁内酰胺的制备方法

摘要

本发明涉及一种生物基尼龙聚丁内酰胺的制备方法，该方法包括以下步骤：将生物质原料通过发酵转化得到谷氨酸，再经谷氨酸脱羧酶进行酶转化并提取纯化得到γ-氨基丁酸，最后经高压聚合得到生物基尼龙聚丁内酰胺。与现有技术相比，本发明无需以丁内酰胺为原料时的开环聚合，解决PA4大规模生产的原材料供应问题，同时，利用生物转化工艺取代化学高温高压过程，大大降低了生产成本，使得PA4的大规模应用成为可能。

主权项

一种生物基尼龙聚丁内酰胺的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将生物质原料通过发酵转化得到谷氨酸，再经谷氨酸脱羧酶进行酶转化并提取纯化得到γ‑氨基丁酸，最后经高压聚合得到生物基尼龙聚丁内酰胺；所述的生物质原料为包括淀粉水解糖、葡萄糖、糖蜜、蔗糖、菊芋水解糖、秸秆水解糖或玉米芯水解糖的可再生的生物质原料；生物基尼龙聚丁内酰胺的制备方法具体包括以下步骤：发酵：生物质原料通过菌种发酵转化为谷氨酸，菌种经过扩大培养，接入发酵罐，发酵培养基中含有碳原、氮原、磷、无机盐及微量元素，发酵温度为30‑40℃，发酵pH控制在6.5‑8.0，发酵过程中利用液氨或氨水控制pH，同时补加碳原，必要时可以补加氮原，发酵接近终点时停止补加碳原，控制发酵残糖在1g/L以下；酶转化：谷氨酸发酵液经过80‑100℃灭活处理15min，加入谷氨酸脱羧酶，在pH3.0‑5.0，温度30‑45℃的条件下转化，以转化过程没有气泡发出为转化反应终点，得到富含γ‑氨基丁酸（GABA）的谷氨酰氨脱羧酶酶解液；提取纯化：富含γ‑氨基丁酸（GABA）的谷氨酰氨脱羧酶酶解液进入膜分离系统进行过滤澄清，去除杂质，浓缩到2～10倍时，加透析水透析，最终滤液量为1～3倍酶解液量；将滤液泵入离子交换系统脱盐，脱盐后进入脱色树脂或活性炭柱脱色，脱色后的清液通过蒸发器浓缩，结晶，经过干燥得到GABA产品；聚合：将GABA产品投入高压釜内，通氮气除去空气，加热至180‑220℃，升压至1.0‑2.0MPa，连续反应1～2h后缓慢将压力降至常压，将反应物水洗、离心、干燥得到PA4固体，即为产品。