一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺制造技术

技术编号:15007691 阅读:150 留言:0更新日期:2017-04-04 14:10
本发明专利技术涉及一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺,该制备工艺是以丙烯腈为原料,在生物酶催化作用下发生水合反应,再经过超滤膜截留生物酶催化剂,得到丙烯酰胺水溶液;将丙烯酰胺水溶液再依次通过阴阳树脂交换、浓缩塔加热、冷却、调pH值静置、混床吸附过滤和反渗透膜过滤,得到高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液。本发明专利技术的优点在于:本发明专利技术的制备工艺,经过水合反应、超滤膜过滤、阴阳树脂交换、浓缩塔浓缩、混床吸附、反渗透膜过滤等工序,且严格控制各工艺条件,进而能够得到高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液,其纯度为99.99%,蛋白质含量≤0.1ug/ml。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工
,特别涉及一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺
技术介绍
丙烯酰胺是一种白色体化学物质,是生产聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工、纺织浆料、建筑涂料及煤矿、油田用于洗煤、洗油等。丙烯酰胺水溶液是指丙烯腈在催化剂的作用下与水进行水合反应制作而成的一种无色透明液体。其中,色度、电导率、丙烯酸胺含量是评价丙烯酰胺水溶液质量的重要指标,而不同制备方法所得的丙烯酰胺水溶液的电导率、丙烯酰胺含量不一样,所以选择丙烯酰胺的制备方法很重要。目前所公开的丙烯酰胺的制备方法主要有化学法和微生物法。其中,化学方法中以利用金属铜催化剂等进行水合反应,这种化学法生产的丙烯酰胺产品纯度低、铜离子含量极高。另外,已经公开的微生物法制备丙烯酰胺时,即用原料丙烯腈在生物酶催化作用下发生水合反应,再经过超滤膜截留生物酶催化剂,得到丙烯酰胺水溶液,该微生物方法在一定程度上弥补了化学方法具有的产品纯度低及铜离子含量高的缺陷;但其水溶液中必然还存在微小部分的生物蛋白。这些生物蛋白残余量尽管很微小,但会严重影响到下游聚丙烯酰胺产品的质量,特别是生产抗盐性高分子量的采油用聚丙烯酰胺,同时也会影响到纺织浆料、建筑涂料的保存期。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液制备工艺。为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案为:一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺,该制备工艺是以丙烯腈为原料,在生物酶催化作用下发生水合反应,再经过超滤膜截留生物酶催化剂,得到丙烯酰胺水溶液;其创新点在于:将丙烯酰胺水溶液再依次通过阴阳树脂交换、浓缩塔加热、冷却、调pH值静置、混床吸附过滤和反渗透膜过滤,得到高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液。进一步地,所述高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺具体步骤如下:(1)将反应釜体积容量的10%的诺卡氏菌生物裸酶转移至水合反应釜,按反应釜体积容量的8%~10%/min的速度加入丙烯腈,当丙烯酰胺质量浓度达到28~30%时,结束水合反应,然后通过超滤膜在18~20℃及0.08~0.1MPa的条件下进行分离,超滤膜截得的蛋白分子量≤6000KD,得到纯度为99%,蛋白含量为3μg/ml的丙烯酰胺水溶液;(2)将丙烯酰胺水溶液在20~25℃、0.2~0.3MPa条件下,先以0.5m/min的流速通过阳树脂,再以0.28m/min的流速通过阴树脂交换柱,从而去除丙烯酰胺水溶液中残余的生物蛋白微小分子杂质;让经过阴阳树脂交换过的丙烯酰胺水溶液进入浓缩塔,加热至75~85℃,使其中存留的极其微小的蛋白分子变性凝固,待凝固的极其微小的蛋白分子冷却后,调节pH值7~8至等电点,然后静置,最后将丙烯酰胺水溶液在0.7m/min的流速、20~25℃、0.18~0.2MPa条件下再通过混床吸附过滤,截得的蛋白分子量≤3500KD,得到纯度为99.92%,蛋白含量为0.8μg/ml的丙烯酰胺水溶液;(3)最后,经混床吸附过滤的丙烯酰胺水溶液在25~30℃、1.0~1.5MPa条件下再经过反渗透膜过滤,反渗透膜截得的蛋白分子量≤3000KD,得到纯度为99.99%,蛋白含量为≤0.1μg/ml的丙烯酰胺水溶液。本专利技术的优点在于:本专利技术高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液制备工艺,利用诺卡斯菌使用范围的下限,低温快速进行水合反应从而降低菌体自溶的速率,减少丙烯酰胺水溶液中的源头的蛋白含量;然后通过膜分离的耦合技术,截留产品丙烯酰胺水溶液中≥99%的生物蛋白等大分子(蛋白分子量≤6000KD);再利用在高温下以及调节PH电位点后蛋白质会得以变性凝固;最后,利用反渗透膜(截得的蛋白分子量≤3000KD)再一次去除微小的蛋白和杂质;进而能够得到高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液,其纯度为99.99%,蛋白质含量≤0.1μg/ml。具体实施方式实施例1本实施例丙烯酰胺水溶液的制备工艺,该制备工艺具体步骤如下:(1)将反应釜体积容量的15%的诺卡氏菌生物裸酶转移至水合釜,按反应釜体积容量的1.2%~6%/min的的速度加入丙烯腈,当丙烯酰胺质量浓度达到28~30%时,结束水合反应,然后在20~25℃、0.08~0.1MPa条件下通过超滤膜进行分离,超滤膜截得的蛋白分子量≤6000KD,得到纯度为98.0%,蛋白含量为10μg/ml的丙烯酰胺水溶液;(2)将步骤(1)所得的丙烯酰胺水溶液在20~25℃、0.2~0.3MPa条件下,先以0.5m/min的流速通过阳树脂,再以0.28m/min的流速通过阴树脂交换柱,去除丙烯酰胺水溶液中残余的生物蛋白微小分子杂质,从而得到纯99.1%,蛋白含量为≤2μg/ml的丙烯酰胺水溶液成品。实施例2本实施例丙烯酰胺水溶液的制备工艺,在实施例1的基础上,改进步骤(1)和步骤(2),且增加混床吸附过滤和反渗透膜过滤,其制备工艺具体步骤如下:(1)将按反应釜体积容量的10%的诺卡氏菌生物裸酶转移至水合反应釜,按反应釜体积容量的8%~10%/min的速度加入丙烯腈,当丙烯酰胺质量浓度达到28~30%时,结束水合反应,然后通过超滤膜在18~20℃及0.08~0.1MPa的条件下进行分离,超滤膜截得的蛋白分子量≤6000KD,得到纯度为99%,蛋白含量为3μg/ml的丙烯酰胺水溶液;(2)将步骤(1)所得的丙烯酰胺水溶液在20~25℃、0.2~0.3MPa条件下,先以0.5m/min的流速通过阳树脂,再以0.28m/min的流速通过阴树脂交换柱,从而去除丙烯酰胺水溶液中残余的生物蛋白微小分子杂质;让经过阴阳树脂交换过的丙烯酰胺水溶液进入浓缩塔,加热至75~85℃,使其中存留的极其微小的蛋白分子变性凝固,待凝固的极其微小的蛋白分子冷却后,调节pH值7~8至等电点,然后静置,最后将丙烯酰胺水溶液在0.7m/min的流速、20~25℃、0.18~0.2MPa条件下再通过混床吸附过滤,截得的蛋白分子量≤3500KD,得到纯度为99.92%,蛋白含量为0.8μg/ml的丙烯酰胺水溶液;(3)最后,经混床吸附过滤的丙烯酰胺水溶液在25~30℃、1.0~1.5MPa条件下再经过反渗透膜过滤,反渗透膜截得的蛋白分子量≤3000KD,得到纯度为99.99%,蛋白含量为≤0.1μg/ml超低的丙烯酰胺水溶液。下表是各实施制备的高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的比较。由上表可以看出,实施2与实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺,该制备工艺是以丙烯腈为原料,在生物酶催化作用下发生水合反应,再经过超滤膜截留生物酶催化剂,得到丙烯酰胺水溶液;其特征在于:将丙烯酰胺水溶液再依次通过阴阳树脂交换、浓缩塔加热、冷却、调pH值静置、混床吸附过滤和反渗透膜过滤,得到高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺,该制备工艺是以丙烯腈为
原料,在生物酶催化作用下发生水合反应,再经过超滤膜截留生物酶催化剂,得到丙烯酰胺
水溶液;其特征在于:将丙烯酰胺水溶液再依次通过阴阳树脂交换、浓缩塔加热、冷却、调pH
值静置、混床吸附过滤和反渗透膜过滤,得到高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液。
2.根据权利要求1所述的高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺,其特征
在于:所述高纯度超低蛋白含量的丙烯酰胺水溶液的制备工艺具体步骤如下:
(1)将反应釜体积容量的10%的诺卡氏菌生物裸酶转移至水合反应釜,按反应釜体积容
量的8%~10%/min的速度加入丙烯腈,当丙烯酰胺质量浓度达到28~30%时,结束水合反应,
然后通过超滤膜在18~20℃及0.08~0.1MPa的条件下进行分离,超滤膜截得的蛋白分子
量≤6000KD,得到纯度为99%,蛋白含量为3μg/ml的丙烯酰胺水溶液;
(2...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟先平沈瑞华杨涛周建荣陆煌生孙拥军顾稀平徐忠和
申请(专利权)人:如东南天农科化工有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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