[發明專利]一種生產聚羥基烷酸酯的方法

無效

• 申請號: 200810066960.2
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101575410A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 王國瑞
• 申請（專利權）人: 深圳市聚億膠袋有限公司
• 主分類號: C08G63/90
• 分類號: C08G63/90;C08G63/06
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司
• 代理人: 杜啟剛

[技術領域]

本發明涉及生物可降解塑料，尤其涉及一種生產聚羥基烷酸酯的方法。

[背景技術]

眾所周知，由于人類的生產和生活活動在自然界中遺棄了很多不能自然降解的塑料制品，造成的白色污染是世界各國在工業化之后遇到的最嚴重的環境和社會問題之一。在過去的50年中，石油塑料和各種聚合物在包裝上的應用增長是驚人的，現在全球每年生產超過1.7億噸、價值1500億美元的各種塑料相關材料。近年來我國包裝用塑料已超過400萬噸，其中難以回收利用的一次性塑料包裝約占30％，每年產生的塑料包裝廢棄物約120萬噸、塑料地膜40多萬噸，難以回收的一次性塑料日用雜品及不宜回收利用的醫用塑料約40萬噸。據估計，2005年我國將產生難以回收利用的塑料廢棄物350萬噸，若部分以可降解塑料替代，則可減輕其對環境的污染程度。對此國內外已經提出了很多解決方案，但大都只能部分解決污染問題或用污染轉移的方法來掩蓋。國內國外各種塑料降解技術和產品的共同的特點是在不可降解的材料中添加其他生物成分，使材料在使用后可分解為細小的微粒，從表象上解決了“白色污染”問題；但由于這些塑料微粒不能進一步降解進入微生物循環，而長期混合保持在土壤中，其結果是直接破壞土壤質地，其危害比表象的“白色污染”后果更為嚴重。因此，世界各國已經紛紛采取立法措施限制不可降解和不可完全降解塑料的應用領域。可完全生物降解材料已經被美國政府作為重要的國家發展戰略項目，我國也做出了相應的規定。

我國從上世紀80年代中期開始可降解塑料的研究工作，最初主要集中在光降解塑料，但這種添加型的降解塑料在自然環境中并不能全部降解，同時使用性能上也不能滿足要求。因此從上世紀80年代末起，我國開始研發生物分解塑料。目前我國生物分解塑料主要集中在植物纖維如秸稈纖維模塑制品、淀粉模塑制品，能規模化生產的品種主要為PHBV、PPC、PVA、PEG、PHA。其中，聚羥基烷酸酯(PHAs)是一種熱塑性塑料，具有良好的生物相容性、生物可降解性和壓電性等高附加值性能，具有良好的使用與加工性能，可進行拉絲、模壓、熱注塑加工成型，可以成為現在市場絕大部分塑料材料的替代產品。但是，目前的聚羥基烷酸酯(PHAs)的生產成本高，還難以大范圍推廣利用。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種生產成本較低，提取純度高，適合大范圍推廣利用的生產聚羥基烷酸酯的方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種生產聚羥基烷酸酯的方法，包括以下步驟：

105)在發酵罐中對原料進行發酵；

106)在濃縮機中對發酵液進行濃縮以提高菌體的含量；

107)用有機溶劑溶解菌體中的聚羥基烷酸酯；

108)通過分餾設備將溶有聚羥基烷酸酯的有機相濃縮，提取聚羥基烷酸酯。

以是所述的生產聚羥基烷酸酯的方法，采用了新的酶提取法，得到高純度的生物合成聚羥基烷酸酯所必需的酶。

以上所述的生產聚羥基烷酸酯的方法，將生物合成聚羥基烷酸酯的幾種關鍵酶構建到E.Coli的基因中，得到穩定、高效的菌株。

以上所述的生產聚羥基烷酸酯的方法，采用了代謝工程控制法，使代謝產物可控，提高碳源的轉化率。

以上所述的生產聚羥基烷酸酯的方法，采用了構造不同的基因組合，控制不同的碳源比生產具有不同性能的聚羥基烷酸酯共聚物。

本發明采用濕法一步提取的方法，極大地降低了提取成本，較傳統的提取方法更適合工業化生產，同時還提高了產品的純度。

本發明采用的技術，突破了PHAs產業化規模生產高成本與產品性能單一的技術瓶頸，實現了產品生產成本低、性能多樣化。

[附圖說明]

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明生產聚羥基烷酸酯的方法的生產工藝流程圖。

[具體實施方式]

本發明生產聚羥基烷酸酯的方法的生產工藝如圖1所示。

本發明利用含葡萄糖、纖維的農作物及農業廢棄物，以基因工程菌種構造法，使用低成本的醇替代較高成本的有機酸(鹽)，進行聚羥基烷酸酯(PHAs)生物合成，生產出可完全生物降解的生物高分子材料聚羥基烷酸酯(PHAs)。

本發明采用主要設備包括發酵罐、離心機、濃縮機、蒸汽鍋爐、分餾設備、制冷設備、烘干設備等。

本發明采用的關鍵技術包括：

(1)采用了最新的酶提取法，從而得到高純度的生物合成PHAs所必需的幾種酶；