Hej alla. Låt oss idag diskutera ett lite mer tekniskt ämne: de tre produktionsmetoderna för asparaginsyra-jäsning, enzymatisk syntes och kemisk syntes. Även om produkterna som härrör från dessa olika processer alla klassificeras som asparaginsyra, uppvisar de betydande skillnader när det gäller renhet, kostnad och miljöpåverkan.
Jäsningsmetod: Den mest traditionella, lägsta inträdesbarriären
Fermenteringsmetoden använder mikroorganismer-som E. coli eller Corynebacterium-arter-för att fermentera ett sockerbaserat-odlingsmedium och producera syra, som sedan extraheras och renas.
Fördelar:Råvaror är billiga; ämnen som melass eller stärkelsehydrolysat är lämpliga. Processen är mogen, utrustningskraven är blygsamma och även små-anläggningar kan implementera den.
Nackdelar:Sammansättningen av jäsningsbuljongen är komplex; förutom målprodukten innehåller den mikrobiell biomassa, pigment och sura biprodukter. Följaktligen är utvinnings- och reningsstegen många, och det kemiska syrebehovet (COD) i avloppsvattnet är högt. Den resulterande produkten har typiskt en renhet mellan 98% och 99%; föroreningar kan innehålla spårmängder av endotoxiner (som härrör från de mikrobiella cellerna), vilket gör det olämpligt för användning i injicerbara -tillämpningar.
Kosta:Råvarukostnaderna är låga, men miljöbehandlingskostnaderna är höga. Totalt sett hamnar den totala kostnaden i det lägre-till-mellanintervallet.
Enzymatisk metod: För närvarande det vanliga valet, väl-balanserad
Den enzymatiska metoden använder enzymer för att katalysera reaktionen mellan fumarsyra och ammoniak, vilket genererar asparaginsyra. Reaktionsbetingelserna är milda och fortskrider typiskt effektivt vid omgivningstemperatur och atmosfärstryck.
Fördelar:Reaktionen uppvisar hög specificitet, vilket resulterar i minimala biprodukter. Konverteringsfrekvenserna är höga, ofta över 95 %. Reningen är enkel, vilket gör det lätt att uppnå renhetsnivåer över 99 %; dessutom eliminerar det risken för endotoxinkontamination i samband med fermenteringsmetoden.
Nackdelar:Kostnaden för enzymer är betydande; medan immobiliserade enzymer kan återanvändas upprepade gånger, är den initiala kapitalinvesteringen betydande. Dessutom är priset på råvaran -fumarsyra- föremål för fluktuationer på den petrokemiska marknaden.
Kosta:Inte billigt, men stabilt och kontrollerbart. Miljötrycket är relativt lågt, eftersom avloppsvattenvolymen bara är ungefär en-tredjedel av den som produceras med jäsningsmetoden. Denna process är för närvarande det vanliga valet bland stor-tillverkningsanläggningar.
Kemisk syntesmetod: den äldsta metoden, som nu minskar i användning
Den kemiska syntesmetoden går ut på att syntetisera asparaginsyra från akrylnitril eller andra petrokemiska råvaror genom en serie steg, såsom additions- och hydrolysreaktioner.
Fördelar:Teoretiskt sett är råvaror billiga och processen är väl-lämpad för stor-, kontinuerlig produktion.
Nackdelar:Det lider av en mängd problem. Reaktionen kräver höga temperaturer och höga tryck, vilket resulterar i hög energiförbrukning. Dessutom genererar det många biprodukter -inklusive oorganiska salter som ammoniumsulfat- vilket gör det extremt svårt att uppnå höga nivåer av produktrenhet. Dessutom kan denna syntetiska väg involvera användningen av cyanid, vilket innebär betydande säkerhetsrisker och en enorm miljöbelastning.
Kosta:Även om råvarorna kan verka billiga, är den faktiska kostnaden-när energiförbrukning, miljöskyddsåtgärder och säkerhetsinvesteringar inkluderas-på intet sätt låg. Denna metod har nu i stort sett fasats ut på hemmaplan; medan ett fåtal specialiserade syntetiska vägar fortfarande använder det, är sådana fall ytterst sällsynta.