发布时间 : 星期日 文章制备丁二酸相关方法更新完毕开始阅读268e19a5e209581b6bd97f19227916888586b948
H2的发酵试验，但这对工业规模的发酵来说并不适用。对于和，NADPH和NADH的产生机制并不明确，无法通过分子生物技术来加强NADP和NAD的再生，调节细胞内的还原力。因此如何调节，使H供体代谢平衡是改善细胞代谢参数的一个关键。
（3）有效降低代谢副产物的问题尚未得到很好的解决。尽管对如何降低菌株副产物的生成进行过众多的研究，但是对于微生物基因组信息了解很少的菌株（除E. coli基因工程菌外），无法从基因的水平上彻底降低菌株副产物的生成，因此研究者普遍没有能够采取有效措施实现在不严格的发酵条件下有效降低副产物。
（4）目前虽然研究出许多工程菌种和生物原料可供于生产丁二酸，但是丁二酸生产强度和转化率还需要进一步改善和提高，以满足工业化生产丁二酸要求，另外如何更高效的从发酵液中提取丁二酸也是生产过程中一个重要的环节。
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（6）生产丁二酸的成本分析
（1）原材料成本——比率分析法
原材料比率分析法是以生产原料的成本和其转化率之比来衡量产品成本的一种方法。运用此方法可以初步预测新过程的可性行。对于大宗产品，按照惯例，除去原材料成本 ，一般化学法，生产成本根据过程的成熟程度在原料成本的50%~95%，因此了解原材料成本比率可以反映此过程的成熟程度。而对于生物转化法，由于反应后提纯工艺更加复杂，所以生产成本通常占原料成本的100%或更多，例如柠檬酸的生物生产过程成本占总原料成本的100%。在这里假定化学法的生产成本占原料成本的70%，由于提取和纯化琥珀酸过程的不成熟性，目前假定丁二酸的生产成本占原料成本的150%；而生物法的理想生产成本也占原料成本的70％。由于生物转化法的一些不可预见性，引进风险系数。琥珀酸及其衍生物成本计算结果见表。 具体计算结果如下：
(1)石化法生产琥珀酸的成本估计生产过程为：丁烷 顺丁烯二酸酐 丁二酸。
原料成本?顺丁烯二酸酐成本7000元/吨??7368元/吨
产率95%丁二酸成本=原料成本×(生产成本比率 +1)= 7368×+1)=12526元
表 丁二酸及其衍生物成本表
产品 用量/万吨 国内平均价格/元 石化法临界成本 目前生物法成本 理想生物法成本 丁二酸临界成本 丁二酸 1,4-丁二醇 己二酸 顺丁烯二酸酐 80 227 135 14000 11500 11000 7000 20000 —— 12526 10289 9845 6263 17900 —— 12923 12923 12923 12923 —— 3036 5433 5433 5433 5433 —— 5749 5502 3409 10003 —— 富马酸和苹果酸 总量 452 注：本表产品价格数值来源于2012年市场的价格，除丁二酸外，其他产品的成本以丁二酸的比例计算；按照丁二酸的两种不同成本的比例折算；以转化率和成本比例计算。
(2)目前生物转化法生产丁二酸的成本估计
根据目前研究结果，基因重组工程大肠杆菌的产酸水平为85%~96%，取目前的平均值90％。生产过程为 ：淀粉或葡萄糖 丁二酸。
原料成本?淀粉或葡萄糖成本2000元/吨??2222元/吨
产率90%丁二酸成本=原料成本×(生产成本比率+1)×= 2222×+1)×=元/吨 (3)理想生物转化法生产丁二酸的成本估计
最理想状态下，生物催化剂的转化率可以达131%，淀粉或葡萄糖原料成本降为1800元/吨。计算理论的丁二酸成本：
原料成本?淀粉或葡萄糖成本1800元/吨??1374元/吨
产率131%丁二酸成本=原料成本×(生产成本比率+1)× =1374×+1)×=3036元
选取目前的生物法丁二酸成本元/吨，并选转化率95%，生产成本比率70%，可以计算出目前生产其他衍生物的成本；同样选取理想成本3036元/吨，可以计算出理想状态生产其他衍生物的成本如表所示。可以由丁二酸生产其衍生物1,4-丁二醇(成本为10289元/吨)，以表所列的石化法成本为目标，反推算丁二酸的成本结果如下。 生产过程为：丁二酸 1,4-丁二醇。
丁二酸成本?1,4?丁二醇成本?转化率95289?0.95??5749元/吨
生产成本比例1.7得出丁二酸成本为5749元/吨，其他结果见表。
由以上的成本分析可知，根据目前的研究进展，丁二酸的成本元/吨与传统的石化法临
界成本12526元/吨相比具有一定的优势，可以进行小规模的试产，其全球市场份额较大。应该加大对丁二酸向γ-丁内酯和苹果酸的研究以减少其不确定性，因为丁二酸成本已经能够和其竞争。而对于丁二酸衍生物的大宗化工原料市场，和石化法相比，生物转化法成本处于劣势。如果能够进一步降低其成本到5749元/吨和3499元/吨就能够极大的促进丁二酸向丁二醇和己二酸的转变的相应研究，从而使丁二酸进入全球大宗商品的行列。可以预测如果能进一步降低成本到3066元/吨，接近其理论最低成本时其市场份额能够进一步扩大，总量将超过400万吨。以上结果和Zeikus的结果，即丁二酸的成本必须降低到美元/千克(3735元/吨)以打开大宗化学品市场的结果基本一致。
(4)目前电化学法年产1000吨丁二酸的生产成本大约12000元/吨。
目前国际市场上丁二酸的售价14000~16000元/t，大体上是通过石化法生产的，而发酵法生产的丁二酸成本低廉。结合新的提取技术，初步估算在年产5千吨规模上发酵法生产丁二酸的成本大约是$Kg，当规模扩大到万吨时，生产成本将降为$Kg的水平，与石化法相比，生产成本将占绝对的竞争优势。