固定化甲烷氧化菌细胞催化乙烯环氧化反应动力学研究

以甲基弯菌IMV 3011(Methylosinus trichosporium IMV 3011)为试验对象,活性炭为载体,吸附法制成固定化甲烷氧化菌细胞,催化乙烯环氧化反应,研究内外扩散对环氧化速率影响,通过控制单一变量法,建立该反应幂指数速率方程。结果表明,通过Mears方程验证,可忽略内扩散对环氧化速率影响;当转速高于200 r·min^(-1)时,可忽略外扩散对环氧化速率影响。乙烯环氧化反应幂指数速率方程中,各因素反应级数分别为:乙烯0.6983、氧气0.2715、环氧乙烷-1.0185、催化剂0.5635,通过阿伦尼乌斯方程拟合线得到反应活化能22.575 k J·mol^(-1)。利用幂指数速率方程可计算乙烯环氧化反应环氧化速率,拟合试验表明,测定值与计算值具有良好拟合性。

基于生物催化法的食品熏蒸剂环氧乙烷制备

为了探索一种反应条件温和、方法简单的食品熏蒸剂环氧乙烷制备方法,采用甲基弯菌IMV 3011(Methylosinus trichosporium IMV 3011)细胞作为生物催化剂,催化乙烯的环氧化反应生成环氧乙烷,确定了反应条件。结果表明:反应器中气相的组成为氧气50%、乙烯20%、氮气30%(体积分数),30℃、150 r/min振荡反应8 h,采用固定化形式催化剂,环氧乙烷生成量为34μmol/mg,利用甲烷培养对其循环再生,再生8次催化剂中甲烷单加氧酶(MMO)活力仍保留89%,环氧乙烷物质的量为3.4 nmol。