1.Hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC)estas grava celuloza etero, vaste uzata en konstruo, farmaciaĵoj, manĝaĵoj, kosmetikaĵoj kaj aliaj kampoj. HPMC havas bonajn proprietojn de dikiĝo, filmoformado, emulsiga, suspendo kaj retenado de akvo, do ĝi ludas ŝlosilan rolon en multaj industrioj. La produktado de HPMC plejparte dependas de kemiaj modifprocezoj. En la lastaj jaroj, kun la progreso de bioteknologio, produktadmetodoj bazitaj sur mikroba fermentado ankaŭ komencis allogi atenton.
2. Fermenta produktado-principo de HPMC
La tradicia HPMC-produktadprocezo uzas naturan celulozon kiel krudaĵon kaj estas produktita per kemiaj metodoj kiel ekzemple alkaligo, eterigado kaj rafinado. Tamen, ĉi tiu procezo implikas grandan kvanton da organikaj solviloj kaj kemiaj reakciiloj, kiuj havas grandan efikon al la medio. Tial, la uzo de mikroba fermentado por sintezi celulozon kaj plue eterigi ĝin fariĝis pli ekologie amika kaj daŭrigebla produktadmetodo.
Mikroba sintezo de celulozo (BC) estis varma temo en la lastaj jaroj. Bakterioj inkluzive de Komagataeibacter (kiel ekzemple Komagataeibacter xylinus) kaj Gluconacetobacter povas rekte sintezi altpuran celulozon per fermentado. Tiuj bakterioj uzas glukozon, glicerolon aŭ aliajn karbonfontojn kiel substratojn, fermentas sub taŭgaj kondiĉoj, kaj sekrecias celulozajn nanofibrojn. La rezulta bakteria celulozo povas esti konvertita en HPMC post hidroksipropilo kaj metiligmodifo.
3. Produktada procezo
3.1 Fermenta procezo de bakteria celulozo
La optimumigo de la fermenta procezo estas kerna por plibonigi la rendimenton kaj kvaliton de bakteria celulozo. La ĉefaj paŝoj estas kiel sekvas:
Trostreĉiĝkribrado kaj kultivado: Elektu alt-rendimentajn celulozajn trostreĉojn, kiel Komagataeibacter xylinus, por malsovaĝigo kaj optimumigo.
Fermenta medio: Provizu karbonfontojn (glukozo, sakarozo, ksilozo), nitrogenfontojn (gista ekstrakto, peptono), neorganikajn salojn (fosfatoj, magneziaj saloj, ktp.) kaj reguligilojn (acetacido, citra acido) por antaŭenigi bakterian kreskon kaj celulozan sintezon.
Fermenta kondiĉo-kontrolo: inkluzive de temperaturo (28-30 ℃), pH (4.5-6.0), solvita oksigena nivelo (movada aŭ senmova kulturo), ktp.
Kolekto kaj purigo: Post fermentado, la bakteria celulozo estas kolektita per filtrado, lavado, sekigado kaj aliaj paŝoj, kaj restaj bakterioj kaj aliaj malpuraĵoj estas forigitaj.
3.2 Hidroksipropil-metiliga modifo de celulozo
La akirita bakteria celulozo devas esti kemie modifita por doni al ĝi la karakterizaĵojn de HPMC. La ĉefaj paŝoj estas kiel sekvas:
Alkaliniga traktado: trempu en taŭga kvanto da NaOH-solvo por vastigi la celulozan ĉenon kaj plibonigi la reaktivecon de posta eteriĝo.
Eterifika reago: sub specifa temperaturo kaj katalizaj kondiĉoj, aldonu propilenoksidon (hidroksipropilado) kaj metilkloridon (metiligo) por anstataŭigi la celulozan hidroksilgrupon por formi HPMC.
Neŭtraligo kaj rafinado: neŭtraligi per acido post la reago por forigi nereagajn kemiajn reakcilojn, kaj akiri la finan produkton per lavado, filtrado kaj sekigado.
Disbatado kaj gradado: dispremu HPMC en eroj kiuj plenumas la specifojn, kaj ekranu kaj paku ilin laŭ malsamaj viskozecaj gradoj.
4. Ŝlosilaj teknologioj kaj optimumigaj strategioj
Pliboniĝo de trostreĉiĝo: plibonigu la produktokvanton kaj kvaliton de celulozo per genetika inĝenierado de mikrobaj trostreĉoj.
Optimumigo de fermentaj procezoj: uzu bioreaktorojn por dinamika kontrolo por plibonigi la efikecon de produktado de celulozo.
Verda eterigprocezo: reduktu la uzon de organikaj solviloj kaj disvolvu pli ekologiemajn eterigajn teknologiojn, kiel ekzemple enzima kataliza modifo.
Kontrolo de kvalito de produkto: analizante la anstataŭan gradon, solveblecon, viskozecon kaj aliajn indikilojn de HPMC, certigu, ke ĝi plenumas la postulojn de aplikaĵo.
La fermentado-bazitaHPMCproduktada metodo havas la avantaĝojn de esti renovigebla, ekologie amika kaj efika, kio konformas al la tendenco de verda kemio kaj daŭripova disvolviĝo. Kun la progreso de bioteknologio, ĉi tiu teknologio estas atendita iom post iom anstataŭigi tradiciajn kemiajn metodojn kaj antaŭenigi la pli larĝan aplikon de HPMC en la kampoj de konstruo, manĝaĵo, medicino, ktp.
Afiŝtempo: Apr-11-2025