Гидроксиппил метиллулозасы (HPMC)Бұл өндірістік және медициналық алқаптарда жиі қолданылатын суда еритін полимер қосылысы және қолданылу құндылықтарының кең спектрі бар, мысалы, есірткіні бақылау, тамақ өңдейтін және құрылыс материалдары сияқты. Оның ашыту процесінде химиялық реакциялар негізінен деградациямен және целлюлозаны және микроорганизмдердің метаболикалық белсенділігімен байланысты. HPMC-нің ашыту процесінде HPMC-нің химиялық реакциясын жақсырақ түсіну үшін алдымен оның негізгі құрылымын және целлюлозаның тозу процесін түсіну керек.
1. Гидроксиппил металлолозасының негізгі құрылымы мен қасиеттері
HPMC - табиғи целлюлозаның химиялық модификациялануымен алынған туынды - бұл целлюлоза). Оның молекулалық тізбегінің артқы жағы - глюкоза молекулалары (C6H12O6), β-1,4 гликозидтік байланыстармен байланысты. Целлюлозаның өзін суда еріту қиын, бірақ метил (-х3) және гидроксиппил (-C3H7OH) топтарымен таныстыру қиын, еритін полимерді қалыптастыру үшін судың ерігіштігін едәуір жақсартуға болады. HPMC модификациялау процесінде метил-хлорид (CH3CL) және пропилен алкогольі (C3H6O) және алынған өнімнің гидрофилизмі мен ерігіштігі бар.
2. Ашымау кезінде химиялық реакциялар
HPMC ашыту процесі әдетте HPMC-ді көміртегі көзі мен қоректік көзі ретінде пайдаланатын микроорганизмдердің әсеріне байланысты. HPMC ашыту процесі келесі негізгі кезеңдерді қамтиды:
2.1. HPMC деградациясы
Целлюлозаның өзі қосылған глюкоза қондырғыларынан тұрады, ал HPMC ашыту процесінде микроорганизмдермен, алдымен кішігірім пайдаланылатын қантқа (мысалы, глюкоза, ксилоза және т.б.) ашылады. Бұл процесс әдетте бірнеше целлюлоза қорлайтын ферменттердің әрекетін қамтиды. Негізгі деградация реакцияларына мыналар кіреді:
Целлюлоза гидролиз реакциясы: целлюлозалық молекулалардағы β-1,4 гллюзидтік байланыстар целлюлозалық гидролаздармен (мысалы, Целлюлаз, эндоцелаза), қысқа қант тізбегі шығарады (мысалы, олигосахаридтер, дисахаридтер және т.б.). Бұл қант заттар одан әрі метаболизденеді және микроорганизмдермен пайдаланылады.
HPMC гидролиз және деградация: HPMC молекуласындағы метил және гидроксиппил алмастырғыштары ішінара гидролиз арқылы алынып тасталады. Гидролиз реакциясының нақты механизмі әлі толық түсінілмеген, бірақ ол ашыту ортасында гидролиз реакциясы микроорганизмдермен (мысалы, гидроксил эрасазы) сәйкес келетін ферменттермен катализденеді. Бұл процесс HPMC молекулалық тізбектерінің сынуына және функционалды топтарды алып тастауға, сайып келгенде, кіші қант молекулаларын құрайды.
2.2. Микробтық метаболикалық реакциялар
HPMC кішігірім қант молекулаларына түсіп кеткеннен кейін, микроорганизмдер бұл қантты ферментативті реакциялар арқылы энергияға айналдыра алады. Атап айтқанда, микроорганизмдер глюкоза глюкозаны этанолға, сүт қышқылына немесе басқа метаболиттерге ашыту жолымен безендіреді. Әр түрлі микроорганизмдер HPMC деградация өнімдерін әртүрлі жолдар арқылы метаболиздендіре алады. Жалпы метаболикалық жолдар мыналарды қамтиды:
Гликолиз жолы: Глюкоза пируватқа ферменттермен ыдырайды және одан әрі энергияға (ATP) және метаболиттерге (сүт қышқылы, этанол, этанол және т.б.) айналады.
Ашыту өнімдерінің өндірісі: Анауэробтық немесе гипоксиялық жағдайлар, микроорганизмдер глюкозаны немесе оның деградация өнімдерін этанол, сүт қышқылы, сірке қышқылы және т.б., мысалы, этанол, сірке қышқылы және т.б., олар әртүрлі өндірістік процестерде кеңінен қолданылады.
2.3. Редокс реакциясы
HPMC ашыту процесінде кейбір микроорганизмдер аралық өнімді Redox реакцияларымен қайта құруы мүмкін. Мысалы, этанолдың өндірістік процесі редокс реакцияларымен қатар жүреді, глюкоза пируват алу үшін тотығады, содан кейін пируват тотығады, содан кейін пиренолға реакциялар арқылы этанолға айналады. Бұл реакциялар жасушалардың метаболикалық балансын сақтау үшін қажет.
3. Ашымды басқару процесінде бақылау коэффициенттері
HPMC ашыту процесінде қоршаған орта факторлары химиялық реакцияларға маңызды әсер етеді. Мысалы, рН, температура, ерітілген оттегінің құрамы, қоректік заттардың концентрациясы және т.б. микроорганизмдердің метаболикалық жылдамдығына және өнім түріне әсер етеді. Әсіресе температура мен рН, микробтық ферменттердің белсенділігі әр түрлі температура мен рН шарттарында айтарлықтай өзгеруі мүмкін, сондықтан HPMC-дің тозуын және микроорганизмдердің метаболикалық процесінің үздік прогрестерін дәл бақылау қажет.
Ашыту процесіПерпусКүрделі химиялық реакциялар, соның ішінде целлюлозаның гидролизі, HPMC деградациясы, қанттың метаболизмі және ашыту өнімдерінің өндірісі. Бұл реакцияларды түсіну HPMC ашыту процесін оңтайландыруға ғана емес, сонымен қатар байланысты өнеркәсіптік өндірісті теориялық қолдауды қамтамасыз етеді. Зерттеулерді тереңдетумен, болашақта HPMC деградациясының тиімділігін арттыру және өнімнің кірістілігі жақсарып, ГЭС-ны биотрансформация, қоршаған ортаны қорғау және басқа да салаларда қолдануға ықпал етуі мүмкін.
POST TIME: Feb-17-2025