ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಮೀಥೈಲ್ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಹುದುಗುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು

ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಮೀಥೈಲ್ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ (ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿ)ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ಪಾಲಿಮರ್ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು drug ಷಧ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಬಿಡುಗಡೆ, ಆಹಾರ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಂತಹ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅದರ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಅವನತಿ ಮತ್ತು ಮಾರ್ಪಾಡು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ. ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಮೊದಲು ಅದರ ಮೂಲ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಅವನತಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು.

1. ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಮೀಥೈಲ್ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ನ ಮೂಲ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು

ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿ ಎನ್ನುವುದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ (ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್) ನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮಾರ್ಪಾಡಿನಿಂದ ಪಡೆದ ವ್ಯುತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ. ಅದರ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯ ಬೆನ್ನೆಲುಬು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಣುಗಳು (C6H12O6) β-1,4 ಗ್ಲೈಕೋಸಿಡಿಕ್ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಸ್ವತಃ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವುದು ಕಷ್ಟ, ಆದರೆ ಮೀಥೈಲ್ (-och3) ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ (-c3h7oh) ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಕರಗಬಲ್ಲ ಪಾಲಿಮರ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಅದರ ನೀರಿನ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು. ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಮಾರ್ಪಾಡು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ಷಾರೀಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಮೀಥೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ (ಸಿಎಚ್ 3 ಸಿಎಲ್) ಮತ್ತು ಪ್ರೊಪೈಲೀನ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ (ಸಿ 3 ಹೆಚ್ 6 ಒ) ಯೊಂದಿಗೆ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಉತ್ಪನ್ನವು ಬಲವಾದ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಸಿಟಿ ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

2. ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು

ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಮುಖ್ಯ ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

2.1. HPMC ಯ ಅವನತಿ

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಸ್ವತಃ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ, ಮತ್ತು ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ಕೆಳಮಟ್ಟಕ್ಕಿಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮೊದಲು ಸಣ್ಣ ಬಳಸಬಹುದಾದ ಸಕ್ಕರೆಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್, ಕ್ಸೈಲೋಸ್, ಇತ್ಯಾದಿ). ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಹು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅವನತಿಗೊಳಿಸುವ ಕಿಣ್ವಗಳ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಮುಖ್ಯ ಅವನತಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸೇರಿವೆ:

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಜಲವಿಚ್ is ೇದನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿನ β-1,4 ಗ್ಲೈಕೋಸಿಡಿಕ್ ಬಂಧಗಳು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಹೈಡ್ರೋಲೇಸ್‌ಗಳಿಂದ (ಸೆಲ್ಯುಲೇಸ್, ಎಂಡೋಸೆಲ್ಯುಲೇಸ್ ನಂತಹ) ಮುರಿದುಹೋಗುತ್ತವೆ, ಕಡಿಮೆ ಸಕ್ಕರೆ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಆಲಿಗೋಸ್ಯಾಕರೈಡ್ಗಳು, ಡಿಸಾಕ್ಚರೈಡ್ಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ). ಈ ಸಕ್ಕರೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಚಯಾಪಚಯಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಜಲವಿಚ್ and ೇದ ಮತ್ತು ಅವನತಿ: ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿ ಅಣುವಿನ ಮೀಥೈಲ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಬದಲಿಗಳನ್ನು ಜಲವಿಚ್ by ೇದನೆಯಿಂದ ಭಾಗಶಃ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಲವಿಚ್ is ೇದನದ ಕ್ರಿಯೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ, ಜಲವಿಚ್ is ೇದನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳಿಂದ ಸ್ರವಿಸುವ ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಎಸ್ಟೆರೇಸ್ ನಂತಹ). ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಒಡೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಸಣ್ಣ ಸಕ್ಕರೆ ಅಣುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.

2.2. ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು

HPMC ಅನ್ನು ಸಣ್ಣ ಸಕ್ಕರೆ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಕುಸಿಯಿದ ನಂತರ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಈ ಸಕ್ಕರೆಗಳನ್ನು ಕಿಣ್ವಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅನ್ನು ಎಥೆನಾಲ್, ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಇತರ ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿ ಹುದುಗಿಸುವ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೂಲಕ ಕೊಳೆಯುತ್ತವೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣುಜೀವಿಗಳು ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿ ಅವನತಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೂಲಕ ಚಯಾಪಚಯಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಚಯಾಪಚಯ ಮಾರ್ಗಗಳು ಸೇರಿವೆ:

ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ ಪಥ: ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅನ್ನು ಕಿಣ್ವಗಳಿಂದ ಪೈರುವಾಟ್ ಆಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮತ್ತಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ (ಎಟಿಪಿ) ಮತ್ತು ಚಯಾಪಚಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಎಥೆನಾಲ್, ಇತ್ಯಾದಿ).

ಹುದುಗುವಿಕೆ ಉತ್ಪನ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆ: ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಅಥವಾ ಹೈಪೋಕ್ಸಿಕ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಥವಾ ಅದರ ಅವನತಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಸಾವಯವ ಆಮ್ಲಗಳಾದ ಎಥೆನಾಲ್, ಲ್ಯಾಕ್ಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ, ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮುಂತಾದ ಹುದುಗುವಿಕೆಯ ಮಾರ್ಗಗಳ ಮೂಲಕ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

2.3. ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ

ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಸೂಕ್ಷ್ಮಾಣುಜೀವಿಗಳು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಮಧ್ಯಂತರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎಥೆನಾಲ್ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಪೈರುವಾಟ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಪೈರುವಾಟ್ ಅನ್ನು ಕಡಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಎಥೆನಾಲ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜೀವಕೋಶಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಅವಶ್ಯಕ.

3. ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅಂಶಗಳು

ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಪರಿಸರ ಅಂಶಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಿಹೆಚ್, ತಾಪಮಾನ, ಕರಗಿದ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಂಶ, ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಮೂಲ ಸಾಂದ್ರತೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ದರ ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಪ್ರಕಾರದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪಿಹೆಚ್, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಕಿಣ್ವಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಪಿಹೆಚ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಅವನತಿ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸುಗಮ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

ನ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಜಲವಿಚ್ is ೇದನೆ, ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಅವನತಿ, ಸಕ್ಕರೆಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ಮತ್ತು ಹುದುಗುವಿಕೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಹುದುಗುವಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸಂಬಂಧಿತ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಸಹ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸಂಶೋಧನೆಯ ಗಾ ening ವೊಂದಿಗೆ, ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಅವನತಿ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಹುದುಗುವಿಕೆ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಪರಿವರ್ತನೆ, ಪರಿಸರ ಸಂರಕ್ಷಣೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಎಚ್‌ಪಿಎಂಸಿಯ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಬಹುದು.