1.Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC)е важен целулзен етер, широко користен во градежништвото, фармацевтските производи, храната, козметиката и други области. HPMC има добри својства за задебелување, формирање филм, емулгирање, суспензија и задржување на водата, па затоа игра клучна улога во многу индустрии. Производството на HPMC главно се потпира на процесите на хемиска модификација. Во последниве години, со напредокот на биотехнологијата, методите на производство базирани на микробна ферментација исто така почнаа да привлекуваат внимание.
2. Принцип на производство на ферментација на HPMC
Традиционалниот процес на производство на HPMC користи природна целулоза како суровина и се произведува со хемиски методи како што се алкализација, етерификација и рафинирање. Сепак, овој процес вклучува голема количина на органски растворувачи и хемиски реагенси, што има големо влијание врз животната средина. Затоа, употребата на микробна ферментација за синтетизирање на целулоза и нејзина понатамошна етерификација стана поеколошки и поодржлив метод на производство.
Микробната синтеза на целулоза (BC) е актуелна тема во последниве години. Бактериите вклучувајќи ги Komagataeibacter (како Komagataeibacter xylinus) и Gluconacetobacter можат директно да синтетизираат целулоза со висока чистота преку ферментација. Овие бактерии користат гликоза, глицерол или други извори на јаглерод како супстрати, ферментираат под соодветни услови и лачат целулозни нановлакна. Добиената бактериска целулоза може да се конвертира во HPMC по модификација на хидроксипропил и метилација.
3. Процес на производство
3.1 Процес на ферментација на бактериска целулоза
Оптимизацијата на процесот на ферментација е од клучно значење за подобрување на приносот и квалитетот на бактериската целулоза. Главните чекори се како што следува:
Скрининг и одгледување на соеви: Изберете видови на целулоза со висок принос, како што е Komagataeibacter xylinus, за припитомување и оптимизација.
Медиум за ферментација: Обезбедете извори на јаглерод (гликоза, сахароза, ксилоза), извори на азот (екстракт од квасец, пептон), неоргански соли (фосфати, соли на магнезиум, итн.) и регулатори (оцетна киселина, лимонска киселина) за промовирање на растот на бактериите и синтезата на целулоза.
Контрола на состојбата на ферментација: вклучувајќи температура (28-30℃), pH (4,5-6,0), ниво на растворен кислород (мешање или статичка култура) итн.
Собирање и прочистување: По ферментацијата, бактериската целулоза се собира со филтрирање, миење, сушење и други чекори, а преостанатите бактерии и другите нечистотии се отстрануваат.
3.2 Хидроксипропил метилација модификација на целулоза
Добиената бактериска целулоза треба хемиски да се модифицира за да и се дадат карактеристики на HPMC. Главните чекори се како што следува:
Третман на алкализација: натопете во соодветна количина раствор на NaOH за да се прошири синџирот на целулоза и да се подобри реакциската активност на последователната етерификација.
Реакција на етерификација: под специфична температура и каталитички услови, додадете пропилен оксид (хидроксипропилација) и метил хлорид (метилација) за да ја замените хидроксилната група целулоза за да формирате HPMC.
Неутрализација и рафинирање: неутрализирајте со киселина по реакцијата за да се отстранат хемиските реагенси што не реагирале и да се добие финалниот производ со миење, филтрирање и сушење.
Дробење и оценување: здробете го HPMC на честички кои ги исполнуваат спецификациите, и исчистете ги и пакувајте ги според различни степени на вискозност.
4. Клучни технологии и стратегии за оптимизација
Подобрување на соеви: подобрување на приносот и квалитетот на целулоза преку генетски инженеринг на микробиолошки соеви.
Оптимизација на процесот на ферментација: користете биореактори за динамична контрола за да ја подобрите ефикасноста на производството на целулоза.
Процес на зелена етерификација: намалете ја употребата на органски растворувачи и развијте поеколошки технологии за етерификација, како што е ензимската каталитичка модификација.
Контрола на квалитетот на производот: со анализа на степенот на замена, растворливост, вискозност и други показатели на HPMC, уверете се дека ги исполнува барањата за апликација.
Врз основа на ферментацијаHPMCметодот на производство ги има предностите што е обновлив, еколошки и ефикасен, што е во согласност со трендот на зелена хемија и одржлив развој. Со напредокот на биотехнологијата, оваа технологија се очекува постепено да ги замени традиционалните хемиски методи и да промовира поширока примена на HPMC во областа на градежништвото, храната, медицината итн.
Време на објавување: април-11-2025 година