1.Гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC)нь чухал целлюлозын эфир бөгөөд барилга, эм зүй, хүнс, гоо сайхны болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. HPMC нь өтгөрүүлэх, хальс үүсгэх, эмульс хийх, суспензлэх, ус хадгалах шинж чанартай тул олон салбарт гол үүрэг гүйцэтгэдэг. HPMC-ийн үйлдвэрлэл нь голчлон химийн өөрчлөлтийн процесст тулгуурладаг. Сүүлийн жилүүдэд биотехнологи хөгжихийн хэрээр бичил биетний исгэх аргад суурилсан үйлдвэрлэлийн аргууд ч анхаарал татах болсон.
2. HPMC-ийн исгэх үйлдвэрлэлийн зарчим
Уламжлалт HPMC үйлдвэрлэлийн процесс нь байгалийн целлюлозыг түүхий эд болгон ашигладаг бөгөөд шүлтжүүлэх, эфиржүүлэх, цэвэршүүлэх зэрэг химийн аргаар үйлдвэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ процесст их хэмжээний органик уусгагч, химийн урвалжууд ордог бөгөөд энэ нь байгаль орчинд маш их нөлөө үзүүлдэг. Иймээс целлюлозыг нийлэгжүүлэх, цаашлаад эфиржүүлэх зорилгоор бичил биетний исгэх аргыг ашиглах нь байгаль орчинд ээлтэй, тогтвортой үйлдвэрлэлийн арга болжээ.
Целлюлозын бичил биетний нийлэгжилт (BC) нь сүүлийн жилүүдэд халуун сэдэв болж байна. Komagataeibacter (Komagataeibacter xylinus гэх мэт) болон Gluconacetobacter зэрэг бактери нь исгэх замаар өндөр цэвэршилттэй целлюлозыг шууд нэгтгэж чаддаг. Эдгээр бактери нь глюкоз, глицерол эсвэл бусад нүүрстөрөгчийн эх үүсвэрийг субстрат болгон ашиглаж, тохиромжтой нөхцөлд исгэж, целлюлозын нано эсийг ялгаруулдаг. Үүссэн бактерийн целлюлозыг гидроксипропил ба метилжилтийн өөрчлөлтийн дараа HPMC болгон хувиргаж болно.
3. Үйлдвэрлэлийн үйл явц
3.1 Бактерийн целлюлозыг исгэх үйл явц
Исгэлтийн процессыг оновчтой болгох нь бактерийн целлюлозын гарц, чанарыг сайжруулахад маш чухал юм. Үндсэн алхамууд нь дараах байдалтай байна.
Омог скрининг ба тариалалт: Гаршуулах, оновчтой болгохын тулд Komagataeibacter xylinus зэрэг өндөр бүтээмжтэй целлюлозын омгийг сонго.
Исгэлтийн орчин: Бактерийн өсөлт, целлюлозын нийлэгжилтийг дэмжих нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр (глюкоз, сахароз, ксилоз), азотын эх үүсвэр (мөөгөнцрийн ханд, пептон), органик бус давс (фосфат, магнийн давс гэх мэт) болон зохицуулагч (цууны хүчил, нимбэгийн хүчил) -ээр хангана.
Исгэлтийн төлөвийн хяналт: температур (28-30℃), рН (4.5-6.0), ууссан хүчилтөрөгчийн түвшин (хутгах эсвэл статик өсгөвөрлөх) гэх мэт.
Цуглуулга, цэвэршүүлэх: Исгэлтийн дараа бактерийн целлюлозыг шүүх, угаах, хатаах болон бусад алхмуудаар цуглуулж, үлдэгдэл бактери болон бусад хольцыг зайлуулна.
3.2 Целлюлозын гидроксипропилийн метилжилтийн өөрчлөлт
Олж авсан бактерийн целлюлозыг HPMC-ийн шинж чанарыг өгөхийн тулд химийн өөрчлөлт хийх шаардлагатай. Үндсэн алхамууд нь дараах байдалтай байна.
Шүлтжүүлэх эмчилгээ: Целлюлозын гинжийг өргөжүүлэх, дараагийн эфиржилтийн урвалын идэвхийг сайжруулахын тулд зохих хэмжээний NaOH уусмалд дэвтээнэ.
Эфиржих урвал: тодорхой температур, катализаторын нөхцөлд целлюлозын гидроксил бүлгийг орлуулахын тулд пропилен исэл (гидроксипропиляци) ба метил хлорид (метилжилт) нэмээд HPMC үүсгэнэ.
Саармагжуулах, боловсронгуй болгох: урвалд ороогүй химийн урвалжийг зайлуулахын тулд урвалын дараа хүчилээр саармагжуулж, угааж, шүүж, хатаах замаар эцсийн бүтээгдэхүүнийг гаргана.
Бутлах, ангилах: HPMC-ийг техникийн үзүүлэлтэд нийцсэн тоосонцор болгон буталж, наалдамхай чанарын өөр өөр ангиллын дагуу шүүж, савлана.
4. Гол технологи, оновчлолын стратеги
Омог сайжруулах: бичил биетний омгийн генетикийн инженерчлэлээр дамжуулан целлюлозын гарц, чанарыг сайжруулах.
Исгэлтийн процессыг оновчтой болгох: целлюлозын үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд динамик хяналтанд биореакторыг ашиглах.
Ногоон эфиржилтийн үйл явц: органик уусгагчийн хэрэглээг багасгаж, ферментийн каталитик өөрчлөлт гэх мэт байгальд ээлтэй эфиржуулалтын технологийг хөгжүүлэх.
Бүтээгдэхүүний чанарын хяналт: HPMC-ийн орлуулах зэрэг, уусах чадвар, зуурамтгай чанар болон бусад үзүүлэлтүүдэд дүн шинжилгээ хийж, хэрэглээний шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг шалгана.
Исгэхэд суурилсанHPMCүйлдвэрлэлийн арга нь нөхөн сэргээгдэх, байгаль орчинд ээлтэй, үр ашигтай байх давуу талтай нь ногоон хими, тогтвортой хөгжлийн чиг хандлагад нийцсэн. Биотехнологийн дэвшлийг дагаад энэхүү технологи нь уламжлалт химийн аргыг аажмаар орлож, HPMC-ийг барилга, хүнс, анагаах ухаан гэх мэт салбарт өргөнөөр ашиглахад түлхэц үзүүлэх төлөвтэй байна.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 4-р сарын 11