1.Hidroksipropil metilcelulozë (HPMC)është një eter i rëndësishëm celuloz, i përdorur gjerësisht në ndërtim, farmaceutikë, ushqim, kozmetikë dhe fusha të tjera. HPMC ka veti të mira trashësuese, film-formuese, emulsifikuese, pezulluese dhe mbajtjes së ujit, kështu që luan një rol kyç në shumë industri. Prodhimi i HPMC kryesisht mbështetet në proceset e modifikimit kimik. Vitet e fundit, me avancimin e bioteknologjisë, kanë filluar të tërheqin vëmendjen edhe metodat e prodhimit të bazuara në fermentimin mikrobik.
2. Parimi i prodhimit të fermentimit të HPMC
Procesi tradicional i prodhimit të HPMC përdor celulozën natyrale si lëndë të parë dhe prodhohet me metoda kimike si alkalizimi, eterifikimi dhe rafinimi. Megjithatë, ky proces përfshin një sasi të madhe tretësish organikë dhe reagentëve kimikë, gjë që ka një ndikim të madh në mjedis. Prandaj, përdorimi i fermentimit mikrobik për sintetizimin e celulozës dhe eterifikimin e mëtejshëm të saj është bërë një metodë prodhimi më miqësore me mjedisin dhe e qëndrueshme.
Sinteza mikrobike e celulozës (BC) ka qenë një temë e nxehtë vitet e fundit. Bakteret duke përfshirë Komagataeibacter (si Komagataeibacter xylinus) dhe Gluconacetobacter mund të sintetizojnë drejtpërdrejt celulozën me pastërti të lartë përmes fermentimit. Këto baktere përdorin glukozë, glicerinë ose burime të tjera karboni si substrate, fermentohen në kushte të përshtatshme dhe sekretojnë nanofibra celuloze. Celuloza bakteriale që rezulton mund të shndërrohet në HPMC pas modifikimit të hidroksipropilit dhe metilimit.
3. Procesi i prodhimit
3.1 Procesi i fermentimit të celulozës bakteriale
Optimizimi i procesit të fermentimit është thelbësor për përmirësimin e rendimentit dhe cilësisë së celulozës bakteriale. Hapat kryesorë janë si më poshtë:
Ekzaminimi dhe kultivimi i tendosjeve: Zgjidhni shtame celuloze me rendiment të lartë, si Komagataeibacter xylinus, për zbutje dhe optimizim.
Mjeti i fermentimit: Siguroni burime karboni (glukozë, saharozë, ksilozë), burime azoti (ekstrakt maja, pepton), kripëra inorganike (fosfate, kripëra magnezi, etj.) dhe rregullatorë (acid acetik, acid citrik) për të nxitur rritjen e baktereve dhe sintezën e celulozës.
Kontrolli i gjendjes së fermentimit: duke përfshirë temperaturën (28-30℃), pH (4,5-6,0), nivelin e oksigjenit të tretur (përzierje ose kulturë statike), etj.
Mbledhja dhe pastrimi: Pas fermentimit, celuloza bakteriale mblidhet duke filtruar, larë, tharë dhe hapa të tjerë, dhe bakteret e mbetura dhe papastërtitë e tjera hiqen.
3.2 Modifikimi i metilimit hidroksipropil i celulozës
Celuloza bakteriale e përftuar duhet të modifikohet kimikisht për t'i dhënë asaj karakteristikat e HPMC. Hapat kryesorë janë si më poshtë:
Trajtimi i alkalinizimit: zhyteni në një sasi të përshtatshme të solucionit NaOH për të zgjeruar zinxhirin e celulozës dhe për të përmirësuar aktivitetin e reagimit të eterifikimit pasues.
Reagimi i eterifikimit: në kushte specifike të temperaturës dhe katalitike, shtoni oksid propileni (hidroksipropilim) dhe klorur metil (metilim) për të zëvendësuar grupin hidroksil të celulozës për të formuar HPMC.
Neutralizimi dhe rafinimi: neutralizohet me acid pas reaksionit për të hequr reagentët kimikë që nuk kanë reaguar dhe përftohet produkti përfundimtar duke larë, filtruar dhe tharë.
Thërrmimi dhe klasifikimi: thërrmoni HPMC-në në grimca që plotësojnë specifikimet dhe kontrolloni dhe paketoni ato sipas shkallëve të ndryshme të viskozitetit.
4. Teknologjitë kryesore dhe strategjitë e optimizimit
Përmirësimi i tendosjes: përmirësoni rendimentin dhe cilësinë e celulozës përmes inxhinierisë gjenetike të shtameve mikrobike.
Optimizimi i procesit të fermentimit: përdorni bioreaktorë për kontroll dinamik për të përmirësuar efikasitetin e prodhimit të celulozës.
Procesi i eterifikimit të gjelbër: zvogëloni përdorimin e tretësve organikë dhe zhvilloni teknologji eterifikimi më miqësore me mjedisin, siç është modifikimi katalitik i enzimës.
Kontrolli i cilësisë së produktit: duke analizuar shkallën e zëvendësimit, tretshmërinë, viskozitetin dhe tregues të tjerë të HPMC, sigurohuni që ai të plotësojë kërkesat e aplikimit.
E bazuar në fermentimHPMCMetoda e prodhimit ka avantazhet e të qenit e rinovueshme, miqësore me mjedisin dhe efikase, e cila është në përputhje me trendin e kimisë së gjelbër dhe zhvillimit të qëndrueshëm. Me avancimin e bioteknologjisë, kjo teknologji pritet të zëvendësojë gradualisht metodat tradicionale kimike dhe të promovojë aplikimin më të gjerë të HPMC në fushën e ndërtimit, ushqimit, mjekësisë etj.
Koha e postimit: Prill-11-2025