ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز کا ابال اور پیداوار

1۔ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز (HPMC)ایک اہم سیلولوز ایتھر ہے، بڑے پیمانے پر تعمیرات، دواسازی، خوراک، کاسمیٹکس اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔ HPMC میں گاڑھا ہونا، فلم بنانا، ایملسیفائنگ، معطلی اور پانی برقرار رکھنے کی خصوصیات ہیں، اس لیے یہ بہت سی صنعتوں میں کلیدی کردار ادا کرتی ہے۔ HPMC کی پیداوار بنیادی طور پر کیمیائی ترمیم کے عمل پر منحصر ہے۔ حالیہ برسوں میں، بائیو ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، مائکروبیل ابال پر مبنی پیداوار کے طریقوں نے بھی توجہ مبذول کرنا شروع کر دی ہے۔

2. HPMC کے ابال پیداوار اصول

روایتی HPMC پیداواری عمل قدرتی سیلولوز کو خام مال کے طور پر استعمال کرتا ہے اور اسے کیمیائی طریقوں سے تیار کیا جاتا ہے جیسے الکلائزیشن، ایتھریفیکیشن اور ریفائننگ۔ تاہم، اس عمل میں نامیاتی سالوینٹس اور کیمیائی ری ایجنٹس کی ایک بڑی مقدار شامل ہوتی ہے، جس کا ماحول پر بہت اچھا اثر پڑتا ہے۔ لہذا، سیلولوز کی ترکیب اور اسے مزید ایتھرائیف کرنے کے لیے مائکروبیل ابال کا استعمال زیادہ ماحول دوست اور پائیدار پیداواری طریقہ بن گیا ہے۔

سیلولوز (BC) کی مائکروبیل ترکیب حالیہ برسوں میں ایک گرما گرم موضوع رہا ہے۔ بیکٹیریا بشمول Komagataeibacter (جیسے Komagataeibacter xylinus) اور Gluconacetobacter ابال کے ذریعے اعلیٰ پاکیزگی والے سیلولوز کی براہ راست ترکیب کر سکتے ہیں۔ یہ بیکٹیریا گلوکوز، گلیسرول یا کاربن کے دیگر ذرائع کو سبسٹریٹس کے طور پر استعمال کرتے ہیں، مناسب حالات میں خمیر کرتے ہیں، اور سیلولوز نانوفائبرز کو خارج کرتے ہیں۔ نتیجے میں آنے والے بیکٹیریل سیلولوز کو ہائیڈروکسی پروپیل اور میتھیلیشن ترمیم کے بعد HPMC میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

3. پیداواری عمل

3.1 بیکٹیریل سیلولوز کے ابال کا عمل

بیکٹیریل سیلولوز کی پیداوار اور معیار کو بہتر بنانے کے لیے ابال کے عمل کی اصلاح بہت ضروری ہے۔ اہم اقدامات مندرجہ ذیل ہیں:

سٹرین اسکریننگ اور کاشت: زیادہ پیداوار والے سیلولوز سٹرین، جیسے Komagataeibacter xylinus، کو پالنے اور بہتر بنانے کے لیے منتخب کریں۔

ابال کا ذریعہ: کاربن کے ذرائع (گلوکوز، سوکروز، زائلوز)، نائٹروجن کے ذرائع (خمیر کا عرق، پیپٹون)، غیر نامیاتی نمکیات (فاسفیٹس، میگنیشیم نمکیات، وغیرہ) اور ریگولیٹرز (ایسٹک ایسڈ، سائٹرک ایسڈ) فراہم کریں تاکہ بیکٹیریا کی نشوونما اور سیلولوز کی ترکیب کو فروغ دیا جاسکے۔

ابال کی حالت کنٹرول: بشمول درجہ حرارت (28-30℃)، پی ایچ (4.5-6.0)، تحلیل شدہ آکسیجن کی سطح (ہلچل یا جامد ثقافت) وغیرہ۔

جمع کرنا اور صاف کرنا: ابال کے بعد، بیکٹیریل سیلولوز کو فلٹرنگ، دھونے، خشک کرنے اور دیگر مراحل سے جمع کیا جاتا ہے، اور بقایا بیکٹیریا اور دیگر نجاست کو ہٹا دیا جاتا ہے۔

3.2 سیلولوز کی ہائیڈروکسی پروپیل میتھیلیشن ترمیم

حاصل کردہ بیکٹیریل سیلولوز کو HPMC کی خصوصیات دینے کے لیے اسے کیمیائی طور پر تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔ اہم اقدامات مندرجہ ذیل ہیں:

الکلائنائزیشن ٹریٹمنٹ: سیلولوز چین کو وسعت دینے اور بعد میں ایتھریفیکیشن کے رد عمل کو بہتر بنانے کے لیے مناسب مقدار میں NaOH محلول میں بھگو دیں۔

ایتھریفیکیشن ری ایکشن: مخصوص درجہ حرارت اور اتپریرک حالات کے تحت، HPMC بنانے کے لیے سیلولوز ہائیڈروکسیل گروپ کو تبدیل کرنے کے لیے پروپیلین آکسائیڈ (ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن) اور میتھائل کلورائیڈ (میتھیلیشن) شامل کریں۔

نیوٹرلائزیشن اور ریفائننگ: رد عمل کے بعد تیزاب سے بے اثر کیمیائی ری ایجنٹس کو ہٹانے کے لیے، اور دھونے، فلٹرنگ اور خشک کرکے حتمی مصنوع حاصل کریں۔

کرشنگ اور گریڈنگ: HPMC کو ان ذرات میں کچلیں جو تصریحات پر پورا اترتے ہیں، اور اسکرین کریں اور انہیں مختلف viscosity گریڈوں کے مطابق پیک کریں۔

4. کلیدی ٹیکنالوجیز اور اصلاح کی حکمت عملی

تناؤ میں بہتری: مائکروبیل تناؤ کی جینیاتی انجینئرنگ کے ذریعے سیلولوز کی پیداوار اور معیار کو بہتر بنائیں۔

ابال کے عمل کی اصلاح: سیلولوز کی پیداوار کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے متحرک کنٹرول کے لیے بائیوریکٹر استعمال کریں۔

سبز ایتھریفیکیشن کا عمل: نامیاتی سالوینٹس کے استعمال کو کم کریں اور ماحول دوست ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجیز تیار کریں، جیسے انزائم کیٹلیٹک ترمیم۔

پروڈکٹ کوالٹی کنٹرول: HPMC کے متبادل ڈگری، حل پذیری، viscosity اور دیگر اشارے کا تجزیہ کرکے، یقینی بنائیں کہ یہ درخواست کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔

ابال کی بنیاد پرHPMCپیداوار کے طریقہ کار میں قابل تجدید، ماحول دوست اور موثر ہونے کے فوائد ہیں، جو سبز کیمسٹری اور پائیدار ترقی کے رجحان کے مطابق ہے۔ بائیوٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، اس ٹیکنالوجی سے بتدریج روایتی کیمیائی طریقوں کو تبدیل کرنے اور تعمیرات، خوراک، ادویات وغیرہ کے شعبوں میں HPMC کے وسیع تر اطلاق کو فروغ دینے کی توقع ہے۔