1.Gidroksipropil metiltsellyuloza (HPMC)qurilish, farmatsevtika, oziq-ovqat, kosmetika va boshqa sohalarda keng qo'llaniladigan muhim tsellyuloza efiridir. HPMC yaxshi qalinlashtiruvchi, kino hosil qiluvchi, emulsifikatsiya qiluvchi, suspenziya va suvni ushlab turish xususiyatlariga ega, shuning uchun u ko'plab sohalarda asosiy rol o'ynaydi. HPMC ishlab chiqarish asosan kimyoviy modifikatsiya jarayonlariga tayanadi. So'nggi yillarda biotexnologiyaning rivojlanishi bilan mikrobial fermentatsiyaga asoslangan ishlab chiqarish usullari ham e'tiborni jalb qila boshladi.
2. HPMC ning fermentatsiya ishlab chiqarish printsipi
An'anaviy HPMC ishlab chiqarish jarayoni xom ashyo sifatida tabiiy tsellyulozadan foydalanadi va alkalizatsiya, eterifikatsiya va tozalash kabi kimyoviy usullar bilan ishlab chiqariladi. Biroq, bu jarayon atrof-muhitga katta ta'sir ko'rsatadigan katta miqdordagi organik erituvchilar va kimyoviy reagentlarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun tsellyulozani sintez qilish va uni yanada eterifikatsiya qilish uchun mikrobial fermentatsiyadan foydalanish yanada ekologik toza va barqaror ishlab chiqarish usuliga aylandi.
Tsellyulozaning mikrobial sintezi (BC) so'nggi yillarda dolzarb mavzu bo'ldi. Komagataeibacter (masalan, Komagataeibacter xylinus) va Gluconacetobacter kabi bakteriyalar fermentatsiya yo'li bilan to'g'ridan-to'g'ri yuqori toza tsellyuloza sintez qilishi mumkin. Bu bakteriyalar glyukoza, glitserin yoki boshqa uglerod manbalarini substrat sifatida ishlatadi, mos sharoitlarda fermentlanadi va tsellyuloza nanotolalarini chiqaradi. Olingan bakterial tsellyuloza gidroksipropil va metillanish modifikatsiyasidan so'ng HPMC ga aylanishi mumkin.
3. Ishlab chiqarish jarayoni
3.1 Bakterial sellyulozaning fermentatsiya jarayoni
Fermentatsiya jarayonini optimallashtirish bakterial tsellyuloza hosilini va sifatini yaxshilash uchun juda muhimdir. Asosiy qadamlar quyidagilardan iborat:
Shtammni skrining va etishtirish: uylashtirish va optimallashtirish uchun Komagataeibacter xylinus kabi yuqori mahsuldor tsellyuloza shtammlarini tanlang.
Fermentatsiya muhiti: uglerod manbalari (glyukoza, saxaroza, ksiloza), azot manbalari (xamirturush ekstrakti, pepton), noorganik tuzlar (fosfatlar, magniy tuzlari va boshqalar) va regulyatorlar (sirka kislotasi, limon kislotasi) bilan bakteriya o'sishi va tsellyuloza sintezini ta'minlang.
Fermentatsiya holatini nazorat qilish: harorat (28-30 ℃), pH (4,5-6,0), erigan kislorod darajasi (aralashtirish yoki statik madaniyat) va boshqalar.
Yig'ish va tozalash: fermentatsiyadan so'ng bakterial tsellyuloza filtrlash, yuvish, quritish va boshqa bosqichlar bilan yig'iladi va qoldiq bakteriyalar va boshqa aralashmalar chiqariladi.
3.2 Tsellyulozaning gidroksipropil metillanish modifikatsiyasi
Olingan bakterial tsellyulozaga HPMC xossalarini berish uchun kimyoviy modifikatsiya qilish kerak. Asosiy qadamlar quyidagilardan iborat:
Alkalinizatsiya bilan ishlov berish: tsellyuloza zanjirini kengaytirish va keyingi eterifikatsiyaning reaktsiya faolligini yaxshilash uchun tegishli miqdorda NaOH eritmasiga soling.
Eterifikatsiya reaktsiyasi: ma'lum harorat va katalitik sharoitlarda HPMC hosil qilish uchun tsellyuloza gidroksil guruhini almashtirish uchun propilen oksidi (gidroksipropilatsiya) va metilxlorid (metillanish) qo'shing.
Neytrallash va tozalash: reaksiyaga kirmagan kimyoviy reagentlarni olib tashlash uchun reaktsiyadan keyin kislota bilan neytrallash va yuvish, filtrlash va quritish orqali yakuniy mahsulotni olish.
Maydalash va tasniflash: HPMC ni spetsifikatsiyalarga javob beradigan zarrachalarga maydalang va ularni turli yopishqoqlik darajalariga ko'ra saralang va qadoqlang.
4. Asosiy texnologiyalar va optimallashtirish strategiyalari
Shtammni yaxshilash: mikrob shtammlarini genetik muhandislik orqali tsellyuloza hosildorligi va sifatini yaxshilash.
Fermentatsiya jarayonini optimallashtirish: tsellyuloza ishlab chiqarish samaradorligini oshirish uchun dinamik nazorat uchun bioreaktorlardan foydalaning.
Yashil eterifikatsiya jarayoni: organik erituvchilardan foydalanishni kamaytirish va fermentlarni katalitik modifikatsiya qilish kabi ekologik toza eterifikatsiya texnologiyalarini ishlab chiqish.
Mahsulot sifatini nazorat qilish: HPMC ning almashtirish darajasini, eruvchanligini, yopishqoqligini va boshqa ko'rsatkichlarini tahlil qilib, uning dastur talablariga javob berishiga ishonch hosil qiling.
Fermentatsiyaga asoslanganHPMCishlab chiqarish usuli yashil kimyo va barqaror rivojlanish tendentsiyasiga mos keladigan qayta tiklanadigan, ekologik toza va samarali bo'lishning afzalliklariga ega. Biotexnologiyaning rivojlanishi bilan ushbu texnologiya asta-sekin an'anaviy kimyoviy usullarni almashtirishi va HPMC ning qurilish, oziq-ovqat, tibbiyot va hokazo sohalarida kengroq qo'llanilishiga yordam berishi kutilmoqda.
Xabar vaqti: 2025-yil 11-aprel