Glúkónsýruduft CAS 526-95-4

Þessi aðferð notar oxun örvera til að mynda gluconicacidaqsoln úr glúkósa, sem má skipta í sveppagerjun, bakteríugerjun, sveppagerjun, óhreyfðan frumu og óhreyfðan ensímgerjun. Sem stendur eru Aspergillus niger gerjun, óhreyfðar frumur og óhreyfðar ensím mikið notaðar. Það er aðferð sem þróuð var á sjöunda áratugnum. Óhreyfingaraðferðum ensíma (frumna) má gróflega skipta í fjórar gerðir: aðsogsaðferð, samgilda tengiaðferð, kross-tengingaraðferð og innfellingaraðferð.

Aðsogsaðferð: Ensímstöðvun næst með víxlverkun aukatengja milli burðaryfirborðs og ensímyfirborðs.

Samgild tengiaðferð: Hún sameinar virka hliðarkeðjuhóp ensímsins við virka hóp burðarefnisins með samgildum tengjum, til að ná því hlutverki að hreyfa ensímið. Þessi aðferð við að koma ensíminu á hreyfingarleysi sýnir góðan stöðugleika og stuðlar að stöðugri notkun ensímsins.

Krosstengingaraðferð: Það vísar til notkunar tvívirkra eða fjölvirkra hóphvarfefna til að krosstengja og brúa ensímsameindir, sem auðvelt er að óvirkja.

Innfellingaraðferðirnar fela í sér innfellingu á rist, innfellingu í örhjúpi og innfellingu lípósóma. Innfellingaraðferðin getur fengið meiri ensímvirkni vegna þess að ensímið sjálft tekur ekki þátt í efnabindingarhvarfinu; Hins vegar er dreifing óhreyfðra frumna og óhreyfðra ensíma takmörkuð, þannig að súrefnisnotkunin er gríðarleg og aukning á súrefnisflutningshraða er stórt vandamál.

Þess vegna er hönnun og nýmyndun nýrra ensímstöðvunarefna með framúrskarandi frammistöðu og þróun einfaldra og hagnýtra stöðvunaraðferða ein af áherslum rannsókna á óhreyfðum ensímum um þessar mundir. Á undanförnum árum hefur lífhvatagreining einnig verið þróuð til að framleiða gluconicacidaqsoln. Þessi aðferð notar himnur til að sía út hvarfefnissýruna og flytur sýruna úr hvarflausninni í tíma, sem dregur úr hömlun á hvarfefni (sýru) á hvata (bakteríur). Í samanburði við hefðbundnar aðferðir eykur endurvinnsla baktería innihald baktería og eykur þar með uppskeruna.

Sem stendur notar flest land okkar gerjun til að framleiða kalsíumglúkónat og notar síðan kalsíumglúkónat til að búa til gluconicacidaqsoln með jónaskiptum, uppgufun og þéttingu og kristöllun.

Líffræðilega gerjunaraðferðin krefst margra ferla eins og ræktunar, skimunar og dauðhreinsunar og hefur strangar kröfur um hitastig, margar aukaafurðir og langan hringrás. Að auki hefur það áhrif á hreinleika glúkónasídaqsoln vara vegna þess að óhreinindum eins og frumum er bætt við við framleiðslu á glúkóníkasídaqsolni, þannig að þróun þess þarf brýn að leysa mörg tæknileg vandamál.

Það eru tveir aðferðir einsleitrar efnaoxunar: einn er að takmarka oxunargetu oxunarefna (eins og natríumhýpóklóríts og vetnisperoxíðs) með því að stilla hvarfskilyrðin að sterkum basískum aðstæðum, til að oxa aldehýðhóp glúkósa í karboxýlhóp; Annað er Cannizarro vélbúnaðurinn sem Ashida o.fl. fyrir umbreytingu glúkósa í gluconicacidaqsoln þegar vetnisjónaviðtakum er bætt við (sumir ketónar, alkenar og súrefni eru hentugir vetnisjónaviðtakar í nærveru Raney Ni). Vetnisperoxíð og natríumhýpóklórít voru notuð sem oxunarefni í sömu röð og afraksturinn var 70% og 90%, í sömu röð. Iðnaðarflugmannsprófið var að veruleika.

Hins vegar þarf einsleita efnaoxunaraðferðin að hafa strangt eftirlit með innihaldi virku þáttanna í hvatanum í hvarflausninni, sem er háð hitastigi og pH-gildi lausnarinnar. Það eru mörg milliþrep, mörg auka-vörur og erfitt er að aðgreina vörurnar. Þar að auki er saltið sem notað er sem hvati erfitt að endurnýja og afraksturinn er lágur. Viðbragðstíminn er langur og umhverfið er mjög mengað.

Hvað varðar rafgreiningaraðferðir er hægt að skipta myndun glúkónacidaqsolns með rafgreiningaroxun í beina rafgreiningu, óbeina rafgreiningu og "pöruð rafgreiningu" nýmyndun. Í þessari aðferð er ákveðnu magni af glúkósalausn bætt í rafgreiningarfrumu og síðan viðeigandi raflausn bætt við. Glúkósinn er rafgreindur og oxaður við ákveðinn hita, spennu og stöðugan straumþéttleika. Viðbragðsreglan er að fá viðeigandi "oxunarmiðil" með rafgreiningu og nota síðan þennan "oxunarmiðil" til að oxa glúkósa til að mynda glúkónasídaqsoln.

Til dæmis er óbein rafgreiningaraðferðin að nota miðilinn í minnkaðri stöðu til að mynda miðilinn í oxunarástandi við forskautið. Glúkósinn hvarfast við myndefnið í oxunarástandi til að mynda glúkónasídaqsoln, og miðillinn fer aftur í upprunalegt minnkað ástand. Bæði bein rafgreiningarmyndun og óbein rafgreiningarmyndun bregðast við á rafskautssvæðinu, en "pöruð rafgreiningarmyndun" aðferðin bregst við bæði á bakskauts- og rafskautssvæðum á sama tíma, þannig að rafgreiningarnýtingin er tiltölulega mikil.

Rafgreiningaroxun glúkónacidaqsolns hefur verið iðnvædd erlendis, en hún er enn á tilraunastigi hér heima. Ruthenium er húðað á títan sem vinnurafskaut. Straumþéttleiki er 0,18A/m, styrkur glúkósa er 0,02 mól/L, hvarfhitastig er 50 gráður og miðlungsstyrkur er 0,2 mól/L.

Undir þessu ástandi getur núverandi skilvirkni (fræðileg orkunotkun á hverja móleiningu af glúkónasídaqsolni framleidd / raunveruleg orkunotkun á hverja mól af glúkónasíðaqsolni sem myndast er) náð 76,50% og gögn samhliða prófunar eru góð, sem búist er við að muni gera tilraunapróf í iðnaði. Þrátt fyrir að rafefnafræðilega oxunaraðferðin yfirstígi ókosti líffræðilegrar gerjunaraðferðar og einsleitrar efnaoxunaraðferðar, eins og margar aukaafurðir og ferli, eyðir hún mikillar orku í iðnaðarframleiðslu og erfitt er að stjórna þeim, svo það er sjaldan notað í iðnaðarframleiðslu.

Undirbúningur glúkónacidaqsolns með misleitri hvataoxun er að oxa glúkósa í sýru með því að bæta fastfasa hvata úr studdum málmi í fljótandi glúkósalausnina og nota síðan O sem oxunarefni.

Sem stendur eru innlendar rannsóknir enn á rannsóknarstofustigi. Sumar rannsóknir kynntu nýmyndunarleiðina og vinnsluflæði hvataoxunar glúkónasíðaqsolns. Á grundvelli greiningar á niðurstöðum prófanna var gerð tilraunarannsókn á vörunni. Rannsakað Pd Niðurstöður Co/C hvata, XPS og BET sýna að viðbót c0 breytir uppbyggingu hvatans og er gagnleg til að draga úr Pd og bætir þannig umbreytingu og sértækni hvarfsins (umbreyting glúkósa nær 92% og sértækni hvatans er 94%).

Misleita hvataoxunaraðferðin getur myndaðglúkónsýruduftí aðeins einu skrefi og hvarfaðstæður eru vægar (loftþrýstingur, nálægt stofuhita), afraksturinn er hár,- aukaafurðirnar eru fáar, vöruna er auðvelt að aðskilja og hægt er að endurvinna hvatann. Það er umhverfisvæn aðferð til að búa til gluconicacidaqsoln. Hins vegar þarf stöðugleikarannsókn á Pd málmhvata enn nokkurn tíma til að fá góða lausn. Þrátt fyrir að Au catalyst bæti upp galla Pd hvata, þarf hann samt nokkrar rannsóknir til iðnaðarnotkunar.